ต้นแบบระบบตรวจสอบครุภัณฑ์

ซาลาเปา หมั่นโถว
3 พ.ค. 2561
ยาว 2 นาที

อัปเดตเมื่อ 1 มิ.ย. 2561

ที่มาและปัญหา

ในปัจจุบันทางสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนามได้ขยายพื้นที่การใช้งานมากขึ้น ทำให้เครื่องมือ อุปกรณ์ และครุภัณฑ์มีจำนวนมากตามไปด้วย ในแต่ละปีก็จะมีการตรวจครุภัณฑ์เหล่านี้ ซึ่งการตรวจในปัจจุบันใช้วิธีการเดินตรวจตามห้องต่างๆ เช็ครหัสของครุภัณฑ์ที่อยู่ในห้องนั้นๆ และปรับข้อมูลในระบบอีกครั้ง ผู้รับผิดชอบเดินเช็คทุกชั้น ในบางห้องการเข้าถึงครุภัณฑ์ทำได้ยากด้วยปริมาณของที่เยอะ หรือหาครุภัณฑ์ไม่เจอด้วยมีการเคลื่อนย้ายที่ ส่งผลให้ต้องเสียเวลาไปกับการตรวจครุภัณฑ์เป็นเวลานาน

รูปภาพที่ 1 แสดงการตรวจครุภัณฑ์ระบบเดิม

ทางทีมเสนอการใช้ Beacon Estimote ช่วยในการตรวจเช็คครุภัณฑ์ผ่านระบบออนไลน์ ให้สามารถค้นหาครุภัณฑ์ได้โดยแสดงตำแหน่งและข้อมูลครุภัณฑ์ผ่านแอพพลิเคชั่น ซึ่งจะช่วยทำให้ผู้รับผิดชอบตรวจเช็คได้ง่ายขึ้น ลดเวลาการค้นหาครุภัณฑ์

รูปภาพที่ 2 แสดงการตรวจครุภัณฑ์ระบบใหม่ด้วย Beacon Estimote Stickers และ Beacon Estimote Proximity

วัตถุประสงค์

1. เพื่ออำนวยความสะดวกในการค้นหาครุภัณฑ์

2. เพื่อลดภาระงานของธุรการ

สมมุติฐาน

การใช้ Beacon Estimote Stickers และ Beacon Estimote Proximity จะช่วยให้การติดตามตรวจเช็คครุภัณฑ์สะดวกมากขึ้นและใช้เวลาค้นหาน้อยลง

ขอบเขตการศึกษา

1. ด้านครุภัณฑ์

1.1. ครุภัณฑ์ใน HCI LAB จำนวน 13 ชิ้น และครุภัณฑ์ที่ถูกเคลื่อนย้ายบ่อยและหายาก

Dobot Magician Multifunction Robotic Arm จำนวน 2 เครื่อง
MBot Grid II+ Desktop 3D Printer จำนวน 1 เครื่อง
Ultimaker 2 Extended+ จำนวน 1 เครื่อง
Ultimaker 3 จำนวน 1 เครื่อง
Formlabs Form 2 จำนวน 1 เครื่อง
Mebo 2.0 Interactive Robot จำนวน 1 ตัว
Kinect Xbox360 จำนวน 3 เครื่อง
Kinect for Windows จำนวน 1 เครื่อง
Epson LCD Projector : EB-1760W จำนวน 1 เครื่อง
LG TV LCD 32" : 32LK311 จำนวน 1 เครื่อง

2. ด้าน Software

2.1. Aplication บนระบบ Android ที่แสดงตำแหน่ง Estimote ทั้ง 13 ตัว พร้อมทั้งหมายเลขครุภัณฑ์ (หากมี) และประเภทของครุภัณฑ์ได้

2.2. Estimote Cloud

2.3. Xamarin

3. ด้าน Hardware

3.1. Beacon Estimote Stickers จำนวน 10 ตัว

3.2. Beacon Estimote Proximity จำนวน 3 ตัว

3.3. คอมพิวเตอร์ จำนวน 1 เครื่อง

3.4. โทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบ iOS หรือ Android จำนวน 1 เครื่อง

