มาตรฐาน IoT สำหรับเกษตรอัจฉริยะ จุดเริ่มต้นขับเคลื่อนอุตสาหกรรมเกษตรดิจิทัล

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Standard-iot-smart-farm-1

บทความ | วลัยลักษณ์ คงพระจันทร์

ปัจจุบันอุปกรณ์ IoT ด้านการเกษตรมีการพัฒนาฟังก์ชัน การใช้งานที่ใกล้เคียงกัน แต่คุณภาพของอุปกรณ์ไม่เท่ากัน แน่นอนว่าผู้ใช้มักต้องการอุปกรณ์ที่ “ถูกและดี” แต่ส่วนใหญ่กลับใช้ได้ไม่ทนทาน เกิดการชำรุดเสียหายอย่างรวดเร็ว หรือยอมลงทุนจ่ายแพงกว่าซื้อสินค้านำเข้า ซึ่งฟังก์ชันการใช้งานบางอย่าง อาจจะไม่รองรับกับบริบทของประเทศไทย ส่งผลให้อุปกรณ์ IoT ด้านการเกษตรไม่ถูกใช้งานอย่างต่อเนื่อง เมื่อไม่มีผู้ใช้งาน ผู้ประกอบการก็ไม่สามารถขายสินค้าหรือบริการได้ ส่งผลต่อการขยายผลและการพัฒนาในอุตสาหกรรม หากปล่อยไว้ในอนาคตจะส่งผลต่อการพัฒนาความก้าวหน้าของเกษตรกรไทยอย่างยั่งยืน

เนคเทค สวทช. จึงร่วมกับพันธมิตรจัดทำร่างมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมอินเทอร์เน็ตสำหรับเกษตรอัจฉริยะขึ้น โดยได้จัดเวทีเสวนาเปิดตัวมาตรฐานฯ และแลกเปลี่ยนมุมมองการนำมาตรฐานฯ ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมเกษตรดิจิทัลขึ้น 

นำโดย ดร.พนิตา พงษ์ไพบูลย์ รองผู้อำนวยการเนคเทค สวทช. กล่าวเปิดตัวมาตรฐานและการเสวนา พร้อมด้วยผู้ทรงคุณวุฒิจากท้้งภาครัฐและเอกชน ได้แก่ คุณอัญชลี สุวจิตตานนท์ รองอธิบดีกรมส่งเสริมการเกษตร คุณณรัฐ รุจิรัตน์ ผู้อำนวยการสถาบันไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์  ดร.ปรีสาร รักวาทิน ผู้อำนวยการฝ่ายส่งเสริมการพัฒนาการเกษตรสมัยใหม่ DEPA ผศ.ดร.รวิภัทร ลาภเจริญสุข ผู้ช่วยคณบดี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง คุณนิติ เมฆหมอก นายกสมาคมไทยไอโอที คุณพิจักษ์ เพิ่มประเสริฐ วิศวกรอาวุโส งานวิศวกรรมซอฟต์แวร์และทดสอบผลิตภัณฑ์ เนคเทค สวทช. และคุณนริชพันธ์ เป็นผลดี ผู้ช่วยวิจัยอาวุโส ทีมวิจัยเทคโนโลยีเกษตรดิจิทัล เนคเทค สวทช. เมื่อวันที่ 25 มีนาคม 2565 ในรูปแบบออนไลน์

Standard-iot-smart-farm

มาตรฐาน IoT สำหรับเกษตรอัจฉริยะ

การจัดทำร่างมาตรฐานอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งสำหรับเกษตรอัจฉริยะเกิดขึ้นจากปัญหาที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ IoT การเกษตรที่แม้ว่าปัจจุบันจะมีให้เลือกใช้อย่างหลากหลาย แต่เกษตรกรก็ยังต้องพบกับอุปกรณ์ที่ไม่ได้คุณภาพ แม้ยอมลงทุนในราคาสูงกว่าปกติเลือกใช้อุปกรณ์นำเข้า ก็ยังต้องรับภาระในการปรับฟังก์ชันอุปกรณ์ให้เข้ากับบริบทของไทย 

