การพัฒนาฟาร์มต้นแบบเกษตรอัจฉริยะบนระบบไอโอที ของการเลี้ยงปลากะพงขาวความหนาแน่นสูงในระบบปิดให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน
การทำเกษตรไม่ว่าจะเป็น พืช ปศุสัตว์ แม้กระทั่งการทำประมง เทคโนโลยีเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวัน มนุษย์จึงต้องเรียนรู้และพัฒนาขีดความสามารถในการใช้เทคโนโลยี เพื่อตอบสนองต่อความต้องการของมนุษย์ที่มีมากขึ้น เช่นความต้องการให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น การลดต้นทุนการผลิต การลดการใช้แรงงาน การติดต่อสื่อสารถึงกันข้อจำกัดด้านระยะทางลดน้อยลงจากการใช้เวลาในการติดต่อที่ยาวนานในอดีตจึงเปลี่ยนไป เมื่อเทคโนโลยีการสื่อสารสามารถนำพาข้อมูลข่าวสารได้อย่างรวดเร็ว และเทคโนโลยีที่ทันสมัยสามารถทำการเกษตรที่เป็นเรื่องยาก กลับกลายเป็นเรื่องที่ง่ายดาย (นายธีรพงศ์, 2554) ดังนั้น การนำเอาเทคโนโลยีสมัยใหม่เข้ามาผสมผสานเข้ากับงานด้านการเกษตร เพื่อจะนำมาช่วยแก้ไขปัญหาต่างๆให้กับเกษตรกร เทคโนโลยีฟาร์มอัจฉริยะนั้นตั้งอยู่บนแนวคิดของการทำเกษตรสมัยใหม่ (Smart Farm)
ในที่นี้การเลี้ยงปลากะพงน้ำจืดเป็นสัตว์เศรษฐกิจที่น่าสนใจเพราะมูลค่าทางเศรษฐกิจสูงเมื่อเทียบกับปลาน้ำจืดชนิดอื่น ๆ ในปัจจุบัน แหล่งน้ำจืดหลายพื้นที่เริ่มมีการความสนใจและมีการเลี้ยง หากสามารถลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพในการเลี้ยงปลากะพงน้ำจืดได้โดยการพัฒนาเกษตรอัจฉริยะมาช่วยในการลดต้นทุน เพิ่มผลผลิต และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้ จะเป็นต้นแบบที่สามารถทำรายได้ต่อหลายหน่วยงานที่เกี่ยวข้องและเกษตรกร การเลี้ยงปลากะพงขาวน้ำจืดในบ่อซีเมนต์ การเลี้ยงปลากะพงขาวให้ประสบความสำเร็จ หัวใจสำคัญต้องควบคุมคุณภาพน้ำให้ได้ค่า กรด-ด่าง (PH) 7.5 ควบคุมอุณหภูมิในโรงเรือนให้อยู่ระหว่าง 28-31 องศา มีการวางระบบน้ำไหลหมุนเวียนมาสู่เครื่องกรองถังขนาด 1,000 ลิตร จำนวน 2 ถัง ที่ติดตั้งไว้นอกโรงเรือน ถังแรกจะนำน้ำออกมาพร้อมกรองแอมโมเนียแล้วส่งน้ำไปยังถังที่สอง ก่อนจะสูบเข้าไปในบ่อเลี้ยง ทุกๆ สัปดาห์จะเติมน้ำจืดเข้าไปเพื่อทดแทนน้ำที่ระเหย (นิวุฒิ และทิพสุคนธ์, 2561)
ด้วยเหตุนี้จึงมีการศึกษาและพัฒนาการเลี้ยงปลากะพงขาวน้ำจืดความหนาแน่นสูง ในระบบน้ำหมุนเวียน โดยการนำเกษตรอัจฉริยะเข้ามาช่วยในการบริหารจัดการเพิ่มประสิทธิภาพในการเลี้ยงเพื่อการผลิตเชิงพาณิชย์ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน โดยการมีเครื่องมือในการตรวจสอบคุณภาพน้ำอัตโนมัติ และสามารถแจ้งเตือนให้เกษตรกรหรือเจ้าของฟาร์มได้ทันที ก่อนที่จะเกิดความเสียหายต่อการเลี้ยงปลา และสามารถขยายผลสู่โครงการยกระดับผู้ประกอบการสัตว์น้ำด้วยระบบติดตามแจ้งเตือนสภาพบ่อเพาะเลี้ยงทั้งทางกายภาพเคมีและชีวภาพด้วยเทคโนโลยี