ชดอปกรณแจงเตอนการโจรกรรมรถยนตดวยเสยงและขอความ

โดย

นายธนโชค ศรสวรรณ B5503353 นางสาวณฎฐนรย ค าจนทร B5518180 นายศภฤกษ ทองขาว B5536498

รายงานนเปนสวนหนงของการศกษาวชา 527499 โครงงานศกษาวศวกรรมโทรคมนาคม ประจ าภาคการศกษาท 1 ปการศกษา 2558

หลกสตรวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม หลกสตรปรบปรง พ.ศ. 2554 ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

 

 

 

 

 

 

 

 

ชดอปกรณปองกนการโจรกรรมรถยนตดวยเสยงและขอความ คณะกรรมการตรวจสอบโครงงาน

(รองศาสตราจารย ดร. มนตทพยภา อฑารสกล)

อาจารยทปรกษาโครงงาน

(ผชวยศาสตราจารย ดร. สมศกด วาณชอนนตชย)

กรรมการ

(ผชวยศาสตราจารย ดร. วภาว หตถกรรม)

กรรมการ

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร อนมตใหนบรายงานโครงงานฉบบน เปนสวนหนงของ

การศกษาระดบปรญญาตร สาขาวศวกรรมโทรคมนาคม รายวชา 527499 โครงงานวศวกรรม

โทรคมนาคม ประจ าปการศกษา 2558

 

 

 

 

 

 

 

 

ก

โครงงาน ชดอปกรณปองกนการโจรกรรมรถยนตดวยเสยงและขอความ

ผด าเนนงาน 1. นายธนโชค ศรสวรรณ B5503353 2. นางสาวณฎฐนรย ค าจนทร B5518180 3. นายศภฤกษ ทองขาว B5536498 อาจารยทปรกษา รองศาสตราจารย ดร.มนตทพยภา อฑารสกล สาขาวชา วศวกรรมโทรคมนาคม

บทคดยอ

เนองจากในปจจบนมการโจรกรรมรถ ซงน ามาดวยความสญเสยทรพยสนทมราคาสง ท าใหโครงงานนเกดขนมาเพอชวยในการปองกนการสญหายของยานพาหนะโดยเฉพาะผทจอดยานพาหนะไวนอกบาน หรออกปญหาทผจดท าโครงงานเหนไดชดจากการทนกศกษาจอดรถยนตไวทหอพกของทางมหาวทยาลย ซงอาจมการดแลรกษาความปลอดภยไดไมทวถงจงเกดการสญหายของรถยนต โครงงานนจงไดน าเสนอการสรางชดอปกรณการแจงเตอนดวยเสยงโดยอาศย ZigBee และ GSM Module เชอมตอกบบอรด Arduino ควบคมการท างานโดยการเขยนค าสงดวยภาษาซ พรอมทงทดลองการใชงานในสภาพแวดลอมตางๆ เชน ทโลงแจง ทจอดรถทมสงกดขวาง เชน อาคาร ตนไม เปนตน โครงงานนเปนเพยงอปกรณตนแบบโดยใช ZigBee SZ-05 Pro เชอมตอกน เพอท าการรบสงขอมลระหวางอปกรณตวรบและอปกรณตวสง มวงจรเสยงส าหรบสงเสยงแจงเตอนและ GSM Module ท าหนาทสงขอความแจงเตอนไปยงผใชงาน และใชบอรด Arduino UNO เพอควบคมการท างาน ส าหรบการก าหนดคาใหอปกรณ ZigBee แตละตวเพอท าการรบสงขอมลนน สามารถท าไดโดยใชโปรแกรม HyperTerminal และใชภาษาซในการพฒนาโปรแกรมเพอเชอมตอ ZigBee กบบอรด Arduino

 

 

 

 

 

 

 

 

ข

กตตกรรมประกาศ

การท าโครงงานนไดรบการสนบสนนจากผมพระคณหลายๆ ทาน จงท าใหส าเรจลลวงไปไดดวยด และยงสงผลใหคณะผจดท าไดรบความรและประสบการณในดานตางๆมากมาย คณะผจดท าจงใครขอขอบพระคณเปนอยางยง ซงคนแรกทจะลมไปไมไดเลยคออาจารยทปรกษาโครงงาน รองศาสตราจารย ดร.มนตทพยภา อฑารสกล สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม ผทคอยใหความชวยเหลอและความรตางๆทเกยวของกบโครงงาน การดแลเอาใจใสตดตามโครงงานของเราและใหค าปรกษาในทกๆดานแกคณะผจดท ามาโดยตลอด และคณะผจดท าขอขอบคณผทเกยวของอนๆ ดงน ขอขอบคณอาจารยประจ าสาขาวศวกรรมโทรคมนาคมทกทาน ทอบรมสงสอนใหความรแกคณะผจดท ามาโดยตลอดและสามารถน าความรมาใชในการท าโครงงานน ขอขอบคณ คณปญญา หนตลา ทเปนผใหค าปรกษาในดานของ ZigBee และบอรด Arduino อกทงยงคอยใหค าแนะน าในการเขยนโปรแกรมอกดวย ขอขอบคณเพอนๆ พๆ และนองๆ สาขาวศวกรรมโทรคมนาคมทกๆ คนทคอยใหความชวยเหลอในดานตางๆ แกคณะผจดท ามาโดยตลอด สดทายนทางคณะผจดท าโครงงานขอขอบพระคณคณบดาและมารดา ททานทงสองใหการดแลเอาใจใสเลยงดและคอยเปนก าลงใจเคยงขางมาโดยตลอด ท าใหโครงงานนส าเรจลลวงไปไดดวยด

ผจดท า นายธนโชค ศรสวรรณ นางสาวณฎฐนรย ค าจนทร นายศภฤกษ ทองขาว

 

 

 

 

 

 

 

 

ค

สารบญ

เรอง หนา

บทคดยอ ก

กตตกรรมประกาศ ข

สารบญ ค

สารบญรปภาพ ฉ

สารบญตาราง ซ

บทท 1 บทน า 1 1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงค 2 1.3 สมมตฐาน 2 1.4 ขอบเขตการศกษา 2 1.5 ขนตอนการด าเนนงาน 2 1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3 1.7 นวตกรรมของผลงาน 3 บทท 2 ทฤษฎพนฐานทเกยวของ 4 2.1 กลาวน า 4 2.2 ทฤษฎการสอสารไรสาย 5 2.3 Zigbee 9 2.3.1 หลกการท างานของ Zigbee 10 2.3.2 โครงสรางโพรโตคอลของ Zigbee 11 2.3.3 ชนดของอปกรณ Zigbee 11

2.3.4 คณสมบตของ Zigbee 12

2.3.5 การเชอมตอโครงขายไรสาย 12

2.3.6 Zigbee รน SZ 05-PRO 14

2.4 GSM module 23

2.4.1 หลกการท างานของ SIM800L 23

2.4.2 คณสมบตของ SIM800L 23

2.4.3 GSM module SIM800L 24

2.5 สายอากาศ 24

 

 

 

 

 

 

 

 

ง

สารบญ (ตอ)

เรอง หนา

2.5.1 ลกษณะทวไปในการท างานของสายอากาศ 25

2.5.2 ลกษณะการแพรกระจายของคลนวทย 25

2.5.3 ประเภทของสายอากาศ 25

2.5.4 สายอากาศแบบเสนลวดตรง 26

2.6 บอรด Arduino 27

2.6.1 Arduino UNO R3 27

2.6.2 Arduino MEGA 2560 28

2.7 โปรแกรม Arduino 1.6.3 30

2.7.1 โปรแกรมค าสงของตวรบ 30

2.7.2 โปรแกรมค าสงของตวสง 34

2.7.3 การตงคา และการเรมตนใชงานโปรแกรม Arduino 1.6.3 35

2.7.4 ปมหลกของโปรแกรม Arduino 37

2.8 การสญเสยของการแพรกระจายคลนในตวกลางอากาศ 39

2.8.1 สมการสงของฟรส 39

2.8.2 การสญเสยในอากาศ 41

2.9 การสญเสยเนองจากสงกดขวาง 42

2.10 กลาวสรป 43

บทท 3 ชดอปกรณตนแบบและผลการทดสอบอปกรณ 44

3.1 กลาวน า 44

3.2 ชดอปกรณตนแบบ 44

3.2.1 ชดอปกรณภาคสง 45

3.2.2 ชดอปกรณภาครบ 46

3.2.3 การท างานระหวางอปกรณภาครบ และภาคสง 47

3.3การตดตง และการใชงานชดอปกรณ กอนการทดสอบ 48

3.4 ผลการทดสอบ 50

3.4.1 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทความเรวตางกน 50

3.4.2 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทสภาพแวดลอมตางกน 52

 

 

 

 

 

 

 

 

จ

สารบญ (ตอ)

เรอง หนา

3.4.3 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทสภาพอากาศตางกน 58

3.4.4 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทตวรบอยในอาคารและ 61

นอกอาคาร

3.4.5 เวลาในการสงขอมลแจงเตอน GSM Module เมอตวรบและ 64

ตวสงขาดการตดตอ

3.5 กลาวสรป 66

บทท 4 ขอสรปโครงงาน 67

4.1 บทน า 67

4.2 ปญหาทพบในขณะการท างานของอปกรณและการแกไข 67

4.3 ขอเสนอแนะ 68

4.4 แนวทางในการพฒนาตอไป 68

4.5 บทสรปโครงงาน 68

เอกสารอางอง

ประวตผเขยน

 

 

 

 

 

 

 

 

ฉ

สารบญรปภาพ

รปภาพ หนา

รปท 2.1 เครอขายแบบดาว (Star Topology) 6

รปท 2.2 เครอขายแบบตนไม (Tree Topology) 7 รปท 2.3 เครอขายแบบเมช (Mesh Topology) 8 รปท 2.4 ตวอยางการสรางเครอขายของอปกรณ ZigBee 10 รปท 2.5 โครงสรางโพรโตคอลของ ZigBee 11 รปท 2.6 เครอขายแบบดาว 12 รปท 2.7 เครอขายแบบกลมแผนภาพตนไม 13 รปท 2.8 เครอขายแบบเมช 13 รปท 2.9 ขาของอปกรณ ZigBee รน SZ05-PRO 14 รปท 2.10 หนาจอของการตงคาพารามเตอร 16 รปท 2.11 หนาตางการตงคาเรมตน 22 รปท 2.12 GSM Module SIM 800L 24 รปท 2.13 บอรด Arduino UNO R3 27 รปท 2.14 บอรด Arduino MEGA 2560 28 รปท 2.15 หนาตางสวนประกอบของโปรแกรม 29 รปท 2.16 หนาตางเรมตนของโปรแกรม Arduino 35 รปท 2.17 วธการตงคาบอรด Arduino 36 รปท 2.18 ดพอรตทเชอมตอกบบอรด Arduino 36 รปท 2.19 วธการตงคาพอรต 37 รปท 2.20 ปมหลกทใชในการท างานของโปรแกรม Arduino IDE 37 รปท 2.21 ระบบการสอสารไรสายอยางงาย 40 รปท 2.22 สายอากาศไอโซทรอปคสองตววางหางกนเปนระยะทางเทากบR (r = R = ระยะทาง) 41 รปท 3.1 อปกรณภาคสงและอปกรณภาครบ 44 รปท 3.2 อปกรณภาคสง 45 รปท 3.3 การเชอมตอบอรด Arduino UNO R3 กบ ZigBee รน SZ05 Pro และแบตเตอรร 46 รปท 3.4 อปกรณภาครบ 46 รปท 3.5 การเชอมตอภายในอปกรณภาครบ 47 รปท 3.6 บรเวณทตดตงอปกรณภาครบภายในอาคารททดสอบ 48 รปท 3.7 การตดตงชดอปกรณภาคสง 49

 

 

 

 

 

 

 

 

ช

สารบญรปภาพ (ตอ)

รปภาพ หนา รปท 3.8 อปกรณภาครบ 49 รปท 3.9 ถนนบรเวณสระสามแสน 51 รปท 3.10 การตดตงภาคสงภายในรถยนต 51 รปท 3.11 กราฟความสมพนธระหวางระยะทางระหวางตวสงและตวรบทความเรวตางๆ 52 รปท 3.12 การตดตงอปกรณภาครบ 53 รปท 3.13 จดท 1 ถนนบรเวณสนามเทนนส 53 รปท 3.14 จดท 2 บรเวณลานวฒนธรรม 54 รปท 3.15 จดท 3 ถนนบรเวณทางไปฟารมมหาวทยาลย 54 รปท 3.16 จดท 1 บรเวณลานจอดรถยนตอาคารเรยนรวม 1 55 รปท 3.17 จดท 1 บรเวณลานจอดรถจกรยานยนตอาคารเรยนรวม 1 55 รปท 3.18 จดท 2 บรเวณลานจอดรถหอพกสรนเวศ 15 56 รปท 3.19 จดท 3 บรเวณลานจอดรถอาคารบรการ 9-10 56 รปท 3.20 กราฟความสมพนธระหวางระยะทางของตวรบและตวสงในพนทโลง 57 รปท 3.21 กราฟความสมพนธระหวางระยะทางของตวรบและตวสงในพนททมสงกดขวาง 57 รปท 3.22 ทตงภาครบในอาคารบรเวณสนามเทนนส 59 รปท 3.23 ถนนทใชทดสอบบรเวณสนามเทนนส 59 รปท 3.24 กราฟความสมพนธระหวางสภาพอากาศตางๆ 60 รปท 3.25 การตดตงภาครบภายในอาคารบรเวณสนามเทนนส 61 รปท 3.26 การตดตงภาครบบนเคาเตอรภายนอกอาคารบรเวณสนามเทนนส 62 รปท 3.27 แผนภมความสมพนธระหวางการตดตงอปกรณภายรบภายในและภายนอกอาคาร 63 รปท 3.28 แผนภมเปรยบเทยบเวลาทใชในการสงขอความ 65

 

 

 

 

 

 

 

 

ซ

สารบญตาราง

ตาราง หนา

ตารางท 2.1 การใชงานของขาในอปกรณ ZigBee รน SZ05-PRO ฝงซาย 15 ตารางท 2.2 การใชงานของขาในอปกรณ ZigBee รน SZ05-PRO ฝงขวา 15 ตารางท 2.3 การตงคา MAC Address 17 ตารางท 2.4 การตงคา Node Type 17 ตารางท 2.5 การตงคา Net Type 18 ตารางท 2.6 การตงคา Net ID 18 ตารางท 2.7 การตงคา Channel 19 ตารางท 2.8 การตงคา Data Type 19 ตารางท 2.9 การตงคา TX Type 20 ตารางท 2.10 การตงคา Parity 20 ตารางท 2.11 การตงคา Data Bit 21 ตารางท 2.12 การตงคา Source Address 21 ตารางท 3.1 การทดสอบการขาดการตดตอในความเรวตางกน 50 ตารางท 3.2 การทดสอบการขาดการตดตอบรเวณกลมท 1 พนทโลง 55 ตารางท 3.3 การทดสอบการขาดการตดตอบรเวณกลมท 2 พนททมสงกดขวาง 56 ตารางท 3.4 การทดสอบการขาดการตดตอในสภาพอากาศแบบตางกน 58 ตารางท 3.5 การทดสอบการขาดการตดตอเมอวางตวรบไวภายในอาคารและภายนอกอาคาร 62 ตารางท 3.6 การทดสอบเวลาทใชในการสงสญญาณแจงเตอนเมอขาดการตดตอ 64 ตารางท 4.1 ปญหาทเกดขนในขณะการท างานและวธการแกไข 67

