รีวิว SenseCAP K1100 : Sensor Prototype ด้วย LoRaWAN และ AI (Episode I)

ในยุคดิจิทัลที่ IoT และ Big data เป็นที่แพร่หลายมากขึ้น จำเป็นต้องมีการรวบรวมข้อมูลจำนวนมากผ่านเซ็นเซอร์ เพื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล ผลิตภัณฑ์ SenseCAP K1100 ของ SeeedStudio มาพร้อมกับเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ที่จำเป็นทั้งหมด รวมถึง Wio Terminal, AI Vision Sensor และโมดูล LoRaWAN ด้วยชุดเครื่องมือ Plug-and-Play นี้ เราสามารถเพิ่ม AI ลงในอุปกรณ์ Edge ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างเซ็นเซอร์ DIY สำหรับการรวบรวมข้อมูล และแก้ปัญหาความท้าทายในโลกแห่งความเป็นจริงได้

IoT : Internet of Things “อินเตอร์เน็ตในทุกสิ่ง” หมายถึง การที่อุปกรณ์ต่างๆ ได้ถูกเชื่อมโยงทุกสิ่งทุกอย่างสู่โลกอินเตอร์เน็ต ทำให้เราสามารถสั่งการควบคุมการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ ผ่านทางเครือข่ายอินเตอร์เน็ต เช่น การเปิด-ปิด อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า รถยนต์ โทรศัพท์มือถือ เครื่องมือสื่อสาร เครื่องมือทางการเกษตร อาคาร บ้านเรือน เครื่องใช้ในชีวิตประจำวันต่างๆ

LoRaWAN : Long Range Wide Area Network ซึ่งเป็นเทคโนโลยีสัญญาณวิทยุที่อาศัยโปรโตคอล LoRa ที่ออกแบบมาเพื่อรองรับ การเชื่อมต่ออุปกรณ์แบบใช้พลังงานต่ำ และสื่อสารข้อมูลในระยะไกลข้ามเน็ตเวิร์ค กำลังเป็นที่นิยมมากในกลุ่มนักพัฒนา IoT เช่น การเชื่อมต่ออุปกรณ์อัจฉริยะต่างๆ

SenseCAP K1100 : The Sensor Prototype Kit with LoRaWAN and AI เป็นผลิตภัณ์ของ SeeedStudio รูปทรงค่อนข้างกระทัดรัดอยู่ใน Case พร้อมใช้งาน สำหรับนักพัฒนา ทดลองสร้างเป็นอุปกรณ์ต้นแบบ โดยปกติผลิตภัณฑ์ Wio Terminal จะรองรับการสื่อสารไร้สายแบบ Wi-Fi และ Bluetooth เท่านั้น แต่..เมื่อนำ Grove LoRa-E5 Module มาต่อเชื่อมร่วมด้วย ก็จะทำให้ Wio Terminal สามารถสื่อสารข้อมูลไร้สายแบบ LoRaWAN ได้ไกลมากขึ้นเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร ในขณะที่ใช้พลังงานต่ำ ในการรีวิวครั้งนี้จึงมุ่งเน้นไปที่ การประยุกต์ใช้งานเซ็นเซอร์ร่วมกับระบบ LoRaWAN เป็นหลัก

SenseCAP K1100 ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ดังนี้

Wio Terminal

สเปคของ Wio Terminal

MCU – ATSAMD51P19 ARM Cortex-M4F ทำงานที่ 120 MHz
Wi-Fi & Bluetooth – Realtek RTL8720DN ใช้งานได้ 2 ความถี่คือ 2.4 GHz และ 5 GHz
GPIO – 40 pin ตำแหน่งขาแบบเดียวกับ Raspberry Pi
Sensor on board
- 3-axis digital accelerometer (LIS3DHTR)
- Light sensor
- Microphone & buzzer
- IR emitter
LCD Screen 2.4 นิ้ว
TinyML (AI and Machine Learning)