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

1. การใช้ Beacon Estimote ตรวจสอบครุภัณฑ์จะช่วยลดเวลาในการค้นหาครุภัณฑ์นั้นๆ

2. การใช้ Beacon Estimote ตรวจสอบครุภัณฑ์จะช่วยในหารติดตามครุภัณฑ์ที่ถูกเคลื่อนย้ายบ่อยๆ หรือหายาก

ผลงานวิจัยและทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง

Komkid จากเว็บไซด์ START IT UP ได้เขียน "ไขความลับ Beacons เทคโนโลยี Internet of Things ที่ฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพชอบใช้" ซึ่งมีเนื้อหาเกี่ยวกับเทคโนโลยี Beacons

Beacons (บีคอนส์) เป็นเทคโนโลยีในยุค IOT หรือ Internet of Things ที่ได้รับความนิยม ซึ่งต่างจาก GPS ตรงที่ GPS เป็นเทคโนโลยีระบุตำแหน่ง (Location) ในขณะที่ Beacons คือ เทคโนโลยีวัดความใกล้ หรือไกล (Proximity) ของอุปกรณ์

Beacons นั้นมีผู้ผลิตหลายเจ้า แต่ Estimote Inc. ฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพสัญชาติโปแลนด์ ถือเป็นแบรนด์อันดับต้น ๆ ในตลาด Beacons ด้วยการออกแบบตัวอุปกรณ์ที่ดูเป็นมิตร น่ารัก และมี APIs หรือชุดคำสั่งที่พร้อมให้นักพัฒนานำไปใช้พัฒนาแอพเชื่อมต่อกับ Beacons ได้ง่าย ซึ่งเป็นจุดแข็งของทาง Estimote

ภายในตัว Beacons จะมีชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์หลัก ๆ จะคล้ายกัน คือ

Bluetooth 4.0 LE: ใช้สื่อสารข้อมูลระหว่างตัว Beacons กับแอพมือถือ
ARM Cortex M0 Processor: CPU ที่ใช้ควบคุมการรับส่งข้อมูลของอุปกรณ์ รวมถึงการปรับแต่งค่าของตัว Beacons เช่น ระยะเวลาในการส่งสัญญาณ (ให้ส่งครั้งละ 1 วินาทีหรือน้อยกว่านั้น) ระยะทางสูงสุดที่ส่งสัญญาณออกไป
Coin Battery: ถ่านแบบเม็ดกระดุม ซึ่งทางผู้ผลิตเคลมว่าสามารถใช้งานได้นานถึง 2 ปี

การทำงานของ Beacons

ตัว Beacons มีหน้าที่ส่งสัญญาณออกมาอย่างเดียว ส่วนตัวแอพมือถือนั้น เมื่อได้รับสัญญาณจาก Beacons จะนำข้อมูลที่ถูกส่งออกมาประมวลผล เพื่อตีความหาระยะห่างระหว่างมือถือกับตัว Beacons ในระยะ 0 – 70 เมตร

ตัว APIs ของ Estimote สามารถนำระยะห่างที่หน่วยเป็นเมตรนั้นมาแบ่งเป็น 3 ระยะที่เข้าใจง่าย คือ

ใกล้มาก (Immediate: 0-20 cm)
ใกล้ (Near: 20 cm – 2 m)
ไกล (Far: 2 – 70 m)

ชุดข้อมูลที่ถูกส่งออกมาจาก Beacons

Beacons ส่งสัญญาณออกมาจะมีชุดข้อมูลเล็ก ๆ ส่งออกมาด้วยเสมอ

Proximity UUID (string) ข้อมูลชุดตัวอักษรใช้บอกว่า Beacons ตัวนี้ผลิตจากบริษัทใด
Major (int) ข้อมูลตัวเลขใช้แทนกลุ่มของ Beacons
Minor (int) ข้อมูลตัวเลขใช้ระบุตัว Beacons แต่ละตัว
TxPower (int) ข้อมูลตัวเลขค่าความเข้มของสัญญาณที่ Beacons ปล่อยออกมา อยู่ในช่วง -30 ถึง 40 เดซิเบล ค่านี้จะถูกนำไปคำนวณด้วยสมการคณิตศาสตร์ เพื่อให้ได้ระยะความใกล้ระหว่างมือถือกับตัว Beacons