 

 

 

 

 

 

 

 

1

บทท 1

บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา เนองจากรถยนตและรถจกรยานยนตในแตละปถกขโมยนบหมนคน แมวาสถตในป 2557 จะ

ลดลงกวา 2,000 คน แตกยงนบวาสงอย โดยขอมลของศนยปราบปรามการโจรกรรมรถยนตและรถจกรยานยนต ส านกงานต ารวจแหงชาต พบวา เมอป พ.ศ.2557 ประเภทรถทถกโจรกรรมมากทสด คอ รถจกรยานยนตซงหายกวา 8,500 คน ไดคน 1,053 คน รองลงมาเปนรถกระบะซงหาย 585 คน ไดคน 38 คน และรถยนตหาย 439 คน ไดคน 43 คน

หากเปรยบเทยบจ านวนรถทหายในป พ.ศ. 2556 พบวา สงถง 12,067 คน เปนรถจกรยานยนตกวา 10,000 คน รองลงมาเปนรถกระบะ รถเกง และรถบรรทก แตในป 2557 ลดลงเหลอ 9,781 คน โดยสวนใหญเปนรถจกรยานยนตเชนกน ซงรถทถกโจรกรรมมาบางสวนจะถกน าไปแยกชนสวนและบางสวนจะสงไปขายยงประเทศเพอนบาน โดยสวนใหญจะถกน าออกทางชายแดนจงหวดนครพนมและมกดาหาร

แมวาจ านวนรถหายโดยรวม ในชวงปทผานมาจะลดลงกวา 2,500 คน เนองจากมการกวาดลางจบกมขบวนการโจรกรรมรถรายใหญไดแลวหลายราย แตจากสถตทรถสญหายกบสถตของการไดคนนนยงนบวาเปนสดสวนทตางกนมาก เราจงควรทจะใหความส าคญกบการปองกนทรพยสนของเรา

ดงนนทางคณะผจดท าจงไดมความคดทจะจดท าโครงการนขนมา โดยใชอปกรณทมตนทนไมสงมากและรดกมทสดส าหรบพนทปด โดยพนททใชทดสอบ คอ บรเวณมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ซงทตองใชพนทปดเพราะโครงงานนไดน าเสนอการสรางชดอปกรณการแจงเตอนดวยเสยงโดยอาศย ZigBee เชอมตอกบบอรด Arduino ควบคมการท างาน และมการตอ GSM Module เพอสงขอความหาบอกเจาของรถและพนกงานรกษาความปลอดภยทง 4 ประตหรอบคคลทเราไดเขยนโปรแกรมไว

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1.2 วตถประสงค

1.2.1 เพอสรางอปกรณเตอนภยการโจรกรรมรถยนต 1.2.2 เพอศกษาทฤษฎและความรพนฐานเกยวกบ ZigBee GSM Module และบอรด Arduino

1.3 สมมตฐาน

อณหภมไมมผลตอการรบสงสญญาณแบบไรสาย แตสภาพแวดลอม สภาพอากาศ และความเรวทใชในการเคลอนทออกหางจากกนนนมผลตอการรบสงสญญาณแบบไรสาย

1.4. ขอบเขตการศกษา

1.4.1 สามารถรบและสงสญญาณเตอนไดในระยะทาประมาณ 250 เมตร 1.4.2 ตวรบและตวสงสญญาณเตอนภยเปนแบบระบบไรสาย 1.4.3 ศกษาวธการใชโปรแกรม HyperTerminal เพอใชในการตงคา ZigBee 1.4.4 ศกษาวธการใชงาน GSM Module เพอใชในการสงขอความส าหรบแจงเตอน 1.4.5 ศกษาวธการเขยนโคดภาษาซและวธการใชโปรแกรม Arduino เพอใชในการออกแบบ

โคดเพอควบคมการท างาน

1.5 ขนตอนการด าเนนงาน

1.5.1 ศกษาคนควาขอมลพนฐานทเกยวกบโครงงาน 1.5.2 ศกษาขอมลและวธการใชงานโปรแกรม Arduino 1.5.3 ศกษาขอมลและวธการใชงาน ZigBee 1.5.4 ศกษาคนควาเกยวกบการเขยนโคดภาษาซ 1.5.5 เขยนโคดภาษาซเพอควบคมการท างานระหวางตวรบและตวสง 1.5.6 ศกษาขอมลและวธการใชงาน GSM Module 1.5.7 เขยนโคดภาษาซเพอควบคมการท างานของ GSM Module

1.5.8 สรางชดอปกรณตนแบบ เพอน าไปใชทดสอบจรง 1.5.9 สรปผลการทดลอง เขยนรายงาน และน าเสนอโครงงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1.6 ผลทคาดวาจะไดรบ

1.6.1 สามารถน าความรทไดมาปฏบตงานใชในการประกอบวชาชพ 1.6.2 ชดปองกนการโจรกรรมรถยนต

1.6.3 ไดรบความรเกยวกบการเขยนโปรแกรมลงบอรด Arduino และการใชโปรแกรม Arduino 1.6.4 การท างานรวมกนเปนทม

1.7 นวตกรรมผลงาน

ผลงานชนนเกดจากการน า ZigBee และ GSM Module มาประยกตใชกบบอรด Arduino เพอออกแบบเปนอปกรณเตอนภยการโจรกรรมรถยนต โดยใชการรบสงขอมลแบบไรสายผาน ZigBee ทมอตราการรบสงขอมลต า ใชพลงงานต า ราคาถก สามารถท างานไดทงในรม กลางแจง และการสงขอความผาน GSM Module

 

 

 

 

 

 

 

 

4

บทท 2

ทฤษฎพนฐานทเกยวของ

ในบทนกลาวถงทฤษฎทเกยวของกบการออกแบบและสรางอปกรณตนแบบของสญญาณเตอนภยและแจงเตอนดวยขอความเพอปองกนการโจรกรรมของรถยนต โดยแนวคดการสรางนเกดจากการอยากหาอปกรณชนหนงทราคาไมแพงตนทนไมสงและมประสทธภาพทท างานไดเหมอนอปกรณราคาทสงกวาทมในทองตลาดมจ าหนายและมแนวคดอกอยางหนงคอใชพลงงานต ามาประดษฐเปนสญญาณเตอนภยเพอปองกนการโจรกรรมของรถยนตภายในบรเวณมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารหรอบรเวณองคกรทมขนาดเลกทเปนระบบปดทมพนทไมมากนก โครงงานนจงไดน าเสนอชดอปกรณตนแบบการแจงเตอนการโจรกรรมรถยนตดวยเสยงและขอความ โดยอาศย ZigBee ทท าหนาทรบสงขอมลกนตลอดเวลาแตเมอเกดเหตการณไมปกตขน ZigBee จะไมสามารถสงสญญาณกนไดจะท าใหสญญาณเตอนภยดงขนทนทและเมอ ZigBee ตวรบไมสามารถรบสญญาณได GSM Module SIM 800L ทตดตงเชอมตอกบอปกรณภาครบกจะสงขอความไปทเบอรโทรศพททเราตงไวทนท ซงในเนอหาบทนแบงออกเปนหวขอยอยดงน 2.1 กลาวน า 2.2 ทฤษฎการสอสารไรสาย 2.3 ZigBee 2.4 GSM Module 2.5 สายอากาศ 2.6 บอรด Arduino 2.7 โปรแกรม Arduino 1.6.3 2.8 การสญเสยของการแพรกระจายคลนในตวกลางอากาศ 2.9 การสญเสยเนองจากสงกดขวาง 2.10 กลาวสรป

2.1 กลาวน า

จากแนวคดเรมแรกของการท าโครงงานน คอการสรางอปกรณตนแบบการแจงเตอนดวยเสยงและขอความโดยอาศย Arduino เปนตวกลางในการเชอมตอ ZigBee ทสามารถท าหนาทรบและสงขอมลกนตลอดเวลาแตเมอเกดเหตการณไมปกตขน ZigBee จะไมสามารถรบสงขอมลกนไดสญญาณเตอนกจะดงขนและเมอ ZigBee ตวรบไมสามารถรบสญญาณได GSM Module SIM 800L ทตดตงเชอมตอกบอปกรณภาครบกจะสงขอความไปทเบอรโทรศพททเราตงไวทนท เมอศกษาในเรองของระบบการสอสารตางๆ จะเหนไดวาระบบสอสารทเหมาะสมกบโครงงานนคอระบบสอสารไรสาย เนองจากเปาหมายคอรถยนตนนมการเคลอนทอยตลอดเวลาจงไมสามารถเดนสายไดแนนอน จงไดพจารณาแลววาควรใชระบบสอสารไรสายและท าการคนควาวาจะใชวธใดทน าอปกรณไปตดตงไวในรถยนตโดยทขโมยไมรจงใชอปกรณขนาดทไมใหญมากและใชไฟแยกจากตวรถยนตเพอปองกนการตดไฟทแบตเตอรรถยนตและประกอบกบสภาพแวดลอมโดยมากของมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารจะมตนไมมาก ท าใหเกดการลดทอนสญญาณไดดงนนอปกรณทตองการคอเปนการสอสารไรสาย มขนาดเลก รบไฟจากแบตเตอรหรอถานไฟฉาย สามารถทนตอการลดทอนสญญาณไดพอสมควร

 

 

 

 

 

 

 

 

5

2.2 ทฤษฎการสอสารไรสาย

การสอสารไรสาย (Wireless Communication) หมายถงการถายโอนขอมลสารสนเทศระหวางจดสองจดหรอมากกวา โดยไมไดเชอมตอกนดวยตวน าไฟฟา

เทคโนโลยไรสายทพบมากทสดใชคลนแมเหลกไฟฟา เชนคลนวทย ซงอาจใชในระยะทางสนๆ ไมกเมตรส าหรบโทรทศนหรอไกลเปนลานกโลเมตรลกเขาไปในอวกาศส าหรบวทย การสอสารไรสายรวมถงหลากหลายชนดของการใชงานอยกบท เคลอนท และแบบพกพา ไดแก วทยสองทาง โทรศพทมอถอ ผชวยดจตอลสวนตว (Personal Digital Assistants หรอ PDAs) และเครอขายไรสายตวอยางอนๆ ของการประยกตใชเทคโนโลยวทยไรสายรวมถง GPS รโมตประตโรงรถ เมาสคอมพวเตอรไรสาย แปนพมพ ชดหฟงไรสาย หฟงไรสาย เครองรบวทยไรสาย โทรทศนผานดาวเทยมไรสาย เครองรบโทรทศนทวไป และโทรศพทบานไรสาย

วธการอนของการสอสารไรสายทไมไดใชคลนวทย ไดแก การใชแสง เสยง สนามแมเหลกหรอสนามไฟฟาการสอสารไรสายท าใหเกดบรการเชนการสอสารระยะไกลซงเปนไปไมไดเลยหรอท าไมไดในทางปฏบตทจะด าเนนการแบบใชสาย ค าวาการสอสารไรสายถกใชกนทวไปในอตสาหกรรมโทรคมนาคมทจะอางถงระบบการสอสารโทรคมนาคม (เชน เครองสงและเครองรบสญญาณวทย การควบคมระยะไกล ฯลฯ) ทใชรปแบบหนงของพลงงาน (เชน คลนวทย พลงงานอะคสตก ฯลฯ ) ในการถายโอนขอมลโดยไมตองใชสาย ขอมลจะถกถายโอนในลกษณะนทงในระยะทางสนและระยะทางไกล

โครงสรางของเครอขาย (Network Topology) [1]

โครงสรางของเครอขายหรอภาษาทางเทคนคเรยกวา “Topology” คอลกษณะการเชอมตอทางกายภาพระหวางอปกรณคอมพวเตอรตางๆ ในระบบเครอขาย ซงคณะผจดท าไดน ามาใชงาน 3 รปแบบ[1] คอ

1. เครอขายแบบดาว (Star Topology) 2. เครอขายแบบตนไม (Tree Topology) 3. เครอขายแบบเมช (Mesh Topology)

เครอขายแบบดาว (Star Topology)

โครงสรางเครอขายคอมพวเตอรแบบดาว ภายในเครอขายคอมพวเตอรจะตองมจดศนยกลางในการควบคมการเชอมตอคอมพวเตอรหรอฮบ (Hub) การสอสารระหวางเครองคอมพวเตอรตางๆ จะสอสารผานฮบกอนทจะสงขอมลไปสเครองคอมพวเตอรเครองอนๆ โครงสรางเครอขายคอมพวเตอร (ดงรปท 2.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

6

ขอด - ถาตองการเชอมตอคอมพวเตอรเครองใหมกสามารถท าไดงายและไมกระทบตอเครอง

คอมพวเตอรอนๆ ในระบบ ขอเสย

- คาใชจายในการใชสายเคเบลจะคอนขางสงและเมอฮบไมท างาน การสอสารของคอมพวเตอรทงระบบกจะหยดตามไปดวย

รปท 2.1 เครอขายแบบดาว (Star Topology)

เครอขายแบบตนไม (Tree Topology)

มลกษณะเชอมโยงคลายกบโครงสรางแบบดาวแตจะมโครงสรางแบบตนไม โดยมสายน าสญญาณแยกออกไปเปนแบบกงไมเปนวงรอบ โครงสรางแบบนจะเหมาะกบการประมวลผลแบบกลมจะประกอบดวยเครองคอมพวเตอรระดบตางๆ กนอยหลายเครองแลวตอกนเปนชนๆ ดราวกบแผนภาพองคกร แตละกลมจะมโหนดแมและโหนดลกในกลมนนทมการสมพนธกน การสอสารขอมลจะผานตวกลางไปยงสถานอนๆ ไดทงหมด เพราะทกสถานจะอยบนทางเชอมและรบสงขอมลเดยวกน ดงนนในแตละกลมจะสงขอมลไดทละสถานโดยไมสงพรอมกน (ดงรปท 2.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

7

รปท 2.2 เครอขายแบบตนไม (Tree Topology) ขอด

- มความเรวในการสอสารขอมลสง โปรแกรมทใชในการควบคมการสอสารกเปนแบบพนฐานไมซบซอนมากนก

- สามารถรบสงขอมลไดปรมาณมากและไมมปญหาเรองการจดการการจราจรในสอสงขอมลไมเหมอนกบแบบทใชสอสงขอมลรวมกน

- มความทนทานตอความเสยหายเมอสอสงขอมลหรอสายใดสายหนงเสยหายใชการไมได ไมสงผลตอระบบเครอขายโดยรวม แตเกดเสยหายเฉพาะเครองตนสายและปลายสายเทานน

- ระบบเครอขายมความปลอดภยหรอมความเปนสวนตว เมอขาวสารถกรบสงโดยใชสายเฉพาะระหวาง 2 เครองเทานน เครองอนไมสามารถเขาไปใชสายรวมดวย