ดร.พนิตา พงษ์ไพบูลย์ รองผู้อำนวยการเนคเทค สวทช. กล่าวว่า “เมื่อเกษตรกรได้รับประสบการณ์ที่ไม่ดีในการใช้งาน เทคโนโลยีก็ไม่ถูกใช้งานอย่างต่อเนื่อง เมื่อไม่มีผู้ใช้งาน ก็ไม่สามารถขายสินค้าและบริการได้ ส่งผลกระทบต่อการขยายผลและพัฒนาอุตสาหกรรม หากไม่ได้รับการแก้ไขก็จะส่งผลต่อความก้าวหน้าของภาคเกษตรไทยในอนาคต” 

ดังนั้น มาตรฐาน IoT สำหรับเกษตรอัจฉริยะ จึงเป็นกรอบในการกำหนดว่าอุปกรณ์ IoT ที่มีคุณภาพนั้นควรมีคุณลักษณะหรือคุณสมบัติอย่างไร คุณพิจักษ์ เพิ่มประเสริฐ วิศวกรอาวุโส งานวิศวกรรมซอฟต์แวร์และทดสอบผลิตภัณฑ์ เนคเทค สวทช. อธิบายว่า อนุกรมมาตรฐาน IoT สำหรับเกษตรอัจฉริยะ ประกอบไปด้วย 3 ส่วน ได้แก่ 

เล่มที่ 1 ข้อกำหนดทั่วไป 

มาตรฐานนี้แสดงข้อกำหนดทั่วไปสำหรับระบบ IoT สำหรับเกษตรอัจฉริยะ ครอบคลุม อุปกรณ์อัจฉริยะ ( smart devices) เซนเซอร์  (sensor) อุปกรณ์ดำเนินงาน ( actuator) และแอปพลิเคชันต่าง ๆ ที่ ประกอบรวมกันเป็นระบบ IoT ที่ใช้กำลังไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟแรงดันไม่เกิน 600 โวลต์ ติดตั้งใช้งานภายในอาคาร กลางแจ้ง ตามสภาพแวดล้อมสภาพภูมิอากาศของไทย

Standard-iot-smart-farm

ข้อกำหนดทั่วไป ประกอบด้วย

ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย: ความปลอดภัยของอุปกรณ์สำหรับผู้ใช้งานและผู้ให้บริการ ทั้งอันตรายจากไฟฟ้า ความร้อน ไฟไหม้ การแผ่รังสี สารพิษ เป็นต้น ความปลอดภัยในการติดตั้งอุปกรณ์ รวมถึงความปลอดภัยของระบบอื่น ๆ ที่ใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ เช่น ระบบโซลาร์เซลล์

ข้อกำหนดด้านความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Interference: EMI): การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะต้องไม่รบกวนการทำงานของบริภัณฑ์ที่อยู่บริเวณใกล้เคียง และทนทานต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากภายนอก

ลักษณะทางกายภาพที่แนะนำ: ลักษณะของอุปกรณ์ IoT ที่ดี สามารถใช้งานร่วมกันได้เนี่ยควรมีลักษณะอย่างไร เช่น เครื่องหมายและฉลาก เต้ารับและเต้าเสียบ ตัวเชื่อมต่อ ระดับชั้นการป้องกันของเปลือกหุ้มบริภัณฑ์ไฟฟ้า (IP Protection) ที่เป็นการป้องกันฝุ่นและน้ำ เป็นต้น

ข้อกำหนดด้านความเชื่อถือได้: ประกอบไปด้วย ระยะเวลาของความพร้อมใช้ ความมั่นคงปลอดภัยของข้อมูล ข้อมูลเพียงพอต่อการใช้งาน ความน่าเชื่อถือในการทำงานภายใต้สภาพแวดล้อมทางด้านการเกษตร และความสามารถในการคืนสภาพเมื่อเกิดความผิดพลาดขึ้น

