การพัฒนาต้นแบบโมตและส่วนต่อประสานโปรแกรมประยุกต์สำหรับงานเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการพัฒนาต้นแบบโนดเซนเซอร์ที่ไม่ใช้ระบบปฏิบัติการโดยอ้างอิงกับแพลตฟอร์มอาดูอิโน ต้นแบบที่พัฒนาขึ้นใช้หน่วยประมวลผลที่มีหน่วยความจำแฟลชขนาดใหญ่ 128 กิโลไบต์ แรมขนาด 16 กิโลไบต์ และติดตั้งวงจรที่จำเป็นสำหรับใช้งานเป็นโนดเซนเซอร์ ได้แก่ วงจรฐานเวลาจริง วงจรเพิ่มแรงดันแบตเตอรี่ วงจรตรวจวัดระดับแบตเตอรี่ ทั้งหมดรวมไว้บนแผงวงจรเดียวกัน นอกจากนี้ยังเพิ่มช่องต่อสำหรับเตรียมไว้รองรับแผงวงจรส่วนต่อขยาย อาทิ ชุดเซนเซอร์และเครื่องรับส่งสัญญาณวิทยุ ช่องต่อดังกล่าวสามารถเชื่อมต่อได้ทั้งสัญญาณแอนะล็อกและดิจิทัล การสื่อสารด้วยพอร์ตอนุกรม บัสเอสพีไอ และ บัส I2C ส่วนต่อประสานโปรแกรมประยุกต์ที่นำเสนอมีชื่อเรียกว่า “Simple-API” ใช้รูปแบบการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุโดยแบ่งได้เป็น 4 ส่วนตามหน้าที่การทำงานของโนดเซนเซอร์ ได้แก่ ส่วนประมวลผล ส่วนตรวจวัดและสั่งการ ส่วนสื่อสารไร้สาย และ ส่วนควบคุมพลังงานและแบตเตอรี่ Simple-API จะทำหน้าที่ซ่อนการเข้าถึงเรจิสเตอร์ของอุปกรณ์และการเขียนโปรแกรมระดับล่าง จัดกลุ่มฟังก์ชันตามหน้าที่การทำงาน ป้องกันความผิดพลาดในขั้นตอนการพัฒนาและใช้งาน ต้นแบบโนดเซนเซอร์และส่วนต่อประสานโปรแกรมประยุกต์ Simple-API ที่พัฒนาขึ้นเป็นประโยชน์ต่อการนำเครือข่ายเซนเซอร์มาประยุกต์ใช้งานจริงได้สะดวกมากขึ้นเพราะโครงสร้างที่ออกแบบให้ยืดหยุ่นตอบสนองต่อความต้องการได้ดี ค่าใช้จ่ายที่ลดลงเมื่อเทียบกับโนดเซนเซอร์ Waspmote ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดและแพลตฟอร์มอาดูอิโน ที่สำคัญผู้ใช้งานสามารถพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ได้โดยไม่ต้องศึกษาการทำงานของฮาร์ดแวร์ในระดับล่าง ตลอดจนรูปแบบการพัฒนาซอฟต์แวร์สั่งงานที่มีความซับซ้อนน้อยลงด้วย