- เนองจากโทโพโลยแบบสมบรณเปนการเชอมตอแบบจดตอจด ท าใหเราสามารถแยกหรอระบเครองหรอสายทเสยหายไดทนท ชวยใหผดแลระบบแกไขขอผดพลาดหรอจดทเสยหายไดงาย

ขอเสย - จ านวนสายทใชตองมจ านวนมากและอนพต / เอาตพตพอรต (I/O Port) ตองใชจ านวนมาก

เชนกน เพราะแตละเครองตองตอเชอมไปยงทกๆ เครองท าใหการตดตงหรอแกไขระบบท าไดยาก

- สายทใชมจ านวนมาก ท าใหสนเปลองพนทในการเดนสาย

 

 

 

 

 

 

 

 

8

- เนองจากอปกรณตองการใชอนพต / เอาตพตพอรตจ านวนมาก ดงนนราคาของอปกรณตอเชอมจงมราคาแพงและจากขอเสยขางตนท าใหโทโพโลยแบบสมบรณจงถกท าไปใชคอนขางอยในวงแคบ

เครอขายแบบเมช (Mesh Topology)

เครอขายแบบเมชเปนรปแบบทถอวา สามารถปองกนการผดพลาดทอาจจะเกดขนกบระบบไดดทสด เปนรปแบบทใชวธการเดนสายของแตเครองไปเชอมการตดตอกบทกเครองในระบบเครอขาย คอ เครองทกเครองในระบบเครอขายนตองมสายไปเชอมกบทกๆ เครอง ระบบนยากตอการเดนสายและมราคาแพง จงไมคอยมผนยมมากนก (ดงรปท 2.3)

รปท 2.3 เครอขายแบบเมช (Mesh Topology)

ขอด

- อตราความเรวในการสงขอมล ความเชอถอไดของระบบ - งายตอการตรวจสอบความผดพลาด - ขอมลมความปลอดภยและมความเปนสวนตว

 

 

 

 

 

 

 

 

9

ขอเสย

- จ านวนจดทตองใชในการเชอมตอและจ านวน Port I/O ของแตละโหนดมจ านวนมาก ถาในกรณทจ านวนโหนดมาก เชน ถาจ านวนโหนดทงหมดในเครอขายมอย 100 โหนด จะตองมจ านวนจดเชอมตอถง 4,950 เสน เปนตน

2.3 ZigBee

ZigBee[2] นยามอปกรณโดยแบงออกเปน 3 ชนด (จากฐานของ IEEE 802.15.4 ซงม 2 ชนด) Coordinator Router กบ End Device และมโทโพโลย 3 แบบ ไดแก Star Tree และ Mesh ในเครอขายหนงๆ ม Coordinator (ตวแม) ไดเพยงตวเดยว หนาทของมนประกอบดวย 1.เลอกชองความถทจะใชสอสารในเนตเวรก 2.เรมตนเนตเวรก 3.อนญาต (หรอไมอนญาต) ใหอปกรณอนเขารวมในเนตเวรก ฉะนนตวแมตองเปน FFD (Full Functionality Device) ขณะท Router กเปน FFD เชนกน แตไมมหนาทในการสรางเนตเวรก มนสงตอขอความจากโหนดหนงไปยงอกโหนดหนง (ขยายระยะทาง) และอนญาตใหโหนดลก (อาจจะเปน FFD หรอ RFD กได) เขามาเชอมตอกบมนได ตวสดทาย End Device มภารกจหลงแครบสงขอมล มนจะเปน FFD หรอ RFD (Reduced Functionality Device) กได ซงโหนดทเปน End Device นโดยทวไปจะหลบ (Sleep Mode) เกอบตลอดเวลา (นคอจดแขงหนงทท าให ZigBee ประหยดพลงงาน) เมอมนตนขนมาแตละครงจะสงขอความไปถามแม (อาจจะเปนตวแมหรอ Router กได) วามใครสงอะไรถงมนหรอไม ถาม มนกจะรบมอกบสถานการณนน ถาไมมและมนเองกไมมอะไรจะคยกบใคร มนกจะกลบไปหลบตอ แตถามนมอะไรอยากบอกหรออยากคยกบใคร มนกจะสงขอความนนแลวกลบไปหลบตอเชนกน

 

 

 

 

 

 

 

 

10

2.3.1 หลกการท างานของ ZigBee

การท างานของ ZigBee[3] จะเปนการรบสงคลนสญญาณขอมลแบบสอสารสองทางครงอตรา (Half Duplex) ผานชปเลกจดตอจดไปเรอยๆ จนถงปลายทางทตองการดาวนโหลดขอมลลงในเครองคอมพวเตอรเพอใชในการวเคราะหขอมลโดยใชพลงงานแสงอาทตยหรอแบตเตอรขนาดเลกทกนไฟนอยมากซง ZigBee ก าหนดยานความถใชงานตามมาตรฐานไว 3 ยานความถ คอ ยาน 2.4 GHz ยาน 915 MHz และยาน 868 MHz โดยแตละยานจะมชองสญญาณ 16 ชอง 10 ชอง และ 1 ชอง ตามล าดบ สวนอตรารบสงขอมล (ทางอากาศ) จะอยท 250 Kbps 40 Kbps และ 20 Kbps ซงในแตละความถมอตราการรบสงขอมล ดงน

1. ยานความถ 2.4 GHz ม 16 ชองสญญาณ อตรารบสงขอมล 250 Kbps 2. ยานความถ 915 GHz ม 10 ชองสญญาณ อตรารบสงขอมล 40 Kbps 3. ยานความถ 868 GHz ม 1 ชองสญญาณ อตรารบสงขอมล 20 Kbps

ZigBee ไดแบงตามลกษณะการท างานออกเปน 3 สวน คอ 1. Coordinator มหนาทสรางการสอสารเชอมโยงเครอขายระหวาง End Device กบ Router

หรอ Coordinator กบ Coordinator ด วยกนหรอ Coordinator กบ Router ก าหนดAddress ให ก บ Device ท อ ย ใ น ว ง เ คร อ ข า ย ไม ใ ห ซ า ก น ด แล จ ด กา ร เ ร อ ง ก า รRouting เสนทางซงเทยบไดกบ FFD

2. End Device เปนอปกรณปลายทางสด ซงจะใชรบสญญาณจาก Sensor ทปลายทาง โดยทใชพลงงานต าในการท างาน เทยบไดกบ RFD หรอ FFD บางกรณขนอยกบ Sensor ทใช

3. Router มหนาท รบสงขอมลในเสนทางตางๆ ของเครอขาย ซงเทยบไดกบ FFD (ดงรปท 2.4)

รปท 2.4 ตวอยางการสรางเครอขายของอปกรณ ZigBee

ZigBee End Device (RFD or

FFD)

ZigBee Coordinator (FFD)

ZigBee Router (FFD)

Mesh Link

 

 

 

 

 

 

 

 

11

2.3.2 โครงสรางโพรโตคอลของ ZigBee

โครงสรางของ ZigBee ถกออกแบบมาเฉพาะในสวนของ Application Layer Application Support Layer และ Network Layer เทานน แตใช MAC Layer และ Physical Layer ตามมาตรฐาน IEEE 802.15.4 (ดงรปท 2.5)

1. Application Layer เปนชนทมสวนของ Endpoint อยเรยกวา Application Framework โดยม ZigBee Device Object (ZDO) ท าหนาทในการจดการในการเขาถงและใชงาน Application Layer

2. Application Support Sub-Layer ท าหนาทในการสรางเฟรมของ Application Layer และท าหนาทในการรบ-สงขอมล รวมถงการจดการดานตางๆ ทเกยวของกบ Application Layer

3. Network Layer ท าหนาทในการ Routing ขอมลตางๆ จากตนทางไปยงปลายทางทอาจอยภายในเครอขายเดยวกนหรอตางเครอขายกน

Application layer ZDO

ZigBee defined Application support sub-layer Network layer

MAC layer IEEE 802.15.4

Physical layer

รปท 2.5 โครงสรางโพรโตคอลของ ZigBee

2.3.3 ชนดของอปกรณ ZigBee

ชนดของอปกรณ ZigBee มอยสองชนดคอ 1. FFD (Full Functionality Device) ตองการทรพยากรตางๆ (หนวยความจ า พลงงาน

ความสามารถประมวลผล) มากกวา RFD มนสามารถสอสารกบใคร เทาไรกได และมความสามารถทจะเปนไดทงตวแม (Coordinator) หรอตวลก (End-Device) ของเครอขาย

2. RFD (Reduced Functionality Device) เปนอปกรณทลดความสามารถลง ฉะนนใชหนวยความจ านอยกวา (ตวทไมไดลด) การประมวลผลลดลง และใชพลงงานในการด าเนนการต าลง เงอนไขคอ RFD สามารถคยกบ FFD ไดเพยงตวเดยวเทานนในเครอขายและไมสามารถคยกนเองกบ RFD ได

 

 

 

 

 

 

 

 

12

2.3.4 คณสมบตของ ZigBee

1. อตราการสงขอมล 250 kbps (2.4 GHz) 40 kbps (915 MHz) และ 20 kbps (868 MHz) 2. High Throughput และ Low Latency Duty Cycle ต า (< 0.1%) 3. มการเขาถง Channel แบบ Channel Access Using Carrier Sense Multiple Access

with Collision Avoidance (CSMA - CA) 4. สามารถรองรบ Address ไดถง 64 bit IEEE Address (65535 Network) 5. รบประกนการสงแบบ Full Handshake Protocol 6. เชอมตอ Topology ไดหลายแบบ เชน Star Peer-to-peer Mesh 7. ใชพลงงานต า (สามารถใชไดหลายเดอนจนถงป) 8. ระยะทางการสงพนฐาน 5-500 เมตร

2.3.5 การเชอมตอโครงขายไรสาย ZigBee สามารถสรางโครงขายได 3 รปแบบ ดงน

1. เครอขายแบบดาว การเชอมตอแบบดาวหรอแบบแพรสญญาณ (Broadcast) เปนการรบสงขอมลแบบไม

เฉพาะเจาะจงจดหมายปลายทาง โดย ZigBee ทกตวทอยในเครอขายเดยวกนสามารถรบขอมลไดทกตว โครงขายน ZigBee จะท างานเปน 2 รปแบบ คอ แบบท 1 สวนประสานท าหนาทสรางเครอขาย และแบบท 2 เปนสวนทายสด ท าหนาทเปนลกขาย (ดงรปท 2.6)

รปท 2.6 เครอขายแบบดาว

Coordinator

End Device

 

 

 

 

 

 

 

 

13

2. เครอขายแบบกลมแผนภาพตนไม การเชอมตอแบบกลมแผนภาพตนไมเปนการรบสงขอมลแบบสงผาน เชน A ตองการตดตอ

กบ C แต C อยไกลจาก A จน A ไมสามารถตดตอกบ C ได แต B อยระหวาง A กบ C ดงนนกลมแผนภาพตนไม จะใช B เปนเหมอนตวกลางในการเชอมตอ (Repeater) ระหวาง A กบ C ซงในโครงขายนมการท างานอย 3 รปแบบคอสวนประสาน สวนทายสด และอปกรณจดเสนทาง (ดงรปท 2.7)

รปท 2.7 เครอขายแบบกลมแผนภาพตนไม

3. เครอขายแบบเมช

การเชอมตอเครอขายแบบเมชเปนโครงขายทมประสทธภาพสง เนองจากขอมลทสามารถสงไปถงเปาหมายไดหลายทาง ท าใหระบบนสามารถรบสงขอมลไปยงจดหมายปลายทางได แมจะเกดความเสยหายของระบบในบางสวนกตาม (ขนอยกบการออกแบบระบบของผใช) ระบบนจงเปนระบบทไดรบความนยมเปนอยางมาก ซงในโครงขายนมการท างาน 2 รปแบบ คอ สวนประสานและอปกรณจดเสนทาง (ดงรปท 2.8)

รปท 2.8 เครอขายแบบเมช

Coordinator

End Device

Router

Coordinator

Router

 

 

 

 

 

 

 

 

14

2.3.6 ZigBee รน SZ05-PRO

อปกรณ ZigBee รน SZ05-PRO[4] สามารถเชอมตอเขากบบอรด RS232 RS485 และ TTL ไดผลตขนโดยบรษท Shuncom เปนอปกรณไรสายทมราคาไมคอยสงมาก ใชไฟเลยงนอย จงสามารถตดตงและใชไดเปนเวลานานซงอปกรณนไดแบงการใชงานออกเปนรหสประจ าตว (Personal Identification Number หรอ PIN) (ดงรปท 2.9)

รปท 2.9 ขาของอปกรณ ZigBee รน SZ05-PRO

 

 

 

 

 

 

 

 

15

ขาของอปกรณ ZigBee ฝงซาย ตารางท 2.1 ตารางท 2.1 การใชงานของขาในอปกรณ ZigBee รน SZ05-PRO ฝงซาย (ดงรปท 2.9)

Pin number Pin name Function Note

5 AD4 6 RUN Run LED 7 NET Net LED 8 ALM Alarm LED 9 SLP Sleep Low level effective A B IO8 Reserved for IO C IO9 Reserved for IO

D CFG Configuration

control Low level effective

ขาอปกรณ ZigBee ฝงขวา ตารางท 2.2 ตารางท 2.2 การใชงานของขาในอปกรณ ZigBee รน SZ05-PRO ฝงขวา (ดงรปท 2.9)

Pin number Pin name Function Note

15 GND The anode of power 16 VCC The anode of power 5V 17 RX1 TTL Link to the TX of user 18 TX1 TTL Link to the RX of user 19 SGND The GND of RS232 1A RX2 RS232/RS485 Connects RX/A of user 1B TX2 RS232/RS485 Connects RX/B of user 1C Reserved Reserved 1D RET Reset Low level effective

 

 

 

 

 

 

 

 

16

การตงคาพารามเตอร

การตงคา ZigBee SZ05-Pro สามารถท าไดโดยใชโปรแกรมไฮเปอรเทอมนอล (HyperTerminal) ซงมขนตอนดงตอไปน

1. เขาไปทโปรแกรมไฮเปอรเทอมนอลเลอก serial port ใหถกตอง และใหตงคาดงน Baud Rate: 38400, Data Bit: 8, Parity: NONE, Stop Bit: 1, Flow: NONE

2. ใชสายไฟแตะทขา RST และ GND กอน แลวใชสายไฟแตะทขา CFG และ GND เปนเวลา 3 วนาท

3. หนาจอจะเขาสโหมดการตงคา ดงแสดงใน (รปท 2.10) 4. ในการน าไปใชงานใหเปลยนคา Baud Rate เปน 9600, Data Bit: 8, Parity: NONE,

Stop Bit: 1, Flow: NONE

รปท 2.10 หนาจอของการตงคาพารามเตอร

 

 

 

 

 

 

 

 

17

เมอเขาสโหมดการตงคาแลว ตอไปนจะเปนการตงคาพารามเตอรตางๆ ของ ZigBee SZ05-Pro ซงมพารามเตอรทส าคญ ดงน