ข้อกำหนดด้านการทำงานเชิงหน้าที่: การทดสอบว่าบริภัณฑ์สามารถทำงานได้ตามที่ออกแบบมาหรือไม่ ความสามารถในการวิเคราะห์ ตรวจสอบ และจัดการข้อมูล ความรวดเร็วในการรับ-ส่งข้อมูล รวมถึงการปรับเทียบเวลาของข้อมูลให้สามารถทำงานร่วมกันกับอุปกรณ์อื่นได้

ข้อกำหนดด้านความยั่งยืน: การบริหารความต่อเนื่องของธุรกิจและระบบคุณภาพที่เกี่ยวข้อง การออกแบบบริภัณฑ์ และกำหนดนโยบายที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อม สังคม และเศรษฐกิจ

เล่มที่ 2 ข้อกำหนดเฉพาะ ระบุคุณลักษณะเฉพาะที่ต้องการสำหรับตัวควบคุมที่นำมาใช้งานในเกษตรอัจฉริยะให้เป็นในแนวทางเดียวกัน นอกจากนี้ในเรื่องของความเชื่อถือได้จะมีการข้อกำหนดเพิ่มเติม เรื่องการทนทานต่อการแผ่รังสีอาทิตย์สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้งานกลางแจ้ง หรือ ความทนทานต่อกรดเกลือในอากาศ สำหรับอุปกรณ์ควบคุมที่ไปใช้งานจังหวัดชายฝั่งทะเล รวมถึงข้อกำหนดด้านการทำงานเชิงหน้าที่ที่กล่าวถึงกรณีที่อุปกรณ์ควบคุมมีมากกว่า 1 ชุด จำเป็นต้องทดสอบอุปกรณ์ควบคุมทั้งหมด

เล่มที่ 3 ข้อมูล ให้รายละเอียด ข้อกำหนดพื้นฐานของชุดอิลิเมนต์ (Element Set) ที่ใช้ กำกับ ข้อมูลเ กษตรอัจฉริยะ (Smart Agriculture)

มาตรฐาน IoT ช่วยเพิ่มคุณภาพ ดันราคาเทคโนโลยีเกษตรอัจฉริยะ

ในมุมมองของกรมส่งเสริมการเกษตร ในฐานะหน่วยงานที่ทำงานใกล้ชิดกับเกษตรกร ส่งเสริมการถ่ายทอดความรู้เรื่องของการนำนวัตกรรมหรือเทคโนโลยีที่จะช่วยให้เกษตรกรลดต้นทุนการผลิต เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต 

โดยเรื่องของมาตรฐาน IoT สำหรับเกษตรอัจฉริยะนั้น คุณอัญชลี สุวจิตตานนท์ รองอธิบดีกรมส่งเสริมการเกษตร ให้ความเห็นว่า “การขับเคลื่อนเกษตรดิจิทัลให้ยั่งยืน นอกเหนือจากการเป็นสินค้าใหม่ที่มีมาตรฐานที่ดี ผ่านการรับรองโดยหน่วยงานที่เกี่ยวข้องแล้ว ‘ราคา’ ก็เป็นเรื่องสำคัญอันที่ต้องมองว่าเกษตรกรจะเข้าถึงเทคโนโลยีแบบนี้ได้อย่างไร”

ในประเด็นเรื่องราคานี้ ดร.ปรีสาร รักวาทิน ผู้อำนวยการฝ่ายส่งเสริมการพัฒนาการเกษตรสมัยใหม่ depa ให้ความเห็นว่า “การมีมาตรฐานเข้ามากำกับจะช่วยให้สินค้าและบริการด้านเทคโนโลยีเกษตรอัจฉริยะมีราคาสูงขึ้น”