LoRa-E5 Module : Chip STM32WLE5JC รับส่งข้อมูลไร้สายตามมาตราฐาน LoRa กำลังขยาย RF 20.8 dBm รองรับย่านความถี่ EU868 / US915 / AU915 / AS923 / KR920
SHT40 Module : เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ (Temperature and Humidity Sensor)
SGP30 Module : เซนเซอร์วัดคุณภาพอากาศ (VOC and และeCO2 Gas Sensor)
Soil Moisture Module : เซนเซอร์วัดความชื้นในดิน
Vision AI Module : ภาพเซนเซอร์กล้องถ่ายและวิดีโอ

หลักการทำงานของเซนเซอร์ SenseCAP K1100

เซนเซอร์วัดแสง : ใช้โฟโตอิเล็กทริกเป็นองค์ประกอบการตรวจจับ จะแปลงการเปลี่ยนแปลงของแสงที่วัดได้ เป็นการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณไฟฟ้า

เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ : ใช้วิธีเทอร์โมคัปเปิล ประกอบด้วยลวดโลหะ 2 ประเภทที่มีวัสดุต่างกัน ปลายด้านหนึ่งของสายไฟสองเส้นเชื่อมเข้าด้วยกัน เมื่ออุณหภูมิของปลายทำงานและปลายอิสระแตกต่างกัน ศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกจะปรากฏการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่สามารถรับรู้ได้
เซนเซอร์วัดความชื้นสัมพัทธ์ : วัดโดยใช้ฟิล์มโพลีเอมีนหรืออะซิเตทโพลีเมอร์ เมื่อฟิล์มดูดซับหรือสูญเสียน้ำ มันจะเปลี่ยนค่าคงที่ไดอิเล็กตริกระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง ซึ่งจะทำให้ความจุของตัวเก็บประจุเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงในความจุสามารถบันทึกและแปลงโดยใช้วงจรการวัดภายนอก

การทดสอบ SenseCAP K1100

วัสดุที่ต้องเตรียม

Wio Terminal
USB Type-C cable
LoRa-E5 Module
SHT40 Module
Computer
LoRaWAN Gateway
LoRaWAN Cloud Platform

การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์

เรามาทดลองใช้งาน SenseCAP K1100 กัน โดยต่อวจรเซนเซอร์ SHT40 Module เพื่อวัดค่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ + อ่านค่าเซนเซอร์แสงและเสียงจากไมค์โครโฟนจาก Wio Terminal และต่อบอร์ด LoRa-E5 Module เพื่อส่งค่าจากเซนเซอร์ต่างๆ ในรูปแบบไร้สายไปยัง LoRaWAN Gateway

ในส่วน Gateway เราใช้ LoRaWAN Multi-Channel Gateway ยี่ห้อ Dragino รุ่น LG308-AS923-TH-EC25 รองรับการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต SIM 4G

การติดตั้งซอฟต์แวร์

ดาวน์โหลด Arduino IDE
เพิ่มบอร์ด Wio Terminal: Arduino menu File -> Preferences คัดลอก https://files.seeedstudio.com/arduino/package_seeeduino_boards_index.json ไปวางไว้ที่ช่อง Additional Boards Manager URLs:
Click on Tools -> Board -> Board Manager และค้นหาคำว่า Wio Terminal
Tools -> Board -> เลือกบอร์ด Seeeduino Wio Terminal
เพิ่ม Library Source Code สำหรับเซ็นเซอร์ SHT40 (วัดอุณหภูมิและความชื้น) โดยดาวน์โหลดไฟล์ arduino-i2c-sht4x.zip
sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library -> เลือก arduino-i2c-sht4x
เพิ่ม Library Source Code สำหรับบอร์ด LoRa-E5 Module โดยดาวน์โหลดไฟล์ Disk91_LoRaE5.zip
Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library -> เลือก Disk91_LoRaE5
เพิ่ม Library Source Code สำหรับจอภาพ LCD Wio Terminal โดยดาวน์โหลดไฟล์ Seeed_Arduino_LCD.zip ไ
sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library -> เลือก Seeed_Arduino_LCD
เปิดโค้ดโปรแกรม LoRa-SHT40-TFT.ino