1. Address Setting

การตงคา MAC_Address ใหกบ ZigBee (ดงขอท1รปท2.10) ตารางท 2.3 การตงคา MAC Address

Name ID การตงคา หมายเหต

MAC_Addr 0000-FFFE คา Address ใน

เครอขายเดยวคาตองไมซ ากน

ทอยของ Coordinatorตอง

เปน 0000

หมายเหต : ZigBee ม MAC Address ทมคาไมซ ากนและไมอนญาตใหใช Address เดยวกนในเครอขายเดยวกน จงควรใชเลข 2 ไบตหรอ 16 บต ในการก าหนดคาของ Address

2. Node Type Setting

การตงคา Node Type ใหกบ ZigBee (ดงขอท3รปท2.10) ตารางท 2.4 การตงคา Node Type

Node Name ค าอธบาย

PAN_Coord เปนตวเชอมโยงกบสงทสามารถเลอกชองทางและ PAN ID ทใชในการเรมตนเครอขาย

Router ไมไดชวยในการจดเสนทางของขอมลอยางเดยวแตยงมฟงกชนของ End_Device

End_Device สงขอมลของตวเองและรบขอมลจาก Router และ Coordinator

 

 

 

 

 

 

 

 

18

3. Net Type

การตงคา Net Type ใหกบ ZigBee (ดงขอท4รปท2.10) ตารางท 2.5 การตงคา Net Type

Net Type หมายเหต Mesh เครอขายแบบ Mesh , Star และ Line เปนการควบคมการท างาน

ของเครอขาย โดยตองม Coordinator และทกโมดลในเครอขายเดยวกนตองใชเครอขายเดยวกน

Star Line Peer เครอขายแบบ Peer-to-Peer ไมตองใช Coordinator

หมายเหต : ในเครอขายเดยวกน Net Type ตองเหมอนกน

4. Network ID Setting

การตงคา Net ID ใหกบ ZigBee (ดงขอท5รปท2.10) ตารางท 2.6 การตงคา Net ID

NET_ID หมายเหต PAN_Coord ในเครอขายเดยวกน NET_ID ตองมคาเหมอนกน

 

 

 

 

 

 

 

 

19

5. Channel Setting

การตงคา Channel ใหกบ ZigBee (ดงขอท6รปท2.10) ตารางท 2.7 การตงคา Channel

ความถ Channel หมายเหต

0-F

0 : 2.405 GHz 1 : 2.410 GHz 2 : 2.415 GHz 3 : 2.420 GHz 4 : 2.425 GHz 5 : 2.430 GHz 6 : 2.435 GHz 7 : 2.440 GHz 8 : 2.445 GHz 9 : 2.450 GHz A : 2.455 GHz B : 2.460 GHz C : 2.465 GHz D : 2.470 GHz E : 2.475 GHz F : 2.480 GHz

ควรใช Channel 4,9,E หรอ F เพอหลกเลยงการรบกวนของสญญาณ WIFI ใน

เครอขายเดยวกนควรใช Channel ทเหมอนกน

6. Data Type

การตงคา Data Type ใหกบ ZigBee (ดงขอท 7 รปท 2.10) ตารางท 2.8 การตงคา Data Type

Data_Type หมายเหต ASCII

เลอกไดจากขอมลทตองการบนทก HEX

 

 

 

 

 

 

 

 

20

7. การตงคา TX_Type

การตงคา TX Type ใหกบ ZigBee (ดงขอท8รปท2.10) ตารางท 2.9 การตงคา TX Type

TX_Type การตงคา หมายเหต Broadcast ไมตองการ Address ปลายทาง

Master-Slave

ทอยของ Node ปลายทางจะถกเพมเมอ Coordinator สงขอมลไปยง Non-Coordinator คาพนฐานของ Non-Coordinator จะถกสงไปยง

Coordinator โดยทไมตองใช Address ของปลายทาง

ทอยปลายทางจะคลายกบ MAC Address และจะถกเพมไปไวดานหนาของแพคเกจขอมล

Point-Point ในขณะทสงขอมล Address

ปลายทางจะถกเพมไวดานหนาของแพคเกจขอมล

8. Baud Rate

การตงคา Baud Rate ใหกบ ZigBee (ดงขอท9 รปท2.10) อตราเรวของขอมล (Baud Rate) สามารถตงคาไดระหวาง 1200 ถง 115200 บตตอวนาท

9. Data Parity

การตงคา Parity ใหกบ ZigBee (ดงขอทA รปท2.10) ตารางท 2.10 การตงคา Parity

Data_Parity หมายเหต None

ความตองการทสอดคลองกนในการเลอกภาวะคหรอคใหเหมาะสม Even Odd

 

 

 

 

 

 

 

 

21

10. การตงคา Data Bit

การตงคา Data Bit ใหกบ ZigBee (ดงขอทBรปท2.10) ตารางท 2.11 การตงคา Data Bit

Data Bit (Data Bit + Parity + Stop Bit) หมายเหต 7 + 1 + 1

ตงคา Data Bit โดยเลอกจากตวเลอกของการตงคา Data Parity

8 + 0 + 1 8 + 1 + 1 8 + 0 + 2

11. Data Source Address

การตงคา Source Address ใหกบ ZigBee (ดงขอท F รปท 2.10) ตารางท 2.12 การตงคา Source Address

Src_Add หมายเหต Not Output

โดยทวไป คาพนฐานคอ “No Output” HEX ASCII

 

 

 

 

 

 

 

 

22

12. Default Setting

หนาตางการตงคาเรมตนของ ZigBee ทบรษท Shuncom ตงคามากบตวเครอง

รปท 2.11 หนาตางการตงคาเรมตน

หมายเหต : โมดลจะออกจากการตงคาเมอไมมการด าเนนการใดๆ ภายใน 60 วนาท โดยทการตงคาทงหมดจะยงคงอยไมมการเปลยนแปลง

 

 

 

 

 

 

 

 

23

2.4 GSM module

GSM เปนระบบการสอสารเคลอนททนยมใชกนมากทสดในโลก ใชเทคโนโลยดจทลส าหรบชองสญญาณควบคมและสญญาณเสยงแบบ TDMA ซงแตกตางจากเทคโนโลยโทรศพทมอถอกอนหนานน จงถอวาเปนโทรศพทมอถอในยคทสอง หรอ 2G ซงหมายถง การพฒนาระบบขนไปอกขนหนงการพฒนาอยางแพรหลายของ GSM เปนประโยชนตอผบรโภคทสามารถใชงานไดอยางสะดวกสะบายมากขน และนอกจากนยงเปนประโยชนตอผควบคมระบบเนตเวรคใหมตวเลอกในการใชงานมากขน เนองจากมผจดท าอยางแพรหลาย GSM เรมตนดวยทางเลอกใหม ซงมราคาทถกเปนอกหนงทางเลอกในการตดตอสอสาร นนกคอ Short Message Service (SMS) หรอเรยกอกอยางวา เทกเมสเสสจง ซงโทรศพทมอถอทวไปสามารถรองรบไดอยางด

2.4.1 หลกการท างานของ SIM800L

การท างานของ SIM800L[5] นนจะมหนาทในการสงขอความแจงเตอนเขาไปยงโทรศพทของผใชงาน สามารถน าไปประยกตใชงานตางๆไดตามความตองการของผใช ซงในโครงงานนไดน ามาประยกตใชในการสงขอความแจงเตอนในกรณยานพาหนะสญหาย การใชงานตว SIM800L จะมเสาอากาศ ท าการใสซมการดและตอเขากบบอรด Arduino ใชในการควบคมการท างานของ SIM800L ค าสงในการใชงานใชไลบารเหมอน SIM900 การตอขาใชเพยง 2 เสนคอ TX-2 กบ RX-3 ตอ VCC 3.4 - 4.4V หรอไฟ 5V จากบอรด Arduino และ Gnd ตอ Gnd ท างานทนททจายไฟ ม LED แสดงผลสญญาณ

2.4.2 คณสมบต SIM800L

-รองรบความถ GSM / GPRS 850 / 900 / 1800 / 1900 MHz -รองรบ GPRS MULTI-SLOT CLASS10 และ GPRS MOBILE STATION CLASS B -รองรบค าสง AT COMMAND -รองรบสญญาณแบบ SMS -ใชไดกบ Micro SIM

 

 

 

 

 

 

 

 

24

2.4.3 GSM Module SIM800L

GSM Module SIM800L มขนาดเลกทสดในโลกใชกบ Micro SIM เทานน มาพรอมเสาอากาศให 2 ชน GSM Module SIM800L ส าหรบใชในการรบสง SMS โทรศพทหาเบอรทตองการ เชอมตออนเตอรเนตและอนๆ ไดเหมอนบอรด GSM รนใหญๆ แตไมสามารถคยได เพราะตดขาล าโพงกบไมคออก จงเหมาะกบงานเฉพาะดานทตองการความคมคา การใชงานไลบารเหมอน SIM900 มไลบารมาใหพรอมใชงาน การตอขาใชเพยง 2 เสนคอ RX และ TX ใชไฟท 3.7 - 4.2 โวลตกระแสสงสด 2A ถาบอรด Arduino ทใชไฟจาก USB อาจจะกระแสไมพอ ตองตอไฟเพม ท างานทนททจายไฟ ม LED แสดงผลสญญาณ ถาจบสญญาณโทรศพทไดจะกระพรบชาๆ แตถาจบไมไดจะกระพรบถๆ GSM Module SIM800L สามารถตอกบ Battery Li-ion ไดโดยตรง แตถาไปใชกบไฟเลยง 5V จะตองตออนกรมกบ Diode 1N4007 (หรอเบอรอนๆ) รวมกบตวเกบประจตามรป เพอปรบระดบแรงดนไฟฟาลงใหเหมาะสม (ดงรปท 2.12)

รปท 2.12 GSM Module SIM 800L

2.5 สายอากาศ

สายอากาศ[6] เปนอปกรณส าหรบรบและสงคลน ความถวทย (Radio Frequency) ท าหนาทเปลยนพลงงานไฟฟาเปนคลนแมเหลกไฟฟา และในทางกลบกนกเปลยนคลนแมเหลกไฟฟาเปนพลงงานไฟฟาเชนกน สายอากาศมหลายขนาดและรปแบบขนอยกบการใชงาน เชน สายอากาศส าหรบเครองรบโทรทศนในบาน สวนใหญเปนสายอากาศชนดยาก-อดะ มกตดตงไวบนหลงคา ท าดวยอะลมเนยม เพราะน าหนกเบาและทนตอสภาพอากาศไดดกวาโลหะทวไป สายอากาศของไมคลอยเปนเพยงสายไฟสนๆ หรอสายอากาศของโทรศพทมอถอเปนเพยงจดเชอมตอเลกๆ เทานน

 

 

 

 

 

 

 

 

25

2.5.1 ลกษณะโดยทวไปในการท างานของสายอากาศ

- เมอคลนตกกระทบสายอากาศกจะเหนยวน าใหเกดพลงงาน - การเคลอนยายของพลงงานเขาสอากาศโดยการเปลยนรปพลงงาน - ไมมการน าพาหรอการแพร - เปนการแผพลงงาน

2.5.2 ลกษณะการแพรกระจายของคลนวทย คณสมบตของสายอากาศในทางทฤษฎจะมรปลกษณะการกระจายคลน[7] 2 แบบ คอ 1. แนวตง (Vertical) จะมองการแพรกระจายคลนจากมมมองดานขางของสายอากาศ 2. แนวนอน (Horizontal) จะมองการแพรกระจายคลนจากมมมองดานบนของสายอากาศ

แตในความเปนจรงการกระจายคลนมหลายรปแบบทงแบบแนวสายตา สะทอนวตถ สะทอนผวโลกหรอชนเมฆ ขนอยกบระยะทาง สงกดขวาง ฯลฯ

2.5.3 ประเภทของสายอากาศ

1. สายอากาศรอบตว (Omni-Directional) จะออกอากาศในแนวนอน 360 องศา (เปนคาตายตวของสายอากาศประเภทน) สวนแนวตงขนอยกบอตราขยาย โดยสวนใหญจะอยท 2 – 18 dBi

2. สายอากาศทศทาง (Directional) จะมทงแบบกงทศทางและแบบทศทาง 2.1 แบบกงทศทาง (Dipole, Patch Panel, Sector) การแพรกระจายคลนจะออกมารอบ

ทศทาง แตจะเนนออกไปทศทางดานหนาของสายอากาศ ซงขนอยกบอตราขยาย 2.2 แบบทศทาง (Yagi-Uda, Helical (Helix), Grid) จะเนนทศทางดานหนามากกวาแบบ

อนๆ และสญญาณดานหลงและดานขางจะแพรกระจายออกมานอยมาก สวนใหญอตราขยายจะสงกวา 20 dBi

 

 

 

 

 

 

 

 

26

2.5.4 สายอากาศแบบเสนลวดตรง

สายอากาศแบบเสนลวดตรง (Linear Wire Dipole) โดยเฉพาะแบบไดโพล (Dipole) และโมโนโพล (Monopole)เปนสายอากาศพนฐานทถกน ามาใชอยางกวางขวางในระบบสอสารแบบเคลอนทไรสาย (Wireless Mobile Communication Systems) และบอยครงทมการน าสายอากาศไดโพลมาจดเปนแถวล าดบ (Array) เพอใชเปนสายอากาศของสถานฐาน (Base Station) ส าหรบใชสอสารกบลกขายทมการเคลอนท (Land-Mobile Systems) ส าหรบการออกแบบโมโนโพลนนสวนใหญจะถกน ามาใชกบระบบทสามารถพกพาหรอเคลอนยายไดสะดวก

สายอากาศแบบไดโพล

สายอากาศไดโพลจดเปนสายอากาศมลฐานทมการกระจายกระแสเปนร ปคลนไซด

สายอากาศชนดลวดตวน าทมความยาว ∆z (ความยาวคลน) และมการกระจายของกระแสเอกรป (Uniform Current Distribution) เรยกวา ไดโพลอดมคต (Ideal Dipole)[8] แมวาจะไมเกดขนจรงๆ แตอาจพจารณาไดโพลอดมคตใหเปนสวนหนงในการกระจายของกระแสทงหมดบนสายอากาศจรงๆ มโนคตเกยวกบไดโพลในอดมคตยงมประโยชนในแงทสนามไฟฟาและสนามแมเหลกของมนสามารถใชประมาณคาสนามทเกดจากไดโพลขนาดเลกได

สายอากาศโมโนโพล

ปจจบนสายอากาศทนยมน ามาใชงานในระบบการสอสารแบบไรสายมากทสดคอ สายอากาศโมโนโพล (Monopole Antenna) [9] เนองจากเปนสายอากาศทมน าหนกเบาและมโครงสรางของสายอากาศทไมซบซอนงายตอการออกแบบและสราง โดยสวนประกอบของสายอากาศทท าหนาทในการแผกระจายคลนจะถกตดตงอยบนระนาบกราวดแบบอนนต ซงสายอากาศนจะมคณลกษณะคลายกบสายอากาศไดโพล (Dipole Antenna) ขอเสยของสายอากาศโมโนโพลคอสามารถใชงานไดเพยงแถบความถเดยว

 

 

 

 

 

 

 

 