แน่นอนว่าใคร ๆ ก็ต้องการใช้งานของถูกและดี แต่สำหรับเรื่องของเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทคโนโลนีการเกษตรนั้น เราควรมองหาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพ ตอบโจทย์การใช้งาน ทนทานต่อสภาพแวดล้อม ปลอดภัย ในราคาที่เหมาะสม ซึ่ง Depa ที่มีบทบาทในการส่งเสริมและสนับสนุนให้พี่น้องประชาชนผู้ประกอบการต่างๆสามารถเข้าถึงและเกิดการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีดิจิตอลในบทบาทของตัวเอง เพื่อลดต้นทุน เพิ่มรายได้ เพิ่มความปลอดภัย โดยมีการให้ทุนสนับสนุนให้เกษตรกรได้ทดลองใช้เทคโนโลยี ในมาตรการ Mini Vourcher ในอนาคตจะใช้มาตรฐานฯ นี้ เป็นเกณฑ์ให้กับผู้ประกอบการที่สมัครเป็น Digital Provider ใช้เป็นเกณฑ์มาตรฐานในการติดตั้งและให้บริการ เพื่อจะได้ทราบถึงคุณสมบัติที่เหมาะสมของเซนเซอร์ในการบริการให้กับเกษตรกรต่อไป

“มาตรฐานฯ จะเป็นเครื่องกำหนดให้เกิดการสร้างมาตรฐานให้กับอุปกรณ์และบริการ ทำให้เกษตรกรเกิดความไว้วางใจ ใช้งานอย่างต่อเนื่อง ทั้งเกษตรกร ผู้ผลิต นักพัฒนา ผู้ให้บริการ ได้ประโยชน์ร่วมกัน สามารถ Scale up ไปสู่ ‘อุตสาหกรรมเกษตรดิจิทัลที่ยั่งยืนได้’ ” ดร.ปรีสาร กล่าว 

มาตรฐาน IoT จุดประกายการพัฒนา สร้างการแข่งขันทางธุรกิจ

“การทำมาตรฐานฯ เป็นการเริ่มต้นจุดประกายให้เห็นว่าเราควรจะพัฒนาเทคโนโลยีไปทิศทางไหน” คุณนิติ เมฆหมอก นายกสมาคมไทยไอโอที กล่าวถึงมุมมองที่มีต่อมาตรฐานฯ เนื่องจากที่ผ่านไม่เคยมีมาตรฐานมาควบคุมก็จะเกิดปัญหาตามมา ถ้าไม่มีการพัฒนา ไม่มีกรอบหรือเกณฑ์มาตั้งไว้ โอกาสที่ผู้ใช้งานจะได้ผลิตภัณฑ์หรือบริการที่ไม่ได้คุณภาพ ไม่เหมาะสมกับราคาที่ต้องจ่าย

“มาตรฐานฯ จะทำให้เกิดการพัฒนาของผู้ประกอบการไปศึกษาหาความรู้ว่าควรจะปรับแต่งต่อยอดผลงานอย่างไรให้ตอบโจทย์มาตรฐานฯ ทำให้เกิดข้อได้เปรียบของผู้ประกอบการที่มีการพัฒนาเกินมาตรฐานขึ้นไป และเกิดการแข่งขันทางธุรกิจ ที่เมื่อมีธุรกิจหนึ่งทำได้ ก็จะต้องพัฒนาตามขึ้นไปเช่นกัน” คุณนิติ กล่าว 

สอดคล้องกับมุมมองของ ผศ.ดร.รวิภัทร ลาภเจริญสุข ผู้ช่วยคณบดี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ที่กล่าวว่า “มาตรฐานฯ จะเป็นหนึ่งกลไกที่จะทำให้ต้นทุนการผลิตต่ำลง การแข่งขันทางธุรกิจ เกษตรเข้าถึงได้มากขึ้น” 