// LoRaWAN + SHT40 + Light + Microphone + TFT LCD
// by.. Ninephon kongangkab <ninephon9@gmail.com>

#include <SoftwareSerial.h>
#include <Arduino.h>
#include <SensirionI2CSht4x.h>   //SHT40 library
#include <Wire.h>
#include "TFT_eSPI.h"  //TFT LCD library

TFT_eSPI tft;  //Initializing TFT LCD
TFT_eSprite spr = TFT_eSprite(&tft);  //Initializing buffer

SoftwareSerial mySerial(A0, A1); // RX, TX

SensirionI2CSht4x sht4x;

static char recv_buf[512];
static bool is_exist = false;
static bool is_join = false;

static int at_send_check_response(char *p_ack, int timeout_ms, char *p_cmd, ...)
{
  int ch;
  int num = 0;
  int index = 0;
  int startMillis = 0;
  va_list args;
  memset(recv_buf, 0, sizeof(recv_buf));
  va_start(args, p_cmd);
  mySerial.printf(p_cmd, args);
  Serial.printf(p_cmd, args);
  va_end(args);
  delay(200);
  startMillis = millis();

  if (p_ack == NULL)
  {
    return 0;
  }

  do
  {
    while (mySerial.available() > 0)
    {
      ch = mySerial.read();
      recv_buf[index++] = ch;
      Serial.print((char)ch);
      delay(2);
    }

    if (strstr(recv_buf, p_ack) != NULL)
    {
      return 1;
    }

  } while (millis() - startMillis < timeout_ms);
  return 0;
}

static void recv_prase(char *p_msg)
{
  if (p_msg == NULL)
  {
    return;
  }
  char *p_start = NULL;
  int data = 0;
  int rssi = 0;
  int snr = 0;

  p_start = strstr(p_msg, "RX");
  if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RX: \"%d\"\r\n", &data)))
  {
    Serial.println(data);
  }

  p_start = strstr(p_msg, "RSSI");
  if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RSSI %d,", &rssi)))
  {
    Serial.println(rssi);
  }

  p_start = strstr(p_msg, "SNR");
  if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "SNR %d", &snr)))
  {
    Serial.println(snr);
  }
}

void setup(void)
{
  Serial.begin(115200);
  mySerial.begin(9600);

  Wire.begin();

  tft.begin();  //Start TFT LCD
  tft.setRotation(3);  //Set TFT LCD rotation
  spr.createSprite(TFT_HEIGHT, TFT_WIDTH); //Create buffer

  pinMode(WIO_LIGHT, INPUT);  //Set light sensor pin as INPUT
  pinMode(WIO_MIC, INPUT);  //Set Microphone sensor pin as INPUT

  uint16_t error;
  char errorMessage[256];

  sht4x.begin(Wire);

  uint32_t serialNumber;
  error = sht4x.serialNumber(serialNumber);
  delay(5000);
  if (error) {
    Serial.print("Error trying to execute serialNumber(): ");
    errorToString(error, errorMessage, 256);
    Serial.println(errorMessage);
  } else {
    Serial.print("Serial Number: ");
    Serial.println(serialNumber);
  }

  Serial.print("E5 LORAWAN TEST\r\n");

  if (at_send_check_response("+AT: OK", 100, "AT\r\n"))
  {
    is_exist = true;
    at_send_check_response("+ID: DevEui", 1000, "AT+ID=DevEui,\"xxxxxxxxxxxxxxxx\"\r\n");
    at_send_check_response("+ID: AppEui", 1000, "AT+ID=AppEui,\"xxxxxxxxxxxxxxxx\"\r\n");
    at_send_check_response("+MODE: LWOTAA", 1000, "AT+MODE=LWOTAA\r\n");
    at_send_check_response("+DR: AS923", 1000, "AT+DR=AS923\r\n");
    at_send_check_response("+CH: NUM", 1000, "AT+CH=NUM,0-2\r\n");
    at_send_check_response("+KEY: APPKEY", 1000, "AT+KEY=APPKEY,\"xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx\"\r\n");
    at_send_check_response("+CLASS: A", 1000, "AT+CLASS=A\r\n");
    at_send_check_response("+PORT: 8", 1000, "AT+PORT=8\r\n");
    delay(200);
    is_join = true;
  }
  else
  {
    is_exist = false;
    Serial.print("No E5 module found.\r\n");
  }
}