27

2.6 บอรด Arduino 2.6.1 Arduino UNO R3

รปท 2.13 บอรด Arduino UNO R3

Arduino Uno R3[10] (ดงรปท 2.13) ตวนใช ATmega328 เปนแบบ PDIP สามารถถอดออก เสยกสามารถเปลยนใหมได ม Digital Input / Output 14 พอรต สามารถท างานแบบ PWM (Pulse Width Modulate) ทงหมด 6 พอรต มสวนแปลงสญญาณอนาลอกเปนดจตอล (Analog to Digital Converter) ทงหมด 6 พอรต บนบอรดตดตงสญญาณนาฬกาภายนอก ความถ 16 MHz พรอมดวยพอรต USB และหวเสยบไฟเลยงบอรด บนบอรดยงสามารถดาวนโหลดโปรแกรมโดยตรงไดโดยผานหวเสยบ ICSP และยงมปม Reset ใหบนบอรดอกดวย บนบอรดตดตงไมโครคอนโทรเลอร ATmega16U เพอชวยในการสงขอมลแบบอนกรมผานทาง USB (Usb to Serial Converter) การสงผานขอมลสามารถท าไดรวดเรว อกทงไมจ าเปนตองตดตงไดรฟเวอรส าหรบการใชงาน ซอฟแวรในการดาวนโหลดโปรแกรมรองรบระบบปฏบตการ Windows Linux และ Mac

 

 

 

 

 

 

 

 

28

2.6.2 Arduino Mega 2560

รปท 2.14 บอรด Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560[11] (ดงรปท 2.14) เปนบอรดรนใหญในตระกลของ Arduino มคณสมบตตางๆ เพมขนจาก Arduino UNO R3 โดยใชชพ ATmega2560 ทมหนวยความจ าแฟลช 256 KB แรม 8 KB ใชไฟเลยง 7 ถง 12 V แรงดนของระบบอยท 5 V ม Digital Input / Output มากถง 54 ขา (เปน PWM ได 14 ขา) ม Analog Input 16 ขา Serial UART 4 ชด I2C 1 ชด SPI 1 ชด เขยนโปรแกรมบน Arduino IDE และโปรแกรมผาน USB

Arduino มจดเดนในเรองของความงายตอการเรยนรและใชงานเนองจากมการออกแบบค าสงตางๆ ขนมาสนบสนนการใชงานดวยรปแบบทงาย ไมซบซอน และมขอดจากบอรดตวอน คอ

1. มราคาไมแพงเนองจากมรหสตนทาง (Source Code) และวงจรแจกฟร ท าใหสะดวกในการตอวงจรขนมาใชงานเอง

2. ใชงานงายมโปรแกรมทไมซบซอน โปรแกรม Arduino ใชงานงายส าหรบมอใหม

Arduino เปนบอรดไมโครคอนโทรลเลอรทใชชพ AVR ขนาดเลกเปนตวประมวลผลและสงงาน เหมาะส าหรบน าไปใชในการศกษาเรยนรระบบไมโครคอนโทรลเลอรและน าไปประยกตใชงานเกยวกบการควบคมอปกรณ Input / Output ตางๆ ไดมากมาย

 

 

 

 

 

 

 

 

29

Software Arduino Environment บอรด Arduino ทมอยหลายแบบนนจะใชโปรแกรมตวเดยวกนในการเขยนชดค าสง โดยใช

โปรแกรม Arduino IDE (Integrated Development Environment) [12] (ดงรปท 2.15) ซงใชงานไดทกระบบปฏบตการ ซงจะสามารถดาวนโหลดไดท http://arduino.cc/en/Main/Software และภายในเวบไซตกจะมตวอยางซอฟตแวรระบบเปด (Open Source) ใหทดลองเลนมากมาย

หนาตางของโปรแกรมจะมสวนประกอบตางๆ ดงน หมายเลข 1 : ชองแสดง Code Program หมายเลข 2 : ปม Compiler หมายเลข 3 : ปม Upload to Board หมายเลข 4 : ชองแสดง Status Program หมายเลข 5 : ชองแสดง Error สวนการเขาแสดงผลคาจากสาย Serial สามารถเขาไปไดท Tool>>Serial Monitor

รปท 2.15 หนาตางสวนประกอบของโปรแกรม

2 3

4 5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

30

2.7 โปรแกรม Arduino 1.6.3

โปรแกรม Arduino เปนโปรแกรมทสามารถใชไดกบบอรดทกรนของ Arduino ซงสามารถรองรบค าสงทถกสงจากโปรแกรมได

2.7.1 โปรแกรมค าสงของตวรบ

#define Sw 24 #define LED_BLUE 22 #define LED_RED 23 #define LED_GREEN 25 #define alarm 26 int g=0; boolean tog = false; boolean tog_alarm = false; void setup() { Serial2.begin(9600); // ZigBee pinMode(LED_BLUE,OUTPUT); pinMode(LED_RED,OUTPUT); pinMode(LED_GREEN,OUTPUT); pinMode(Sw,INPUT); pinMode(alarm,OUTPUT); digitalWrite(LED_BLUE,HIGH); digitalWrite(LED_RED,HIGH); digitalWrite(LED_GREEN,HIGH); digitalWrite(alarm,LOW); Serial.begin(9600); // MOnitor Serial1.begin(9600); // Sim800l int l = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

31

boolean v = true; Serial1.write("AT+CMGF=1"); // initial SIM800l Serial1.write(0x0D); digitalWrite(LED_BLUE,LOW); while(v){ if(Serial1.available()){ l = Serial1.read(); char t[10]; sprintf(t,"%c",l); Serial.print(t); if(l=='E'){ v=true; Serial1.write("AT+CMGF=1"); // initial SIM800l Serial1.write(0x0D); while(Serial1.available()); } if(l=='K'){ v=false; digitalWrite(LED_RED,LOW); } } // Serial.print(l); } attachInterrupt(0,sound,FALLING); digitalWrite(LED_BLUE,HIGH); } void loop() { Serial2.write('B'); delay(200);

 

 

 

 

 

 

 

 

32

int h = Serial2.available(); //Serial.println(h); if(h>0){ g = Serial2.read(); // char ch1[20]; // sprintf(ch1,"%c",g); // Serial.print(ch1); } if(h>=60){ // Connected digitalWrite(LED_GREEN,LOW); digitalWrite(LED_RED,HIGH); digitalWrite(alarm,LOW); tog = true; tog_alarm =true; } else{ // Disconnected if(tog_alarm)digitalWrite(alarm,HIGH); digitalWrite(LED_RED,LOW); digitalWrite(LED_GREEN,HIGH); if(tog==true) { send_message(); } tog=false; } } void sound(){ tog_alarm = false; digitalWrite(alarm,LOW); } void send_message(){

 

 

 

 

 

 

 

 

33

digitalWrite(LED_BLUE,LOW); delay(3000); Serial1.write("AT+CMGS=\"+66874352304\""); Serial1.write(0x0D); delay(5000); Serial1.write("Brand:Toyota Camry Color:Black License plate: no 7666 Nakhonratsima"); Serial1.write(0x1A); Serial1.write(0x0D); delay(5000); Serial1.write("AT+CMGS=\"+66914080348\""); Serial1.write(0x0D); delay(5000); Serial1.write("Brand:Toyota Camry Color:Black License plate: no 7666 Nakhonratsima"); Serial1.write(0x1A); Serial1.write(0x0D); delay(5000); Serial1.write("AT+CMGS=\"+66981048865\""); Serial1.write(0x0D); delay(5000); Serial1.write("Brand:Toyota Camry Color:Black License plate: no 7666 Nakhonratsima"); Serial1.write(0x1A); Serial1.write(0x0D); delay(5000); digitalWrite(LED_BLUE,HIGH); }

 

 

 

 

 

 

 

 

34

2.7.2 โปรแกรมค าสงของตวสง

boolean tog = true; void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); //Serial3.begin(9600); } void loop() { if(Serial.available()){ if(tog==true)Serial.write('A'); else Serial.write('B'); tog = !tog; // Invert } }

 

 

 

 

 

 

 

 

35

2.7.3 การตงคาและการเรมตนใชงานโปรแกรม Arduino 1.6.3 1. เชอมตอบอรด Arduino ผานทางพอรท USB และเปดโปรแกรม Arduino IDE จะขนหนาตางโปรแกรม(ดงรปท 2.16)

รปท 2.16 หนาตางเรมตนของโปรแกรม Arduino

 

 

 

 

 

 

 

 

36

2. การตงคาบอรด Tool>>Board>>เลอกใหตรงกบรนทใชงาน ดงทแสดง (รปท 2.17)

รปท 2.17 วธการตงคาบอรด Arduino

หากไมทราบวาบอรด Arduino ตอทพอรตไหนนนสามารถเขาไปดไดโดยการคลกขวาท My Computer เลอก Properties>>Device Manager>>Ports (COM&LPT) (ดงรปท 2.18) จะเหนไดวาบอรด Arduino UNO ไดตออยท COM7

รปท 2.18 ดพอรตทเชอมตอกบบอรด Arduino

 

 

 

 

 

 

 

 

37

3. การตงคาพอรตใชงาน Tool>>Serial Port>>เลอกพอรตทตอกบบอรด Arduino ดงทแสดงใน (รปท 2.19)

รปท 2.19 วธการตงคาพอรต

2.7.4 ปมหลกของโปรแกรม Arduino

รปท 2.20 ปมหลกทใชในการท างานของโปรแกรม Arduino IDE

1 2 3 4 5 6

 

 

 

 

 

 

 

 

38

ปมหลกทใชในการท างานของโปรแกรม Arduino IDE มทงหมด 6 ปมดวยกน (ดงรปท 2.20) ซงแตละปมมหนาทในการท างาน ดงน

1. ปม Verify ใชส าหรบตรวจสอบโคดทเขยนเพอหาขอผดพลาด (Ctrl+R) 2. ปม Upload ใชส าหรบท าการเขยนโคดไปยงบอรด Arduino (Ctrl+U) 3. ปม New ใชส าหรบสรางไฟล Sketch ขนมาใหม (Ctrl+N) 4. ปม Open ใชส าหรบเปดไฟล Sketch ทบนทกไว (Ctrl+O) 5. ปม Save ใชส าหรบบนทกไฟล Sketch (Ctrl+S) 6. ปม Serial Monitor ใชส าหรบเรยกใชตวสอสารแบบ Serial (Ctrl+Shift+M)

วธการอพโหลดโคดโปรแกรมลงบอรด Arduino

1. เชอมตอบอรด Arduino เขากบคอมพวเตอรผานทาง USB แลวเปดโปรแกรม Arduino IDE ท าการตงคาบอรดและพอรทใหเรยบรอย

2. พมพโคดโปรแกรมค าสงของตวรบหรอค าสงของตวสง 3. ท าการ Verify โคดทเขยนเพอตรวจสอบดวาโคดมตรงไหนทผดพลาดหรอไม 4. ท าการอพโหลดโคดลงบอรด Arduino

 

 

 

 

 

 

 

 

39

2.8 การสญเสยการแพรกระจายคลนในตวกลางอากาศ

การสญเสยของพลงงานคลนในอากาศท าใหประสทธภาพการรบสงลดลง ในทางปฏบตเราไมสามารถทจะหลกเลยงการสญเสยนได เปนปรากฎการณธรรมชาตทสญญาณของภาครบจะรบสญญาณทมก าลงนอยกวาสญญาณทสงออกมา เนองจากการเดนทางในอากาศของพลงงานคลน

แมเหลกไฟฟาจะลดลงตามระยะทางทเคลอนท[13]

2.8.1 สมการสงของฟรส

สมการของฟรสเสนอขนครงแรกโดยวศวกรไฟฟาชาวเดนมารคคอ ฮาราล ท. ฟรส มใจความส าคญสรปไวอยางงายๆคอก าลงของคลนวทยจะแปรผกผนกบก าลงสองของระยะทาง และสามารถใชเพออธบายถงการเชอมโยงในระบบสอสาร เรมจากระบบสอสารไรสายอยางงาย แสดงใน (รปท2.21)

สมมตใหเครองสงม ก าลงดานออกเปน สงผานไปยงสายอากาศสง สายอากาศสงมอตราขยาย

ผานออกไปสอวกาศไปเครองรบ เขาทางสายอากาศรบทมอตราขยาย ก าลงทผานออกจาก

สายอากาศรบคอ ระยะทางระหวางสายอากาศสงและสายอากาศรบคอระยะทาง และเมอพจารณาเรมตนกอนวาก าลงทไดรบมาจากแหลงก าเนดชนดไอโซทรอปค สามารถเขยนเปนสมการไดดงน

(2.1)

จะสมมตวาไมมการคดผลจากการสญเสยในชนบรรยากาศ ผลจากการไมแมทซของการโพลาไรซ ผลจากการไมแมทซของอมพแดนซทปอนเขาสายอากาศ อกทงไมมการกดขวางระหวางสายอากาศสงและรบ และสดทายคอก าหนดใหสายอากาศท างานในบรเวณสนามระยะไกล หากเราจะพจารณาโดยเพมเตมเงอนไขอตราขยายของสายอากาศเขาไปในสมการ ความหนาแนนก าลงจะประกอบดวยอตราขยายของสายอากาศ รปแบบของสมการจะเปนดงน

(2.2)

ก าลงทไดรบจะเทากบความหนาแนนก าลงททวคณโดยพนทประสทธผลสายอากาศของเครองรบ

(2.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

40

พนทประสทธผล จะสมพนธกบอตราขยายสายอากาศโดยแสดงไดดงน

(2.4)

รปท 2.21 ระบบการสอสารไรสายอยางงาย

แทนคา (2.4) ลงใน (2.3) ได

(

)

(2.5)

เมอ คอ ก าลงสญญาณของภาครบ

คอ ก าลงสญญาณของภาคสง

คอ อตราขยายของสายอากาศภาครบ

คอ อตราขยายของสายอากาศภาคสง

คอ ระยะทางระหวางภาครบและภาคสง

คอ ความยาวคลนของสญญาณ (แปรผกผนกบความถ) สมการนรจกกนในชอวา สมการก าลงฟรส กลาวคอก าลงทไดรบแปรผนตรงกบอตราขยาย

ของสายอากาศและแปรผกผนกบระยะทาง หากเราสมมตใหก าลงต าสดทเครองรบสามารถรบได

เปน สญญาณต าสดจะแปรผกผนกบก าลงสองของระยะทาง และทก าลงต าสดนจะเปนตวก าหนดหรอเปนตวบอกระยะทางทไกลทสดทเครองรบแตละเครองสามารถรบได

√

( ) (2.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

41

2.8.2 การสญเสยในอากาศ

พลงงานของคลนวทยขณะแพรกระจายในอากาศจะเกดการสญเสยสามารถอธบาย

ปรากฎการณดงกลาวไดจากสมการของความหนาแนนก าลง ส าหรบสายอากาศไอโซ

ทรอปคพลงงานจะลดลงตามคา กลาวคอเมอระยะทางเพมขนพลงงานจะลดลง โดยแปรผกผนกบก าลงสองของระยะทาง สามารถเขยนเปนรปของระบบไดตาม(รปท 2.22)ก าหนดใหทง

สายอากาศสงและสายอากาศรบเปนสายอากาศชนดไอโซทรอปค ( )