ดังนั้น มาตรฐานฯ นี้นอกเหนือจากจะช่วยให้เกษตรกร และ ผู้ใช้งานได้ใช้ผลิตภัณฑ์และบริการที่มีคุณภาพ ได้มาตรฐานทั้งในเรื่องของประสิทธิภาพ ความปลอดภัย ในราคาที่เหมาะสมแล้ว ยังเป็นกลไกขับเคลื่อนให้เกิดการแข่งขันทางเศรษฐกิจ จากการใช้งาน ผลิต และ พัฒนาอย่างต่อเนื่อง สนับสนุนผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในอุตสาหกรรมเกษตรอัจฉริยะทั้งระบบ สามารถพัฒนาไปสู่อุตสาหกรรมเกษตรดิจิทัลได้อย่างยั่งยืน  

HandySense ระบบเกษตรแม่นยำ ฟาร์มอัจฉริยะ นำร่องพัฒนาภายใต้มาตรฐาน IoT สำหรับเกษตรอัจฉริยะ

HandySense ระบบเกษตรแม่นยำ ฟาร์มอัจฉริยะ ที่ปัจจุบันได้เปิดพิมพ์เขียวสู่สาธารณะให้เกษตรกร ผู้ประกอบการ และผู้สนใจได้ใช้งาน หรือ ผลิตเพื่อจำหน่ายฟรี ในรูปแบบ Open Innovation เป็นผลงานแรกของเนคเทค สวทช.ที่นำร่องที่พัฒนาผลงานตามร่างมาตรฐานฯ เพื่อเพิ่มคุณภาพ ประสิทธิภาพ และความทนทานของอุปกรณ์ให้ตอบโจทย์การใช้งานด้านการเกษตรและการจัดจำหน่ายในเชิงพาณิชย์มากยิ่งขึ้น ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการทดสอบมาตรฐานของผู้ประกอบการ สร้างความเชื่อมั่นให้กับผู้บริโภค ส่งเสริมให้เกิดอุตสาหกรรมเกษตรดิจิทัลต่อไป โดยในอนาคตผลงานวิจัยด้านเกษตรดิจิทัลของเนคเทค สวทช. จะเริ่มต้นพัฒนาไปในแนวทางดังกล่าวต่อไป 

คุณณรัฐ รุจิรัตน์ ผู้อำนวยการสถาบันไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เล่าถึงมาตรฐานที่เลือกใช้อ้างอิงในการพัฒนา HandySense เวอร์ชัน 2.0 ได้แก่ 

  • เรื่องความถี่วิทยุมีการใช้ WiFi 2.4 ghz และ 5 ghz ซึ่งเป็นภาคบังคับของกสทช. 
  • เรื่องความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องกับ HandySensen เช่น ไฟฟ้าช็อต ความร้อน 
  • เรื่องของข้อกำหนดด้านความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Interference: EMI) ใน 2 ส่วน คือ ต้องไม่ไปรบกวนอุปกรณ์อื่นขณะเดียวกันก็ต้องมีภูมิคุ้มกันในเรื่องของการเกิดแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อม ไฟฟ้าตกหรือไฟฟ้าสถิต เป็นต้น
  • เรื่องของความทนทานต่อสภาพแวดล้อมการใช้งาน เช่น การสั่น การกันน้ำ กันฝุ่น รวมถึงเรื่อง IP test เป็นส่วนหนึ่งในการยืนยันคุณภาพ และความแม่นยำจากการอ่านค่าของเซนเซอร์

โดยการพัฒนาในระยะแรก เป็นโจทย์ที่ยกระดับจาก HandySense เวอร์ชันแรกให้มีฟังก์ชันที่ดีขึ้น ตอบโจทย์การใช้งานของผู้ใช้งานอนาคต ทั้งในเรื่องของความปลอดภัย ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ความทนทานต่อการใช้งาน โดยได้รับการออกแบบจัดหาองค์ประกอบที่เหมาะสม มีการออกแบบตัวกรองสัญญาณรบกวน (EMI Filter) ตัวป้องกันฟ้าผ่า (Surge Protection) แต่มีบางหัวข้อที่ไม่ผ่านหรือผ่านแบบเฉียดฉิว