void loop(void) {
  uint16_t error;
  float temperature, humidity;
  int int_temp, int_humi;
  error = sht4x.measureHighPrecision(temperature, humidity);
  int_temp = temperature * 100;
  int_humi = humidity * 100;
  int light = analogRead(WIO_LIGHT);   //Assign variable to store light sensor values
  int mic = (analogRead(WIO_MIC))/10;   //Assign variable to store microphone sensor values

  //Setting the title header
  spr.fillSprite(TFT_WHITE);  //Fill background with white color
  spr.fillRect(0, 0, 320, 50, TFT_DARKGREEN); //Rectangle fill with dark green
  spr.setTextColor(TFT_WHITE);  //Setting text color
  spr.setTextSize(3);  //Setting text size
  spr.drawString("CNX Software", 50, 15); //Drawing a text string
  spr.drawFastVLine(150, 50, 190, TFT_DARKGREEN); //Drawing verticle line
  spr.drawFastHLine(0, 140, 320, TFT_DARKGREEN); //Drawing horizontal line

  //Setting Temperature
  spr.setTextColor(TFT_BLACK);
  spr.setTextSize(2);
  spr.drawString("Temperature", 10, 65);
  spr.setTextSize(3);
  spr.drawNumber(temperature, 50, 95); //Display Temperature values
  spr.drawString("C", 90, 95);

  //Setting Humidity
  spr.setTextSize(2);
  spr.drawString("Humidity", 25, 160);
  spr.setTextSize(3);
  spr.drawNumber(humidity, 30, 190); //Display Humidity values
  spr.drawString("%RH", 70, 190);

  //Setting Microphone
  spr.setTextSize(2);
  spr.drawString("Microphone", 180, 65);
  spr.setTextSize(3);
  spr.drawNumber(mic, 205, 95); //Display microphone values
  spr.drawString("dB", 245, 95);

  //Setting light
  spr.setTextSize(2);
  spr.drawString("Light", 200, 160);
  spr.setTextSize(3);
  light = map(light, 0, 1023, 0, 100); //Map sensor values
  spr.drawNumber(light, 205, 190); //Display sensor values as percentage
  spr.drawString("%", 245, 190);

  spr.pushSprite(0, 0); //Push to LCD
 
  if (is_exist) {
    int ret = 0;
    if (is_join) {
      ret = at_send_check_response("+JOIN: Network joined", 12000, "AT+JOIN\r\n");
      if (ret) {
        is_join = false;
      }
      else {
        Serial.println("");
        Serial.print("JOIN failed!\r\n\r\n");
        delay(5000);
      }
    }
    else {
      char cmd[128];
      sprintf(cmd, "AT+CMSGHEX=\"%04X %04X %04X %04X\"\r\n", int_temp, int_humi, light, mic);
      ret = at_send_check_response("Done", 10000, cmd);
      if (ret) {
        Serial.print("Temperature: ");  Serial.print(temperature);
        Serial.println();
        Serial.print("Humidity: ");  Serial.println(humidity);
        Serial.print("Light: "); Serial.println(light);
        Serial.print("Microphone: "); Serial.println(mic);
        recv_prase(recv_buf);
      }
      else {
        Serial.print("Send failed!\r\n\r\n");
      }
      delay(5000);
    }
  }
  else
  {
    delay(1000);
  }
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

220

221

222

223

224

225

226

227

228

229

230

// LoRaWAN + SHT40 + Light + Microphone + TFT LCD

// by.. Ninephon kongangkab <[email protected]>

#include <SoftwareSerial.h>

#include <Arduino.h>

#include <SensirionI2CSht4x.h> //SHT40 library

#include <Wire.h>

#include "TFT_eSPI.h" //TFT LCD library

TFT_eSPI tft; //Initializing TFT LCD

TFT_eSprite spr = TFT_eSprite(&tft); //Initializing buffer

SoftwareSerial mySerial(A0, A1); // RX, TX

SensirionI2CSht4x sht4x;

static char recv_buf[512];

static bool is_exist = false;

static bool is_join = false;

static int at_send_check_response(char *p_ack, int timeout_ms, char *p_cmd, ...)