รปท 2.22 สายอากาศไอโซทรอปคสองตววางหางกนเปนระยะทางเทากบ R (r = R = ระยะทาง)

ดงนนจากสมการท 2.5 เขยนเปนความสมพนธไดคอ

(

)

(2.7)

อตราสวนของการสญเสยจะหมายถง อตราสวนระหวางก าลงดานสง ( ) และก าลง

ดานรบ( ) หากจดรปสมการใหอยในรปของก าลงดานสงและก าลงดานรบจะเรยกวา อตราสวนการสญเสยในอวกาศ (space) เขยนไดเปน

(

)

(2.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

42

2.9 การสญเสยเนองจากสงกดขวาง

ในการสงสญญาณแบบไรสายนนสญญาณทเดนทางจากภาคสงไปยงภาครบนนตองผาน

ตวกลางชนดตางๆ ท าใหเกดการลดทอนของสญญาณ[14] เพราะเหตนจงท าใหภาครบไมสามารถรบ

สญญาณทภาคสงสงมาไดทงหมด ตวกลางสามารถแบงได 3 ชนด คอ

1. ตวกลางทไมมการสญเสย

คาคงทการลดทอน

2. ตวกลางทมคาการสญเสยต า

ตวกลางทเปนไดอเลกตรกทมคาการสญเสยต า (low-loss dielectric) ม

คณสมบตเปนฉนวน (insulator) ทดแตไมสมบรณ 100% เนองจากคาความน า

ไฟฟา (conductivity) ไมไดมคาเปนศนย คาคงทการลดทอน

√

3. ตวกลางทมคาการสญเสยสง

ตวกลางทมคณสมบตเปนตวน าทด (good conductor) คาคงทการ

ลดทอน √

โดย คอ คาความน าไฟฟา (S/m)

คอ สภาพความซมซาบไดทางแมเหลก (H/m)

คอ สภาพยอมทางไฟฟา (F/m)

จากสมการทกลาวมาจะเหนไดวาตวกลางยงน าไฟฟามากกยงมการสญเสยมาก จงท าให

สามารถสรปไดวาคาการสญเสยของตวกลางแปรผนตรงกบคาความน าไฟฟา

 

 

 

 

 

 

 

 

43

2.10 กลาวสรป

จากแนวคดเรมแรกในการท าอปกรณเพอปองกนการโจรกรรมยานพาหนะ ท าใหผจดท าโครงงานไดศกษาเกยวรปแบบและวธการโจรกรรมยานพาหนะในรปแบบตางๆ ท าใหพบวาระบบการสอสารทเหมาะสมกบอปกรณปองกนการโจรกรรมยานพาหนะนคอ การสอสารไรสาย โดยมหลกการพนฐานกคอ การทอปกรณสงนนจะสงขอมลออกมาจากสถานฐานโดยอาศยกระบวนการโมดเลชนแลวสงออกไป โดยมเซลลชวยในการทจะใหอปกรณรบนนสามารถรบขอมลทสงมาใหถงจดหมาย ซงการสอสารไรสายนนจะตองมตวกลางในการสอสาร เชน คลนวทย สญญาณไมโครเวฟ เปนตน ซงอยภายใตมาตรฐาน IEEE 802.11

การสอสารแบบไรสายนนจะตองอางองอยกบความถ ซงยงความถมากความยาวคลนยงต าประกอบกบการทความถสงนนมอ านาจในการทะลทะลวงมาก ท าใหดดซบคาพลงงานของตวกลางตางๆไดมากกวา และชองสญญาณในการสอสารซงมอปสรรคจากสงกดขวางตางๆ กอใหเกดการลดทอนของสญญาณ จงสงผลกระทบไปยงคณภาพของระบบการสอสารสงผลใหระยะทางทไดนนลดนอยลงมาก ดงนนการทเราตองการใหอปกรณสามารถสงสญญาณไดไกลโดยไมตองมตวกวนสญญาณระหวางการสงนน เราจงเลอกสญญาณทมความถต าจะดกวา ซงในทนเราไดเลอกอปกรณ ZigBee และ GSM Module และอาศยสายอากาศแบบเสนลวดตรงเพอแกปญหาและชวยในการสงสญญาณใหไดดกวาเดม ในการใชงานครงนไดแยกอปกรณออกเปนสองสวน คอ อปกรณภาคสงและอปกรณภาครบ โดยภาคสงจะอยในยานพาหนะท าการสงสญญาณออกมาตลอดเวลา เมอพบวาภาคสงเกดการผดปกต หรอสญญาณการสงขาดหายไป ทภาครบจะท าการเตอนดวยเสยงและท าการสงขอความแจงเตอนไปยงผใชงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

44

บทท 3

ชดอปกรณตนแบบและผลการทดสอบ

3.1 กลาวน า

ในบทนจะกลาวถงชดอปกรณตนแบบของสญญาณเตอนภยเพอปองกนการโจรกรรมของยานพาหนะ โดยชดอปกรณจะประกอบไปดวย 2 สวนหลก คอ อปกรณภาคสงซงจะตดตงไวภายในยานพาหนะ ท าหนาทสงสญญาณไปถงอปกรณภาครบทตดตงอยกบท และสวนทสองไดแกอปกรณภาครบซงจะตดตงไวหอพกหรอตวอาคารทพก ท าหนาทรบขอมลจากอปกรณภาคสง เมอใดทอปกรณภาคสงไมสามารถสงสญญาณมายงอปกรณภาครบไดสญญาณเตอนทตดตงอยกบอปกรณภาครบจะดงขนทนทและสงขอความแจงเตอนไปยงโทรศพทของผใช และในบทนยงได กลาวถงการทดสอบชดอปกรณในสถานการณตางๆ ความเรว สภาพอากาศและสภาพสงแวดลอมทแตกตางกน เพอทจะไดรถงความสามารถและขอบเขตการท างานของชดอปกรณน ซงเนอหาในบทนแบงออกเปนหวขอยอยดงน หวขอ 3.1 กลาวน า หวขอ 3.2 ชดอปกรณตนแบบ หวขอ 3.3 การตดตงและการใชงานชดอปกรณกอนการทดสอบ หวขอ 3.4 ผลการทดสอบ หวขอ 3.5 กลาวสรป

3.2 ชดอปกรณตนแบบ ชดอปกรณตนแบบประกอบไปดวย 2 สวนคอ ชดอปกรณภาคสง และชดอปกรณภาครบ ซงมอปกรณหลกคอ บอรด Arduino UNO R3 และ ZigBee SZ05 Pro ในภาคสง และในภาครบ Arduino MEGA 2560 และ ZigBee SZ05 Pro ท างานรวมกบ GSM Module SIM800L คอยท าหนาทสงขอความแจงเตอน

รปท 3.1 อปกรณภาคสงและอปกรณภาครบ

ภาคสง ภาครบ

 

 

 

 

 

 

 

 

45

3.2.1 ชดอปกรณภาคสง ชดอปกรณภาคสงดงรปท 3.2 จะมอย 1 ชด ซงมองคประกอบภายในและการเชอมตอเหมอนกนดงแสดงในรปท 3.3 ขา GND ของ ZigBee เชอมตอกบขา GND ของบอรด Arduino ขา VCC ของ ZigBee เชอมตอกบขา 5 โวลตของบอรด Arduino ขาท 17 (Rx1) ของ ZigBee เชอมตอกบขา 1 (Tx) ของบอรด Arduino ขาท 18 (Tx1) ของ ZigBee เชอมตอกบขา 0 (Rx) ของบอรด Arduino น าแบตเตอรมาเชอมตอทชองเสยบไฟของ Arduino โดยผานสวตชเพอปดเปดแหลงจาย

รปท 3.2 อปกรณภาคสง

 

 

 

 

 

 

 

 

46

รปท 3.3 การเชอมตอบอรด Arduino UNO R3 กบ ZigBee รน SZ05 Pro และแบตเตอร

รปท 3.4 อปกรณภาครบ

3.2.2 ชดอปกรณภาครบ ชดอปกรณภาครบดงรปท3.4 ประกอบดวย ZigBee SZ05 Pro บอรด Arduino MEGA 2560 GSM Module SIM800L วงจรเสยงเตอนและรเลย 5 โวลตเชอมตอกนผานแผงไขปลา ดงรปท 3.5 ซงอธบายการเชอมตอไดดงน

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา 17 (Rx2) เชอมตอกบ ZigBee ทขา Tx

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา 16 (Tx2) เชอมตอกบ ZigBee ทขา Rx

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา 19 (Rx1) เชอมตอกบ GSM Module SIM800L ทขา Tx

 

 

 

 

 

 

 

 

47

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา 18 (Tx1) เชอมตอกบ GSM Module SIM800L ทขา Rx

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา 2 เชอมตอกบสวตชและรเลย

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา 26 เชอมตอกบแผงไขปลา

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา 25,22,23 เชอมตอกบหลอดไฟ

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา GND เชอมตอกบแผงไขปลาและ GND ของ ZigBee

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา GND เชอมตอกบแผงไขปลาและ GND ของ GSM Module SIM800L

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา VCC 5 โวลต เชอมตอกบแผงไขปลาและ ZigBee ทขา VCC

บอรด Arduino MEGA 2560 ขา GND เชอมตอกบแผงไขปลาและ GSM Module SIM800L ทขา VCC โดยผานไดโอด 1N4007 และ Capacitor 2200 ไมโครวตตและเชอมตอกบ Relay

การเชอมตอวงจรในอปกรณภาครบมการใชแผงไขปลาเปนตวกลางในการเชอมตอวงจร ดงรปท 3.5

รปท 3.5 การเชอมตอภายในอปกรณภาครบ

3.2.3 การท างานระหวางอปกรณภาครบและภาคสง อปกรณภาคสงจะท าหนาทสงขอมลใหภาครบตลอดเวลาโดยภาคสงจะสงขอมลไปเรอยๆ ถาภาครบไมไดรบขอมลหรอขอมลอาจเกดการสญหาย ภาครบจะท าการตรวจสอบวายงไมไดรบขอมลจากภาคสงหรอไมไดรบหรอเกดความผดพลาดในการสงขอมลทท าใหไมไดรบขอมลจากภาคสง รเลยทอยทภาครบจะท าการสบสวตชเพอใหครบวงจร และวงจรจะจายไฟไปทวงจรเสยงเตอน เพอท าการแจงเตอนดวยเสยงและ GSM Module SIM800L จะท าการสงขอความไปทโทรศพทของผใช

 

 

 

 

 

 

 

 

48

3.3 การตดตงและการใชงานอปกรณกอนการทดสอบ

กอนทจะท าการทดสอบเราตองมการตดตงชดอปกรณตนแบบ โดยแบงออกเปนชดอปกรณภาครบและชดอปกรณภาคสง โดยชดอปกรณภาครบทตออยกบวงจรเสยงและGSM Module SIM800L จะท าการตดตงอยกบท เนองจากตองมการจายไฟใหตลอดเวลา จงจ าเปนทตองอยในทลมในการทดสอบนจะเนนการทดสอบทบรเวณหอพกนกศกษา จงไดตดตงชดอปกรณภาครบไวบรเวณปอมพนกงานรกษาความปลอดภย เพองายตอการควบคม และเมอจ าลองสถานการณจรงแลวผควบคมดแลชดอปกรณนนจ าเปนตองเปนผดแลทรพยสนและรกษาความปลอดภยของหอพกนกศกษา เพองายตอการตามจบขโมย สวนอปกรณภาคสงนนจะท าการตดตงอยกบตวยานพาหนะ โดยซอนไวภายในตวรถยนตแลวทางผจดท าจงไดจ าลองสถานการณการตดตงชดอปกรณภาครบและภาคสง ดงขนตอนตอไปน

1. ตดตงอปกรณภาครบทจดทดสอบภายในอาคาร ในแตละการทดสอบจะจ าลองทตดตงชดอปกรณภาครบทแตกตางกนแลวแตจดทดสอบ ในทนยกตวอยางปอมพนกงานรกษาความปลอดภย บรเวณหอพกสรนเวศ ดงรป 3.6

รปท 3.6 บรเวณทตดตงอปกรณภาครบภายในอาคารททดสอบ

 

 

 

 

 

 

 

 

49

รปท 3.7 การตดตงชดอปกรณภาคสง

2. ตดตงชดอปกรณภาคสง โดยท าการเปด On ทตวเครอง 3. ท าการทดสอบโดยจ าลองสถานการณจรง เมอเปดเครองทภาครบ จะมไฟสน าเงนขนมา

กอนเปนการบอกวายงไมพรอมท างานแตเมอไฟเปลยนเปนสแดงหมายถงพรอมทจะเชอมตอกบภาคสงแลวเมอเราเปดสวตชทภาคสงไฟจะเปนสเขยวคอภาครบและภาคสงไดมการเชอมตอกนแลว จนกระทงภาคสงขาดการตดตอกบภาครบจะมสญญาณเสยงแจงเตอนขนในขณะเดยวกนขอความกจะถกสงออกไปดวยในขณะทขอความสงออกนนไฟจะขนเปนสมวง

4. ทอปกรณภาครบจะมสวตชทควบคมการปดเสยง โดยเมอเสยงเตอนดงขนผควบคมอปกรณภาครบสามารถท าการปดเสยงเตอนดวยสวตชทตดกบตวเครองได ดงรปท 3.8

รปท 3.8 อปกรณภาครบ

 

 

 

 

 

 

 

 

50

3.4 ผลการทดสอบ

ในหวขอนจะกลาวถงการวดผลการท างานของชนงานตนแบบทสรางขนซงอปกรณตนแบบจะประกอบดวยบอรด Arduino ท าหนาทควบคมการท างานของชนงาน และ ZigBee ท าหนาทสงขอมลเพอตดตอระหวางตวรบและตวสง ซงในทนผจดท าโครงงานไดน าอปกรณตนแบบไปทดสอบในรปแบบตางๆ ไดแก หวขอ 3.4.1 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทความเรวตางกน หวขอ 3.4.2 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทสภาพแวดลอมตางกน หวขอ 3.4.3 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทสภาพอากาศตางกน หวขอ 3.4.4 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทตวรบอยในอาคารและนอกอาคาร หวขอ 3.4.5 เวลาในการสงขอมลแจงเตอน GSM Module เมอตวรบและตวสงขาดการตดตอเพอทจะไดรบรถงความสามารถและขอบเขตการท างานของชดอปกรณตนแบบนดวย ซงผลการทดสอบจะแสดงดงตอไปน

3.4.1 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทความเรวตางกน ในการทดสอบทความเรวตางๆ ผจดท าโครงงานไดเลอกถนนบรเวณสระสามแสนในการ

ทดสอบ เพราะลกษณะของถนนเปนเสนทางตรงและโลง ดงรปท3.9 ท าใหไมมตวแปรอนเขามาท าใหคาทวดไดเกดความผดพลาด โดยการน าภาครบไปตดตงภายในบรเวณชมรมเรอพาย และน าภาคสงตดตงภายในรถยนต ดงรปท3.10 แลวท าการทดสอบขบรถดวยความเรวคงท โดยทางผจดท าไดเลอกความเรวท 20 30 40 50 และ 60 กโลเมตรตอชวโมง ซงไดผลการทดสอบ ดงตารางท3.1