IoT เป็นระบบที่จะช่วยในการเฝ้าระวัง ช่วยส่งเสริมศักยภาพในการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ แก้ไขปัญหาอย่างทันท่วงที และวางแผนป้องกันเพื่อลดความเสี่ยงต่อความสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นจากสภาวะต่างๆ ในบ่อเลี้ยงได้ โดยเฉพาะสัตว์น้ำเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศ
วัตถุประสงค์
1. เพื่อศึกษาการนำเทคโนโลยี IoT (Internet of Thing) มาใช้ร่วมกับการจัดการการเลี้ยงปลากะพงในน้ำจืดแบบหนาแน่นในบ่อซีเมนต์หรือในบ่อพลาสติก
2. เพื่อศึกษาถึงประสิทธิภาพของการจัดการคุณภาพน้ำจากระบบ IoT (Internet of Thing)
3. เพื่อศึกษาถึงประสิทธิภาพการแสดงผลและแจ้งเตือนค่าพารามิเตอร์ผ่านเครือข่ายอินเตอร์เน็ตของคุณภาพน้ำในการเลี้ยงปลากะพงในน้ำจืดแบบหนาแน่นในบ่อซีเมนต์หรือในบ่อพลาสติก
ผลการวิจัย
จุดประสงค์หลักของงานวิจัยนี้คือการพัฒนาต้นแบบเกษตรอัจฉริยะบนระบบไอโอที IoT (Internet of Thing) ของการเลี้ยงปลากะพงขาวความหนาแน่นสูงในระบบปิดให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน เพื่อนำเทคโนโลยี ไอโอที IoT (Internet of Thing) มาใช้ร่วมกับการจัดการของการเลี้ยงปลาในบ่อพลาสติกในระบบปิด การทดลองศึกษาที่ 1 (ปีที่ 1) แบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ ส่วนที่ 1 การออกแบบฮาร์ดแวร์และเซนเซอร์ ส่วนที่ 2 การออกแบบแอปพลิเคชันบนมือถือ ประสิทธิภาพการจัดการคุณภาพน้ำด้วยระบบ IoT (Internet of Thing) ประกอบด้วยพารามิเตอร์ที่สำคัญในการเลี้ยงสัตว์น้ำ 4 พารามิเตอร์ คือ ปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำ Dissolved Oxygen (DO) กรด-ด่าง (pH) อุณหภูมิ และ ความขุ่นในน้ำ(Turbidity) โดยระบบใช้เซนเซอร์ที่เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ และแอปพลิเคชันบนมือถือสำหรับจัดการข้อมูล และติดตามผลการวัดค่าของข้อมูล ระบบการแจ้งเตือนจะถูกส่งไปยังผู้ใช้ระบบ เมื่อพารามิเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง มีค่าผิดปกติ คือ เมื่อมีค่าสูงกว่า หรือต่ำกว่า ค่ามาตรฐานที่กำหนดไว้ให้เหมาะสมกับสัตว์น้ำ บอร์ด Arduino UNO ถูกใช้เป็นตัวควบคุมการทำงานในการอ่านค่าอนาล็อกจากเซนเซอร์แต่ละตัว เทคโนโลยีไอโอที IoT (Internet of Thing) แบบไร้เซิร์ฟเวอร์ ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ Firebase Realtime Database (RTDB) และ ESP8266 การทดสอบระบบของงานวิจัยนี้จัดทำขึ้นที่ฟาร์มสาธิต คณะเทคโนโลยีการประมงและทรัพยากรทางน้ำ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ได้ทำการทดสอบและปรับปรุงระบบให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งานในพื้นที่จริงในการทดลองจากการเลี้ยงปลาทั้งหมดจำนวน 