{

int ch;

int num = 0;

int index = 0;

int startMillis = 0;

va_list args;

memset(recv_buf, 0, sizeof(recv_buf));

va_start(args, p_cmd);

mySerial.printf(p_cmd, args);

Serial.printf(p_cmd, args);

va_end(args);

delay(200);

startMillis = millis();

if (p_ack == NULL)

{

return 0;

}

{

while (mySerial.available() > 0)

{

ch = mySerial.read();

recv_buf[index++] = ch;

Serial.print((char)ch);

delay(2);

}

if (strstr(recv_buf, p_ack) != NULL)

{

return 1;

}

} while (millis() - startMillis < timeout_ms);

return 0;

}

static void recv_prase(char *p_msg)

{

if (p_msg == NULL)

{

return;

}

char *p_start = NULL;

int data = 0;

int rssi = 0;

int snr = 0;

p_start = strstr(p_msg, "RX");

if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RX: \"%d\"\r\n", &data)))

{

Serial.println(data);

}

p_start = strstr(p_msg, "RSSI");

if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RSSI %d,", &rssi)))

{

Serial.println(rssi);

}

p_start = strstr(p_msg, "SNR");

if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "SNR %d", &snr)))

{

Serial.println(snr);

}

void setup(void)

{

Serial.begin(115200);

mySerial.begin(9600);

Wire.begin();

tft.begin(); //Start TFT LCD

tft.setRotation(3); //Set TFT LCD rotation

spr.createSprite(TFT_HEIGHT, TFT_WIDTH); //Create buffer

pinMode(WIO_LIGHT, INPUT); //Set light sensor pin as INPUT

pinMode(WIO_MIC, INPUT); //Set Microphone sensor pin as INPUT

uint16_t error;

char errorMessage[256];

sht4x.begin(Wire);

uint32_t serialNumber;

error = sht4x.serialNumber(serialNumber);

delay(5000);

if (error) {

Serial.print("Error trying to execute serialNumber(): ");

errorToString(error, errorMessage, 256);

Serial.println(errorMessage);

} else {

Serial.print("Serial Number: ");

Serial.println(serialNumber);

}

Serial.print("E5 LORAWAN TEST\r\n");

if (at_send_check_response("+AT: OK", 100, "AT\r\n"))

{

is_exist = true;

at_send_check_response("+ID: DevEui", 1000, "AT+ID=DevEui,\"xxxxxxxxxxxxxxxx\"\r\n");

at_send_check_response("+ID: AppEui", 1000, "AT+ID=AppEui,\"xxxxxxxxxxxxxxxx\"\r\n");

at_send_check_response("+MODE: LWOTAA", 1000, "AT+MODE=LWOTAA\r\n");

at_send_check_response("+DR: AS923", 1000, "AT+DR=AS923\r\n");

at_send_check_response("+CH: NUM", 1000, "AT+CH=NUM,0-2\r\n");

at_send_check_response("+KEY: APPKEY", 1000, "AT+KEY=APPKEY,\"xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx\"\r\n");

at_send_check_response("+CLASS: A", 1000, "AT+CLASS=A\r\n");

at_send_check_response("+PORT: 8", 1000, "AT+PORT=8\r\n");

delay(200);

is_join = true;

}

else

{

is_exist = false;

Serial.print("No E5 module found.\r\n");