ตารางท 3.1 การทดสอบการขาดการตดตอในความเรวตางกน

ความเรว (กโลเมตรตอชวโมง)

ระยะทางทภาครบและภาคสงขาดการตดตอ (เมตร) ระยะทางเฉลย (เมตร) ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5

20 250 240 250 260 250 250 30 250 240 250 240 250 246 40 260 250 250 240 250 250 50 250 250 240 260 250 250 60 250 250 240 250 240 246

หมายเหต : ทดสอบทบรเวณสระสามแสน

คาทไดในตารางท3.1 เปนคาทไดจากการทดสอบทความเรวตางๆ ดวยความเรวทคงทตลอดการทดสอบ โดยทดสอบจ านวน 5 ครง ในแตความเรว ภายในวนเดยวกน สภาพภมอากาศเดยวกน สภาพแวดลอมเดยวกน เพอใหไดคาทมเพยงแคความเรวเปนตวแปรเทานน

 

 

 

 

 

 

 

 

51

จะเหนไดวาผลการทดสอบทง 5 ครง ทความเรวตางๆ คาทไดจะมคาใกลเคยงกน จงแสดงใหเหนวาความเรวไมมผลกบระยะทางในการรบสงขอมล โดยน าคาเฉลยทไดมาพลอตกราฟเพอใหเหนชดเจนมากขน ดงรปท 3.11

รปท 3.9 ถนนบรเวณสระสามแสน

รปท 3.10 การตดตงภาคสงภายในรถยนต

 

 

 

 

 

 

 

 

52

รปท 3.11 กราฟความสมพนธระหวางระยะทางระหวางตวสงและตวรบทความเรวตางๆ

จากผลการทดสอบ ในตารางท 3.1พบวา ทความเรว 20 กโลเมตรตอชวโมง ระยะทางระหวางตวรบและตวสงเฉลยอยท 250 เมตร ทความเรว 30 กโลเมตรตอชวโมง ระยะทางระหวางตวรบและตวสงเฉลยอยท 246 เมตร ทความเรว 40 กโลเมตรตอชวโมง ระยะทางระหวางตวรบและตวสงเฉลยอยท 250 เมตร ทความเรว 50 กโลเมตรตอชวโมง ระยะทางระหวางตวรบและตวสงเฉลยอยท 250 เมตร ทความเรว 60 กโลเมตรตอชวโมง ระยะทางระหวางตวรบและตวสงเฉลยอยท 246 เมตร ซงจากการเปรยบเทยบกราฟในรปท 3.11 เมอน ามาพจารณาจะพบวา ไมวาจะใชความเรวทตางกนผลทไดรบ คอ ระยะทางระหวางตวรบและตวสงนนกมคาใกลเคยงกนอยท 246 - 250 เมตร ซงทางผจดท าจงไดสรปวาความเรวของภาคสงนนไมมผลกบระยะทางในการรบสงขอมลระหวางภาครบและภาคสง

3.4.2 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทสภาพแวดลอมตางกน ในการทดสอบนผจดท าตองการทจะทดสอบเพอศกษาวาสภาพแวดลอมทตางกนนนมผลตอการรบสงสญญาณของชดอปกรณหรอไม ซงอปกรณภาครบเราจะตดตงภายในตวอาคารหรอบรเวณโตะทพนกงานรกษาความปลอดภยนงอย ดงรปท3.12 บรเวณทท าการทดสอบสามารถแบงไดเปน 2 กลม ดงน

210

230

250

270

290

0 20 40 60 80

ระยะ

ทางท

ภาคร

บและ

ภาคส

ง ขา

ดการ

ตดตอ

(เมต

ร)

อตราความเรว (กโลเมตรตอชวโมง)

 

 

 

 

 

 

 

 

53

รปท 3.12 การตดตงอปกรณภาครบ

กลมท 1 คอ พนทโลง ไดแก บรเวณถนนตางๆ ดงรป

รปท 3.13 จดท 1 ถนนบรเวณสนามเทนนส

 

 

 

 

 

 

 

 

54

รปท 3.14 จดท 2 บรเวณลานวฒนธรรม

รปท 3.15 จดท 3 ถนนบรเวณทางไปฟารมมหาวทยาลย

ซงจากบรเวณตางๆ ทเปนพนทโลงทกลาวมานน ทางคณะผจดท าจะท าการทดสอบการรบสงสญญาณจดละ 5 ครง ซงการทดสอบในแตละครงกจะท าการบนทกผลทกครง จงไดผลการทดสอบดงตารางท 3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

55

ตารางท 3.2 การทดสอบการขาดการตดตอบรเวณกลมท 1 พนทโลง

จดทดสอบท ระยะทางทภาครบและภาคสงขาดการตดตอ (เมตร) คาเฉลย

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 (เมตร) 1 240 260 260 250 240 250 2 250 240 240 260 250 248 3 250 240 260 260 250 252

กลมท 2 คอ พนททมสงกดขวาง ไดแก บรเวณลานจอดรถตามอาคารเรยนและหอพกตางๆ ดงรป

รปท 3.16 จดท 1 บรเวณลานจอดรถยนตอาคารเรยนรวม 1

รปท 3.17 จดท 1 บรเวณลานจอดรถจกรยานยนตอาคารเรยนรวม 1

 

 

 

 

 

 

 

 

56

รปท 3.18 จดท 2 บรเวณลานจอดรถหอพกสรนเวศ 15

รปท 3.19 จดท 3 บรเวณลานจอดรถอาคารบรการ 9-10

ซงจากบรเวณตางๆ ทมสงกดขวางดงทกลาวมานน ทางคณะผจดท าจะท าการทดสอบการรบสงสญญาณจดละ 5 ครง ซงการทดสอบในแตละครงกจะท าการบนทกผลทกครง จงไดผลการทดสอบดงตารางท 3.3

ตารางท 3.3 การทดสอบการขาดการตดตอบรเวณกลมท 2 พนททมสงกดขวาง

จดทดสอบท ระยะทางทภาครบและภาคสงขาดการตดตอ (เมตร) คาเฉลย

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 (เมตร) 1 140 150 170 160 140 152 2 140 150 130 160 150 146 3 130 150 160 140 160 148

 

 

 

 

 

 

 

 

57

จากตารางผลการทดสอบของกลมท 1 และกลมท 2 จะเหนไดวาระยะทางระหวางตวรบและตวสงนนมคาใกลเคยงกนในสภาพแวดลอมทคลายๆกน แตบรเวณพนททมสงกดขวางนนจะมการรบสงสญญาณกนไดในระยะใกลๆเทานน และเพอใหเหนภาพทชดเจนมากยงขน คณะผจดท าจงไดน าคาในตารางท 3.2 และตารางท 3.3 มาท าการพลอตกราฟเพอเปรยบเทยบได ดงน

รปท 3.20 กราฟความสมพนธระหวางระยะทางของตวรบและตวสงในพนทโลง

รปท 3.21 กราฟความสมพนธระหวางระยะทางของตวรบและตวสงในพนททมสงกดขวาง

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3

ระยะ

ทางท

ภาคร

บและ

ภาคส

งขาด

การต

ดตอ

(เมตร

)

จดทดสอบท

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3

ระยะ

ทางท

ภาคร

บและ

ภาคส

งขาด

การต

ดตอ

(เมตร

)

จดทดสอบท

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5

 

 

 

 

 

 

 

 

58

จากผลการทดสอบดงตารางท 3.2 และตารางท 3.3 จะพบวา บรเวณทโลงจะมระยะทางเฉลยอยท 248 – 252 เมตร บรเวณทมสงกดขวางจะมระยะทางเฉลยอยท 146 – 152 เมตร

เมอน าขอมลทไดจากการทดสอบมาพลอตกราฟเพอเปรยบเทยบดงรปท 3.20 และรปท 3.21 จะเหนไดวาคาทไดจากการทดสอบในกลมสภาพแวดลอมทมสงกดขวางนน การรบสงขอมลระหวางภาครบและภาคสงนนสามารถรบสงกนไดในระยะทใกลกวาการรบสงขอมลทสภาพแวดลอมทโลง เพราะเหตนผจดท าจงสรปไดวาสภาพแวดลอมนนมผลตอการรบสงสญญาณ

3.4.3 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทสภาพอากาศตางกน

อกปจจยหนงทคณะผจดท าไดค านงถงนนคอ สภาพอากาศ จงไดท าการทดสอบอปกรณนทสภาพอากาศตางๆ ไดแก ฝนตก มแดด ไมมแดด เพอน าขอมลทไดมาพจารณาวา สภาพอากาศนนมผลตอการรบสงสญญาณระหวางตวรบและตวสงหรอไม ซงสถานททใชทดสอบคอ บรเวณสนามเทนนส ดงรปท 3.22 เพอลดตวแปรทจะสงผลตอการรบสงสญญาณ คณะผจดท าจงไดก าหนดใหการทดสอบในแตละครงจะตองน าอปกรณภาครบไปตดตงภายในอาคารและอปกรณภาคสงตดตงภายในรถยนตทเดมทกครง แตความเรวทใชในการขบรถนนสามารถเปลยนแปลงไดตามความเหมาะสม เพราะในการทดสอบท 3.4.1 นนพสจนแลววาความเรวของภาคสงไมมผลตอการรบสงสญญาณระหวางภาครบและภาคสง ผลการทดสอบทได ดงตารางท 3.4

ตารางท 3.4 การทดสอบการขาดการตดตอในสภาพอากาศแบบตางกน

สภาพอากาศ ระยะทางทภาครบและภาคสงขาดการตดตอ (เมตร) ระยะทางเฉลย

(เมตร) ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 4 ครงท 5 ฝนตก 260 240 250 270 230 250 มแดด 230 260 270 260 250 254

ไมมแดด 240 250 250 260 260 252 หมายเหต : ทดสอบทบรเวณสนามเทนนส

 

 

 

 

 

 

 

 

59

รปท 3.22 ทตงภาครบในอาคารบรเวณสนามเทนนส

รปท 3.23 ถนนทใชทดสอบบรเวณสนามเทนนส

 

 

 

 

 

 

 

 

60

รปท 3.24 กราฟความสมพนธระหวางสภาพอากาศตางๆ

จากผลการทดสอบทไดในสภาพอากาศทแตกตางกน ซงไดท าการทดสอบ 5 ครง ดงตารางท3.4 จงไดน าคาทไดมาพลอตกราฟแสดงความสมพนธระหวางสภาพอากาศและระยะหางระหวางภาครบและภาคสง ดงรปท 3.24 จากการทดสอบในสภาพอากาศทแตกตางกน คอ ฝนตก มแดด และไมมแดด เมอพจารณาจากกราฟพบวาระยะหางระหวางภาครบและภาคสงมคาใกลเคยงกน ซงคาเฉลยทสภาพอากาศตางๆซงไดทดสอบทงหมด 5 ครง จะอยในชวง 250 – 254 เมตร ซงเปนคาทใกลเคยงกนมาก แสดงใหเหนวาสภาพอากาศนนไมมผลตอการรบสงสญญาณของชดอปกรณน เพราะอปกรณทใชในการรบสงสญญาณของภาครบและภาคสงนนคอ ZigBee ซงจะสามารถท างานไดในชวงอณหภม -40 องศาเซลเซยส ถง +85 องศาเซลเซยส แตในการทดสอบน สภาพอากาศตางๆ ยงมอณหภมอยในชวงท ZigBee สามารถท างานไดปกต ในการทดสอบนจงสามารถสรปไดวาสภาพอากาศตางๆ ทมอณหภมอยในชวงทอปกรณสามารถท างานไดนนไมมผลตอการรบสงสญญาณของภาครบและภาคสง

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4 5 6

ระยะ

ทางท

ภาคร

บและ

ภาคส

ง ขา

ดการ

ตดตอ

(เมต

ร)

การทดลองครงท

ฝนตก

มแดด

ไมมแดด

 

 

 

 

 

 

 

 

61

3.4.4 การทดสอบระยะทางเรมขาดการตดตอทตวรบอยในอาคารและนอกอาคาร ในการทดสอบนผจดท าไดพจารณาในเรองของสงกดขวางคอ ก าแพง โดยการตดตงชดอปกรณภาครบในททแตกตางกน โดยไดท าการทดสอบ 2 กรณ ไดแก การทดสอบระยะหางระหวางภาครบและภาคสงเมอตดตงภาครบไวในอาคาร ดงรปท 3.25 และการทดสอบระยะหางระหวางภาครบและภาคสงเมอตดตงภาครบไวภายนอกอาคาร ดงรปท 3.26 สถานททผจดท าเลอกมาเพอท าการทดสอบ คอ บรเวณสนามเทนนส

ซงในการทดสอบนเราจะก าหนดใหใชความเรวในการทดสอบท 20 กโลเมตรตอชวโมง และตองเปลยนบรเวณทตดตงอปกรณภาครบ โดยจะทดสอบในวนเดยวกน สภาพอากาศเดยวกน จากผลการทดสอบท 3.4.1 และ 3.4.3 พบวา สภาพอากาศ อณหภม และความเรวไมมผลตอระยะหางระหวางภาครบและภาคสง แตตองทดสอบโดยการตดตงภาครบไวในอาคารและภายนอกอาคารทบรเวณสนามเทนนสเทานน เพราะจากการทดสอบท 3.4.2 พบวาสภาพแวดลอมทตางกนจะมสงกดขวางทเขามามผลตอการรบสงสญญาณระหวางภาครบและภาคสง ซงในการทดสอบนคณะผจดท าจะท าการทดสอบทงหมด 5 ครง ไดผลการทดสอบดงตารางท 3.5

รปท 3.25 การตดตงภาครบภายในอาคารบรเวณสนามเทนนส

 

 

 

 

 

 

 

 

62

รปท 3.26 การตดตงภาครบบนเคาเตอรภายนอกอาคารบรเวณสนามเทนนส

ตารางท 3.5 การทดสอบการขาดการตดตอเมอวางตวรบไวภายในอาคารและภายนอกอาคาร ตดตงภาครบภายในอาคาร

ตดตงภาครบภายนอกอาคาร

ครง ระยะ

ครง ระยะ 1 250

1 400

2 250

2 410 3 240

3 380

4 260

4 390 5 270

5 400

คาเฉลย 254

คาเฉลย 396

หมายเหต : ทดสอบทบรเวณสนามเทนนส

 

 

 

 

 

 

 

 

63

รปท 3.27 แผนภมความสมพนธระหวางการตดตงอปกรณภาครบภายในและภายนอกอาคาร

จากการทดสอบซ ากน 5 ครง จะเหนไดวาแผนภมทไดนนระยะทางระหวางภาครบและภาคสงกรณทตดตงอปกรณภาครบไวภายนอกอาคารระยะทางทภาครบและภาคสงขาดการตดตอกนจะมระยะทางไกลกวาการตดตงอปกรณภาครบไวภายในอาคาร ซงแปลวาหากตดตงอปกรณภาครบไวภายในอาคารทมผนงกน (ซเมนต) จะท าใหความสามารถในการรบสงขอมลระหวางภาครบและภาคสงดอยประสทธภาพ ไมสามารถรบสงขอมลไดเทากบตอนทไมมผนงกน นนคอผนงกนเปนสาเหตในการท าใหเกดการลดทอนของสญญาณ ดงทกลาวถงในบทท 2 หวขอท 2.9 เรองการสญเสยเนองจากสงกดขวาง