การพัฒนาในระยะที่ 2 มีการเปลี่ยนส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ แยกกราวด์ส่วนอนาล็อกและดิจิตอลออกจากกัน เพิ่มตัวกรองสัญญาณรบกวนจากเซนเซอร์เข้าสู่ไมโครคอลโทรลเลอร์ทุกพอร์ต (EMI Filter) เรามองถึงการใช้งานในอนาคต มองถึงการผลิตซ้ำ มีการจัดวางส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ใหม่ ยกระดับการป้องกัน IP น้ำและฝุ่น ซึ่งปัจจุบันผ่านมาตรฐานแล้วทั้วหมด

ในระยะต่อไป โจทย์ที่ได้มา คือ การลดขนาดลงจากปัจจุบันครึ่งหนึ่ง รวมถึงการลดต้นทุนการผลิต ด้วยตัวต้นแบบระยะที่ 2 ผ่านมาตรฐานแล้วทั้งหมด แต่องค์ประกอบบางส่วนอาจมีราคาสูง เราจะพยายามเลือกองค์ประกอบให้เหมาะสมกับการใช้งาน ในราคาที่จับต้องได้ แต่คุณภาพเดิมเพื่อสร้างความมั่นใจให้กับผู้ที่จะนำพิมพ์เขียวของ HandySense ไปใช้งาน หรือ ผลิตในเชิงพาณิชย์

HandySense เวอร์ชันใหม่นี้จะยังคงเปิดให้ใช้งานฟรี ในรูปแบบ Open Innovation เปิดเผยพิมพ์เขียวสู่สาธารณะเช่นเดิม เพิ่มเติมคือ การพัฒนาอ้างอิงตามมาตรฐานจะช่วยลดต้นทุนการพัฒนามาตรฐานของผู้ประกอบการได้

คุณนริชพันธ์ เป็นผลดี ผู้ช่วยวิจัยอาวุโส ทีมวิจัยเทคโนโลยีเกษตรดิจิทัล เนคเทค สวทช. กล่าวเสริมว่า “เรายังคงมองภาพให้ HandySense เป็นอุปกรณ์พื้นฐานด้าน Smart Farm ที่ใช้งานง่าย เข้าถึงได้ง่ายอยู่ แต่การได้รับมาตรฐานส่งไปให้กับผู้สนใจ ประชาชน เกษตรกรได้เอาไปใช้ประโยชน์ หรือเอาไปพัฒนาต่อได้ ต้นทุนๆ ในเรื่องของการวิจัยการพัฒนาของผู้ประกอบการจะน้อยลง”

โดยเนคเทค สวทช. กำลังจัดทำคู่มือมาตรฐานอินเทอร์เน็ตสรรพสิ่งสำหรับเกษตรอัจฉริยะสำหรับประชาชนทั่วไป ที่จะฉายภาพความเข้าใจในมุมของของเกษตรกรหรือบุคคลทั่วไปให้เข้าถึงได้เต็มที่ ซึ่งจะมีการประชาสัมพันธ์เร็ว ๆ นี้ 

“การพัฒนาอุตสาหกรรมเกษตรดิจิทัลต้องขับเคลื่อนจากการทำงานร่วมกัน เกิดจากการ ‘ให้’ ให้สิ่งที่แต่ละคนมี เหมือนจิ๊กซอว์ที่ทุกภาคส่วนมาเติมเต็มซึ่งกันและกัน จนเกิดภาพใหญ่ของการพัฒนาอุตสาหกรรมเกษตรดิจิทัลที่ยั่งยืน โดยมีมาตรฐาน IoT เกษตรอัจฉริยะ และ HandySense เป็นหนึ่งในจิ๊กซอว์ตัวเล็ก ๆ” คุณนริชพันธ์ กล่าวทิ้งท้าย