}

void loop(void) {

uint16_t error;

float temperature, humidity;

int int_temp, int_humi;

error = sht4x.measureHighPrecision(temperature, humidity);

int_temp = temperature * 100;

int_humi = humidity * 100;

int light = analogRead(WIO_LIGHT); //Assign variable to store light sensor values

int mic = (analogRead(WIO_MIC))/10; //Assign variable to store microphone sensor values

//Setting the title header

spr.fillSprite(TFT_WHITE); //Fill background with white color

spr.fillRect(0, 0, 320, 50, TFT_DARKGREEN); //Rectangle fill with dark green

spr.setTextColor(TFT_WHITE); //Setting text color

spr.setTextSize(3); //Setting text size

spr.drawString("CNX Software", 50, 15); //Drawing a text string

spr.drawFastVLine(150, 50, 190, TFT_DARKGREEN); //Drawing verticle line

spr.drawFastHLine(0, 140, 320, TFT_DARKGREEN); //Drawing horizontal line

//Setting Temperature

spr.setTextColor(TFT_BLACK);

spr.setTextSize(2);

spr.drawString("Temperature", 10, 65);

spr.setTextSize(3);

spr.drawNumber(temperature, 50, 95); //Display Temperature values

spr.drawString("C", 90, 95);

//Setting Humidity

spr.setTextSize(2);

spr.drawString("Humidity", 25, 160);

spr.setTextSize(3);

spr.drawNumber(humidity, 30, 190); //Display Humidity values

spr.drawString("%RH", 70, 190);

//Setting Microphone

spr.setTextSize(2);

spr.drawString("Microphone", 180, 65);

spr.setTextSize(3);

spr.drawNumber(mic, 205, 95); //Display microphone values

spr.drawString("dB", 245, 95);

//Setting light

spr.setTextSize(2);

spr.drawString("Light", 200, 160);

spr.setTextSize(3);

light = map(light, 0, 1023, 0, 100); //Map sensor values

spr.drawNumber(light, 205, 190); //Display sensor values as percentage

spr.drawString("%", 245, 190);

spr.pushSprite(0, 0); //Push to LCD

if (is_exist) {

int ret = 0;

if (is_join) {

ret = at_send_check_response("+JOIN: Network joined", 12000, "AT+JOIN\r\n");

if (ret) {

is_join = false;

}

else {

Serial.println("");

Serial.print("JOIN failed!\r\n\r\n");

delay(5000);

}

else {

char cmd[128];

sprintf(cmd, "AT+CMSGHEX=\"%04X %04X %04X %04X\"\r\n", int_temp, int_humi, light, mic);

ret = at_send_check_response("Done", 10000, cmd);

if (ret) {

Serial.print("Temperature: "); Serial.print(temperature);

Serial.println();

Serial.print("Humidity: "); Serial.println(humidity);

Serial.print("Light: "); Serial.println(light);

Serial.print("Microphone: "); Serial.println(mic);

recv_prase(recv_buf);

}

else {

Serial.print("Send failed!\r\n\r\n");

}

delay(5000);

}

else

{

delay(1000);

}

แก้ไขโปรแกรม เพื่อกำหนดข้อมูลที่จำเป็นสำหรับบอร์ด LoRaWAN ดังนี้
- หมายเลข DevEUI จำนวน 8 byte
- หมายเลข AppEUI จำนวน 8 byte
- หมายเลข APPKEY จำนวน 16 byte
- กำหนดการเชื่อมต่อเป็นแบบ OTAA
- กำหนดย่านความถี่ใช้งานสำหรับประเทศไทย คือ AS923
Upload โปรแกรมลงไปที่บอร์ด Wio Terminal ซึ่งข้อดีของบอร์ดนี้คือ จะเข้าสู่โหมด Bootloader โดยอัตโนมัติ เราไม่ต้องกดปุ่มใดๆ บนบอร์ดนี้เลย

เปิดโปรแกรม Serial Monitor แสดงผลการเชื่อมต่อ LoRaWAN Module กับ LoRaWAN Gateway หากทำการ Join กันได้สำเร็จ ก็จะแสดงค่าจากเซ็นเซอร์ Temperature = 25.46 องศา , Humidity = 58.39 % , Light = 7 % และ Microphone = 55 dB