050

100150200250300350400450500

1 2 3 4 5

ระยะ

ทางท

ภาคร

บและ

ภาคส

งขาด

การต

ดตอ

(เมตร

)

การทดสอบครงท

ตดตงภาครบภายในอาคาร

ตดตงภาครบภายนอกอาคาร  

 

 

 

 

 

 

 

64

3.4.5 เวลาในการสงขอมลแจงเตอน GSM Module ในการทดสอบนเปนการทดสอบเวลาทใชในการสงขอความผาน GSM Module ไปยงเบอรตางๆทตงคาไว ซงในการทดสอบนคณะผจดท าไดก าหนดใหสงขอความแจงเตอนเมอภาครบและภาคสงขาดการตดตอกนไปยงเบอรโทรศพท 3 เบอร ซงเบอรทใชในการสงขอความ เปนของผใหบรการ Dtac และเบอรของผรบคนท 1 เปนของผใหบรการ Dtac แตเบอรของผใหบรการคนท 2 และ 3 เปนของ AIS ซงการทดสอบนเราตองการทราบวาเวลาทใชในการสงขอความไปยงแตละเบอรใชเวลาเทาไหร และเวลาเฉลยทใชในการสงขอความไปยงทง 3 เบอรอยทกวนาท ไดผลการทดสอบดงตารางท 3.6

ตารางท 3.6 การทดสอบเวลาทใชในการสงขอความแจงเตอนเมอขาดการตดตอ

ครงท เวลาทใชในการสง sms เมอขาดการตดตอ (วนาท)

เบอรท 1 เบอรท 2 เบอรท 3

1 15.99 27.43 37.59

2 16.01 31.27 38.05

3 16.65 30.67 37.83

4 14.87 29.34 35.95

5 16.38 30.22 39.25

เวลาเฉลย (วนาท) 15.98 29.786 37.734

 

 

 

 

 

 

 

 

65

รปท 3.28 แผนภมเปรยบเทยบเวลาทใชในการสงขอความ

จากตารางท3.6 เมอน าเวลาเฉลยในการสงขอความหาในแตละเบอรมาท าเปนแผนภมจะพบวา ในการทดสอบทง 5 ครง เวลาเฉลยทใชในการสงขอความเสรจทง 3 เบอร จะอยท 37.734 วนาท ซงการสงขอความหาเบอรท 1 และ 2 ใชเวลาประมาณเบอรละ 15 วนาท แตในเบอรท 3 ใชเวลาประมาณ 5 - 10 วนาท ซงเวลาทใชอาจไมเรวมากแตการท างานของมนนนสามารถสงไดครบทกเบอร เพราะจากการเขยนโคดในครงแรกไดก าหนดดเลยของมนนอยเกนไป ท าให GSM Module ท างานไมทน จงสงขอความหาเพยงเบอรท 1 และเบอรท 3 เทานน คณะผจดท าจงไดท าการเพมคาดเลยขนทละนดแลวทดสอบดวา GSM Module สามารถท างานไดทนหรอไม และจากการทดสอบพบวา เครอขายของผใชไมมผลตอเวลาทใชในการสง SMS เพราะเบอรท 1 และเบอรท 2 นน มเวลาเทากนทงๆ ทเปนคนละเครอขาย และเบอรท 2 และเบอรท 3 นนกเวลาตางกน ทงๆ ทเปนเครอขายเดยวกน

0

5

10

15

20

25

30

35

40

ระยะ

เวลา

เฉลย

ทใชใ

นการ

สง sm

s (วน

าท)

เบอรท 1

เบอรท 2

เบอรท 3

 

 

 

 

 

 

 

 

66

3.5 กลาวสรป

ชดอปกรณตนแบบนเปนอปกรณทสงสญญาณไรสาย โดยใช ZigBee รน SZ05-Pro GSM Module SIM800Lในการสงขอความแจงเตอน บอรด Arduino UNO R3 ในการควบคมการท างานในภาคสงและบอรด Arduino MEGA 2560 R3 ในภาครบ ในทนใช ZigBee ในการรบสงสญญาณ 2 ตว แบงเปน ภาครบ 1 ตว และภาคสง 1 ตว โดยภาคสงจะท าการสงขอมลหากนตลอดเวลา ในทนผจดท าไดท าการทดสอบการรบสงสญญาณในสถานการณ ความเรว สภาพอากาศ และสภาพแวดลอมทแตกตางกน เพอทดสอบวาปจจยดงทกลาวมาน มผลตอการรบสงสญญาณหรอไม ซงผลทไดพบวา ความเรว ไมมผลตอการรบสงสญญาณ โดยพบวา ระยะทางทภาคสงจะสงขอมลหาภาครบนนอยในชวง 246 เมตร ถง 250 เมตร ในบรเวณพนททดสอบเดยวกน เมอภาคสงออกหางจากภาครบไกลกวา 250 เมตร ภาครบจะสงเสยงเตอน เนองจากภาครบไมไดรบขอมลจากภาคสง ซงจากการทดสอบพบวาสาเหตทท าใหการสงขอมลถกลดทอน หรอขาดหายไปนน เกดจากสงกดขวาง สภาพแวดลอม เชน ก าแพง ตนไม อาคาร รถยนต ฯลฯ ซงระยะทภาคสงไมสามารถสงขอมลหาภาครบไดนนขนกบปจจยสงกดขวาง และสภาพแวดลอมทแตกตางกนในแตละพนท ดงการทดสอบทผจดท าไดท าการทดสอบไวขางตน

 

 

 

 

 

 

 

 

67

บทท 4

ขอสรปของโครงงาน

4.1 บทน า

เนอหาในบทนเปนการกลาวถงบทสรปของโครงงานชดอปกรณปองกนการโจรกรรมรถยนตดวยเสยงและขอความ ซงเนอหาในบทนแบงออกเปนหวขอยอยดงน 4.1 บทน า 4.2 ปญหาทพบในขณะการท างานของอปกรณและวธการแกไข 4.3 ขอเสนอแนะ 4.4 แนวทางในการพฒนา 4.5 บทสรปของโครงงาน

4.2 ปญหาทพบในขณะการท างานของอปกรณและวธการแกไข

ในการท าโครงงานชดอปกรณการปองกนการโจรกรรมรถยนตดวยเสยงและขอความนน พบวาปญหาตางๆทเกดขนทงหมดทางผจดท าโครงงานไดรวบรวมปญหาและวธการแกไข ซงแสดงไวดงตาราง 4.1 ดงตอไปน

ตารางท 4.1 ปญหาทเกดขนในขณะการท างานและวธการแกไข

ปญหาทพบในขณะด าเนนงาน วธการแกไข 1. บอรดเกดความรอนเนองจากการใชงานเปนเวลานานตดตอกน

มชองระบายอากาศของกลองอปกรณภาคสงและภาครบ ตดตงอปกรณไวในบรเวณททมอากาศถายเทไมรอน

2. อปกรณไมสามารถสงขอความแจงเตอนมายงผใชได

หากไมไดใชงานเปนประจ าตองตรวจสอบการระงบการใชงานของซมการดและผใชควรท าการเชคยอดเงนคงเหลอใหสามารถใชงานไดอยางสม าเสมอ

 

 

 

 

 

 

 

 

68

4.3 ขอเสนอแนะ

1. การเลอกใชงานอปกรณซกบควรเลอกซกบทมคณสมบตทเหมาะกบการใชงาน รวมทงสายอากาศทมหลายประเภทกควรเลอกใหมขนาดเหมาะสมกบงาน 2. การใชงานบอรด Arduino ผใชควรศกษาเกยวกบโคดค าสงทใชควบคมการท างานของบอรด Arduino ใหเขาใจอยางละเอยด 3. การเลอกใชงาน GSM Module ควรเลอกรนทมคณสมบตเหมาะสมตรงกบทตองการจะใชงาน

4.4 แนวทางในการพฒนา

เนองจากตวอปกรณตนแบบนมการแจงเตอนดวยเสยงและขอความเทานน ในอนาคตอาจเพมการบอกต าแหนงไวในภาคสงโดยใช GPS เพอบอกต าแหนงของรถยนตทถกโจรกรรมใหแกเจาของรถหรอผใชงานใหรบทราบถงต าแหนงของรถทสญหาย และการตอแบตเตอรใหกบอปกรณภาครบเนองจากอปกรณภาครบไมมแบตเตอรส ารองส าหรบจายไฟในกรณทเกดไฟฟาภายในอาคารหรอหอพกขดของ ทงนอปกรณตนแบบนสามารถน าไปปรบใชงานกบรถจกรยานยนตและรถยนตทกประเภท

4.5 บทสรปของโครงงาน

โครงงานชดอปกรณปองกนการโจรกรรมรถยนตดวยเสยงและขอความ ไดจดท าชดอปกรณตนแบบทสามารถใชงานไดจรง และใชงานไดตามวตถประสงค โดยจากการท าโครงงานและท าการทดลองพบวา สภาพอากาศความเรวในการเคลอนทของรถยนตไมมผลตอการรบสงสญญาณ สงทมผลคอสภาพแวดลอมบรเวณพนททใชงาน และจดตดตงชดอปกรณ บางพนททท าการทดลองนนมสงกดขวางบางพนทเปนบรเวณพนทโลง ซงท าใหไดคาระยะทางทอปกรณภาคสงกบอปกรณภาครบขาดการตดตอกนนนแตกตางกน เนองจากมสงกดขวาง ก าแพง ตนไม อาคาร มาบดบงท าใหสญญาณนนเกดการถกลดทอนลงไป ท าใหระยะทางทขาดการตดตอของสญญาณในบรเวณทมสงกดขวางนนมระยะทางสนกวาพนทโลง ซงไดแสดงไวในตารางผลการทดลอง และการตดต งอปกรณภาครบไวภายในตวอาคารซงมผนงหองหรอก าแพงมาบดบงในการรบสญญาณและสงสญญาณกจะท าใหไดระยะทางทขาดการตดตอนนสนกวาการตดตงไวภายนอกอาคารซงไดแสดงไวในผลการทดลองเชนกน ซงปจจยทกลาวมานมผลตอการรบสญญาณและการสงสญญาณ เพราะเม อสญญาณเกดขาดการตดตออปกรณภาครบจะท าการแจงเตอนทนท

 

 

 

 

 

 

 

 

69

เอกสารอางอง

[1] ส านกคอมพวเตอร มหาวทยาลยมหาสารคาม. 2558. โครงสรางของเครอขาย. (ออนไลน).

แหลงทมา : http://tutor.msu.ac.th/blog/network-topology. 21 สงหาคม 2558

[2] บรษท วนส ซพพลาย จ ากด. 2558. Zigbee and Xbee BASIC ตอน Zigbee คออะไร.

(ออนไลน). แหลงทมา : http://www.thaieasyelec.com/article-wiki/basic-

electronics/what-is-zigbee.html. 21 สงหาคม 2558

[3] 322462 Internetworking ICT KKU. 2558. หลกการท างาน zigbee. (ออนไลน). แหลงทมา :

https://sites.google.com/site/322462wirelesspan/wireless-personal-area-

network/thekhnoloyi-thi-keiywkhxng-kab-wireless-pan/zigbee. 21 สงหาคม 2558

[4] Shanghai Shuncom Electronic Technology Co.,Ltd. 2558. The user manual for the

series of SZ05 ZigBee Embedded Module. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.tato.ind.br/files/SZ05%20product%20manual.pdf. 22 สงหาคม

2558

[5] Arduino All. 2558. GSM Module SIM800L. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.arduinoall.com/product/561/sim800l. 22 สงหาคม 2558

[6] HS1AR. 2558. สายอากาศคออะไร. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.hs1ar.com/board/index.php?topic=4259.0;wap2. 22 สงหาคม 2558

[7] ภาควชาฟสกส คณะวทยศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล. 2558. ลกษณะการ

แพรกระจายของคลนวทย. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.neutron.rmutphysics.com/physicsboard/forum/index.php?topic=6

51.0. 23 สงหาคม 2558

[8] บอย วระ. 2558. พารามเตอรของสายอากาศ. (ออนไลน). แหลงทมา :

https://www.academia.edu/11626486/2.1. 23 สงหาคม 2558

[9] นายปารเมศ คมพลาย. 2558. สายอากาศโมโนโพล. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://monopoleth.blogspot.com 23 สงหาคม 2558

 

 

 

 

 

 

 

 

70

[10] Maker Zoo Co.,Ltd. 2558. Arduino UNO R3. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.makerzoo.me/store/arduino-uno-r3. 23 สงหาคม 2558

[11] บรษท วนส ซพพลาย จ ากด. 2558. Arduino Mega 2560. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino/official-

boards-made-in-italy/arduino-mega-2560-detail.html. 24 สงหาคม 2558

[12] Arduitronics. 2558. Software Arduino Environment. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.arduitronics.com/article. 24 สงหาคม 2558

[13] วเศษ ศกดสร. 2558. การสญเสยพลงงานของคลนในอากาศ. (ออนไลน). แหลงทมา :

http://www.it.kmutnb.ac.th/journal/pdf/vol3/ch3-10.pdf. 24 สงหาคม 2558

[14] บณฑต โรจนอารยานนท. (2539). วศวกรรมไมโครเวฟ. สถานทพมพ: ส านกพมพจฬาลงกรณ

มหาวทยาลย.

 

 

 

 

 

 

 

 

71

ประวตผเขยน

นายธนโชค ศรสวรรณ เกดเมอวนศกรท 17 กนยายน พ.ศ.2536

ภมล าเนาอยท ต าบลหนองหญาไซ อ าเภอหนองหญาไซ จงหวดสพรรณบร

ส าเรจการศกษาระดบมธยมศกษาจากโรงเรยนกรรณสตศกษาลย อ าเภอ

เมอง จงหวดสพรรณบร เมอป พ.ศ.2554 ปจบนเปนนกศกษาชนปท 4

สาขาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลย

เทคโนโลยสรนาร โทร 09-1408-0348

นางสาวณฎฐนรย ค าจนทร เกดเมอวนพธท 4 สงหาคม พ.ศ.2536

ภมล าเนาอยท ต าบลในเมอง อ าเภอเมอง จงหวดขอนแกน ส าเรจการศก

ษาระดบมธยมศกษาจากโรงเรยนกลยาณวตร อ าเภอเมอง จงหวดขอนแกน

เมอป พ.ศ.2554 ปจจบนเปนนกศกษาชนปท 4 สาขาวศวกรรม

โทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

โทร 08-7435-2304

นายศภฤกษ ทองขาว เกดเมอวนพฤหสบดท 19 สงหาคม พ.ศ.

2536 ภมล าเนาอยท ต าบลในเมอง อ าเภอเมอง จงหวดนครราชสมา

ส าเรจการศกษาระดบมธยมศกษาจากโรงเรยนราชสมาวทยาลย อ าเภอ

เมอง จงหวดนครราชสมา เมอป พ.ศ.2554 ปจจบนเปนนกศกษาชนปท 4

สาขาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลย

เทคโนโลยสรนาร โทร 09-8104-8865