9 บ่อ เป็นระยะ เวลา 5 เดือน ตรวจวัดค่าปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำและค่าพารามิเตอร์อื่น ๆ ตลอด 24 ชั่วโมง ช่วยลดความเสี่ยงในสภาวะเกิดระดับที่ออกซิเจนต่ำกว่าระดับที่เหมาะสม และค่าพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่กล่าวมาข้างต้น รวมถึงสามารถปรับค่าพารามิเตอร์ได้ด้วยผู้ใช้งานเอง แอปพลิเคชันมือถือได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยี React Native เพื่อรองรับทั้งระบบปฏิบัติการ ไอโอเอส (iOS) และ แอนดรอยด์ (Android) โดยข้อมูลเหล่านี้จะถูกส่งผ่านทางแอปพลิเคชันทุก 5 นาที และต้องทำความสะอาดหัวโพรบวันละ 1 ครั้ง และผ้ากรองทุก ๆ 2 - 3 วัน โดยผู้ดูแล
ผลผลิตที่เกิดขึ้นจริง (output)
1) ได้ต้นแบบเกษตรอัจฉริยะบนระบบไอโอที ของการเลี้ยงปลาชะโอนความหนาแน่นสูงในระบบปิดให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน
2) ได้หลักสูตร/โปรแกรมบนระบบไอโอที ของการเลี้ยงปลาชะโอนความหนาแน่นสูงในระบบปิดให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน
3) ได้ Web Application และ Mobile Applications ใช้รายงานผลและแจ้งเตือนคุณภาพน้ำในการเลี้ยงปลาน้ำเป็นโมเดลต้นแบบ
4) ได้นักศึกษา เอกชน หน่วยงานที่เกี่ยวข้องของรัฐบาล และชุมชนผู้ประกอบการในพื้นที่เขตภาคเหนือตอนบนในอนาคต
5) ได้เครือข่ายความร่วมมือเพื่อพัฒนาผู้ประกอบการและส่งเสริมการสร้างนวัตกรรมกับภาคธุรกิจ/อุตสาหกรรม
ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจริง (outcome)
1) ต้นแบบเกษตรอัจฉริยะบนระบบไอโอที ของการเลี้ยงปลาความหนาแน่นสูงในระบบปิดให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน
2) เกิดอาชีพและเศรษฐกิจใหม่ในเขตภาคเหนือตอนบน
3) ได้เครือข่ายความร่วมมือเพื่อพัฒนาผู้ประกอบการและส่งเสริมการสร้างนวัตกรรมกับภาคธุรกิจ/อุตสาหกรรม
ผลกระทบที่เกิดขึ้นจริง (impact)
1) หน่วยงานที่เกี่ยวข้องและชุมชนนำผลการบริการวิชาการไปใช้ประโยชน์ในพื้นที่ของตนเอง
2) นักศึกษา เจ้าของกิจการ และชุมชนที่เข้าร่วมโครงการมีโอกาสทางการศึกษาเพิ่มขึ้น
3) มีรายงานการบริการวิชาการจำนวน 2 เล่ม
- คู่มือระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงานของบ่อเลี้ยงปลาในระบบ
- คู่มือWeb Application หรือ Mobile Applications
4) ได้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงานของบ่อเลี้ยงปลา
5) ได้หลักสูตร/โปรแกรม การแสดงผลโดยผ่านWeb Application หรือ Mobile Applications และ การเลี้ยงปลาในระบบปิดโดยใช้ระบบไอโอที (IoT)
ติดต่อเพิ่มเติมได้ที่ : อาจารย์ ดร. สายัณห์ อุ่นนันกาศ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ โทรศัพท์ : 091-3834888 Email : sayan@gmaejo.mju.ac.th