แสดงผลที่หน้าจอภาพ TFT LCD ของบอร์ด Wio Terminal

หลังจากที่บอร์ด Wio Terminal อ่านค่าจากเซนเซอร์ จะได้รับการเข้ารหัสแบบ BASE64 (ซึ่งจะแทนที่ข้อมูลด้วยตัวอักษร 64 ตัว) ข้อมูลเซนเซอร์และข้อมูลมาตราฐาน LoRa จะถูกเข้ารหัสอีกครั้งในรูปแบบของ AES-128 (Advanced Encryption Standard) และส่งข้อมูลแบบไร้สายออกมาทางบอร์ด LoRa-E5 Module ซึ่งหากอยู่ในรัศมีที่ LoRaWAN Gateway สามารถรับสัญญาณได้ ก็จะส่งต่อไปให้ LoRaWAN Network Server ต่อไป

ปัญหาในการรีวิว

ระหว่างการเขียนโค้ดและ Flash program ลงบอร์ด Wio Terminal ผ่านทาง Arduino IDE ก็เกิดปัญหา Uploading ค้างตลอด เป็นเพราะพอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์มองไม่เห็นตัวบอร์ด Wio Terminal ดังรูป

ถึงแม้ผู้รีวิวจะทำการจะทำการ Reset บอร์ด และเข้า Bootloader ด้วยวิธีทาง Manual หลายครั้งแล้วก็ตาม ก็ไม่เป็นผลแต่อย่างใด ทำให้การรีวิวต้องหยุดชะงัก ดำเนินการต่อไปไม่ได้ดังรูป

หลังจากนั้นจึงติดต่อไปยังทีมงาน Technical support ของทาง SeeedStudio ได้ให้คำแนะนำกลับมา ซึ่งก็เหมือนกับวิธีที่ได้ทำมาก่อนหน้านี้ แต่ครั้งนี้ ผู้รีวิว กลับมาสะดุดกับคำเน้นๆ ที่ว่า “twice very quickly” ที่ผ่านมาเราก็กดปุ่ม 2 ครั้ง เร็วแล้วนะ หรือว่าเรายังเร็วไม่เพียงพอ จึงได้นำบอร์ด Wio Terminal มาทดลองใหม่อีกครั้ง (เป็นครั้งที่เท่าไรแล้วก็ไม่รู้ เพราะไม่เคยได้นับ) แต่..คราวนี้เน้นกดแบบรัวๆ เลย ปรากฎว่าคอมพิวเตอร์มองเห็นพอร์ต USB แล้ว จึงดำเนินการต่อ Sensor และ Flash program Uploading 100% ได้เป็นปกติเฉยเลย สรุปก็คือหากบอร์ดมีอาการแฮ้งค์ค้าง จะต้องทำการ Reset โดยการเข้าสู่โหมด Bootloader ด้วยมือ ปัญหาก็คือ เราจะทราบได้อย่างไรว่า ขณะนี้เราเข้าสู่โหมดดังกล่าวแล้ว เนื่องจากไม่มีอะไรแสดงให้เรารู้นั่นเอง เรื่องนี้สอนให้รู้ว่า “ความไวเป็นเรื่องของปีศาจ”

Private LoRaWAN IoT On-Premise Platform

เป็น IoT Platform ที่ผู้รีวิวติดตั้งขึ้นมาใช้งานเป็นการส่วนตัว เพื่อความสะดวกในการบริหารจัดการระบบ LoRaWAN ได้อย่างเบ็ดเสร็จ ประกอบด้วยซอฟท์แวร์ต่างๆ ที่จำเป็นในการใช้งาน ซึ่งอยู่ในรูปแบบของ Open Source ทั้งหมดดังนี้