Vittayasak จากเว็บไซด์ AJBEE.ME ได้เขียน "เทคโนโลยี Beacons สำหรับการศึกษา" เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Beacon กับการศึกษา อาทิเช่น

1. การใช้ร่วมกับ Apps สำหรับบอกเส้นทางในการทำแผนที่ท่องเที่ยวในสถานศึกษา (Campus Tours) โดยสามารถพิมพ์แผนที่จุดต่างๆที่กำลังจะไป หรือที่เคยผ่านมาแล้วได้

2. ใช้ในการกำหนดจุดหรือโซนที่สามารถผ่านเข้าออกตามอาคารต่างๆ

3. ใช้ในการแจ้งตำแหน่งที่อยู่ของนักเรียน [Link ตัวอย่าง] กรณีที่มีเหตุฉุกเฉิน หรือใช้ในการระบุนำแหน่งที่แจ้งเหตุ

เป็นต้น

จากการศึกษาข้อมูลต่างๆ ทางทีมจึงเลือกใช้เทคโนโลยี Beacon และเรื่องใช้เครื่องมือเป็น Estimote Stickers และ Estimote Proximity ตรวจเช็คครุภัณฑ์

ภาพรวมของระบบ

รูปภาพที่ 3.1 แสดงภาพรวมของระบบ

รูปภาพที่ 3.2 แสดงตำแหน่งของครุภัณฑ์ที่ติด Esimote ไว้ ในพื้นที่ใกล้เคียงกับผู้ตรวจเช็ค

จากรูปภาพที่ 3 จะเห็นว่า มี Estimote แสดงตำแหน่งขึ้นมาอย่างชัดเจน ทางผู้รับผิดชอบสามารถกดเข้าไปเช็คข้อมูลของครุภัณฑ์นั้นๆ ได้อยากสะดวก โดยไม่ต้องเสียเวลาในการค้นหา

รายละเอียดโดยรวมของระบบ

1. ขั้นตอนในการตรวจสอบครุภัณฑ์ระบบเดิมเปรียบเทียบกับระบบออนไลน์ โดยใช้โปรแกรม Bizagi จำลองการดำเนินงาน

รูปภาพที่ 4 แสดงการตรวจครุภัณฑ์ระบบเดิม

จากรูปภาพที่ 4 จะเห็นว่ากระบวนการตรวจเช็คครุภัณฑ์ระบบเดิม จะต้องเดินเช็คสิ่งของที่มีในแต่ละพื้นที่ทีละชิ้น โดยไม่มีความแน่นอนว่าสิ่งของชิ้นนั้นๆ คือ สิ่งของชิ้นที่ใช้หรือไม่ จะดำเนินการเช็คแบบนี้วนไปเรื่อยๆ จนครบทุกชิ้น

หากระบบตรวจเช็คถูกเปลี่ยนไปตามรูปภาพที่ 5 จะสามารถลดเวลาในการตรวจเช็คลงได้ ระบบออนไลน์จะแสดงตำแหน่ง รวมทั้งข้อมูลของครุภัณฑ์ที่อยู่ในพื่นที่ใกล้กับผู้ที่เดินตรวจเช็ค

รูปภาพที่ 5 แสดงการตรวจครุภัณฑ์ระบบใหม่ด้วย Beacon Estimote Stickers และ Beacon Estimote Proximity

2. ภาพถ่ายและวีดีโอของการทำงานของระบบ

แผนการดำเนินการ

ผลการดำเนินงาน

รูปภาพที่ 6 แสดงการติด Beacon Estimote Stickers และ Beacon Estimote Proximity ที่ครุภัณฑ์

ปัญหาจากการดำเนินงาน

1. Beacon Estimote Stickers ติดครุภัณฑ์ที่อยู่ในกล่อง ไม่สามารถสแกนหาได้

จากปัญหาที่พบทางทีมจึงลองทำการทดสอบอีกครั้งโดยการนำ Beacon Estimote Stickers ใส่กล่อง Kinect ผลที่ได้คือ หาเจอ นั้นหมายความว่า Beacon Estimote Stickers มีความไม่เสถียรเกี่ยวกับการสแกนหาตัว Estimote เอง ตามคลิปข้างล่าง