ChirpStack: LoRaWAN Network and Application Server ทำการลงทะเบียนหมายเลขอุปกรณ์ LoRaWAN IoT และถอดรหัสข้อมูลที่ได้รับในรูปแบบ AES128 และมีตัวกลาง MQTT broker (Message Queuing Telemetry Transport) โดยทำหน้าที่เป็นผู้ส่ง (publish)

Node-RED : เป็นเครื่องมือพัฒนาแบบโฟลว์สำหรับการเขียนโปรแกรม โดยเป็นผู้รับ (subscribe) มาจาก ChirpStack ผ่านโปรโตคอล MQTT และนำข้อมูลจาก payload มาถอดรหัสตามรูปแบบ BASE64 ก็จะได้ข้อมูลที่ส่งมาจากเซนเซอร์ นำไปเก็บไว้ที่ InfluxDB และตรวจสอบกำหนดค่าแจ้งเตือนไปที่ LINE Notify Application

InfluxDB : Time Series Database ใช้เก็บข้อมูลที่มาจากเซนเซอร์และข้อมูลที่มาจาก LoRaWAN Gateway ไว้ในฐานข้อมูล โดยเรียงตามอนุกรมของเวลาโดยอัตโนมัติ ทำให้เราสามารถนำข้อมูลไปวิเคราะห์ หรือดูย้อนหลังได้ตลอดเวลา

Grafana : Real Time Dashboard นำข้อมูลจากฐานข้อมูลมาแสดงผลในรูปแบบต่างๆ

LINE Notify : เมื่อเซนเซอร์มีค่าสูงหรือต่ำกว่าที่กำหนดไว้ LINE Application จะแจ้งเตือนให้เราทราบผ่านทางระบบ LINE Notify เพียงครั้งเดียว แต่หาก Sensor มีค่าเปลี่ยนแปลงไปจากค่าตอนแรก ก็จกลับมาแจ้งเตือนอีกครั้งหนึ่ง นั่นหมายความว่า จะไม่มีการแจ้งเตือนกรณีที่มีค่าซ้ำๆ เดิม

SenseCAP K1100 เหมาะกับใคร?

สำหรับนักเรียน, นักศึกษา, นักทดลอง (maker) ที่สนใจชื่นชอบการประกอบวงจรตรวจวัดต่างๆ (Sensor) และเขียนโค๊ด (Coding) เพื่อพัฒนาสร้างเป็นอุปกรณ์ต้นแบบ (Prototype) หรือการทดสอบความเป็นไปได้ (PoC : Proof of Concept) ภายใต้การเชื่อมต่อแบบไร้สาย ตามคุณสมบัติมาตราฐานของ LoRaWAN โดยมีเซนเซอร์โมดูลให้เลือกใช้งานมากมาย https://www.seeedstudio.com/

ข้อเสนอแนะ

หากต้องการนำไปใช้งานจริง ควรเลือกใช้ Sensor ประเภท Industrial grade จะมีความเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมจริงและให้ความน่าเชื่อถือได้มากกว่า https://www.seeedstudio.com/iot_into_the_wild.html

การรีวิว Episode II จะเป็นการใช้ Grove Vision AI module ทำการ Train Model จับภาพใบหน้า ว่ามีความแม่นยำเพียงใด (Face detection)

ฉันต้องขอขอบคุณบริษัท SeeedStudio ที่ส่งชุดผลิตภัณฑ์ SenseCAP K1100 มาให้ฉันรีวิวในครั้งนี้ ชุดผลิตภัณฑ์ SenseCAP K1100 ราคา $99.00 หรือ ~3,500฿

อ่านต่อ รีวิว SenseCAP K1100: AI Vision พบกับ LoRaWAN (Episode II)

Ninephon Kongangkab

ผู้คลั่งไคล้เทคโนโลยีนวัตกรรมแห่งอนาคต Automation, PLC, DCS, SCADA, Robot Arm, Sensor, Embedded, Maker, IoT, LoRaWAN, Industry 4.0, Smart City, Smart Home, Smart Energy, Smart Environment, Smart Economy, Smart Precision Agriculture, Hi-Fi Audio/Visual, Home Cinema, RC Drone (Radio Control).