รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- ระบบการตรวจวัดและการควบคุมการให้น้ำพืชแบบอัตโนมัติ และถ่ายทอดเทคโนโลยีและนวัตกรรมตอบสนองความต้องการของท้องถิ่น สาขาวิชาไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Automatic Plant Watering Measurement and Control System with Technology and Innovation Transfer to the Community Department of Industrial Electricity and Electronics
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 2 พฤศจิกายน 2563
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 30 มิถุนายน 2564
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยบูรณาการ
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- ปัจจุบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันมากขึ้น มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในทุกสาขาอาชีพ ไม่เว้นแม้แต่อาชีพเกษตรกรรมซึ่งจัดเป็นอาชีพหลักของประเทศไทย แต่เป็นที่น่าแปลกใจว่างานวิจัยด้านเทคโนโลยีสารสนเทศส่วนใหญ่กลับไม่ได้เกื้อหนุนต่ออาชีพเกษตร ซึ่งเป็นอาชีพหลักของคนไทยมากนัก อาชีพเกษตรกรยังคงเป็นอาชีพที่ต้องใช้การจัดการแบบในอดีต คือ ต้องเดินตรวจสวน ใส่ปุ๋ยตามเวลาที่กำหนด แต่ไม่ได้คำนึงถึงธาตุอาหารที่มีอยู่ในดินก่อนแล้ว การจัดการโรคแมลงเมื่อเจอปัญหาการระบาด และอาจจะใช้สารเคมีเกินอัตราความจำเป็นที่ต้องใช้ อีกทั้งยังประสบปัญหาด้านราคาผลผลิตตกต่ำในขณะที่ต้นทุนในการผลิตสูงขึ้น ปัญหาด้านกระบวนการจัดการ การดูแลรักษา การจัดการโรคแมลง การเก็บเกี่ยวและการจำหน่ายผลผลิต ล้วนแล้วแต่เป็นปัญหาที่สำคัญในการทำการเกษตรทั้งสิ้น รวมไปถึงการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่อย่างไม่มีประสิทธิภาพ ทั้งทรัพยากรที่มีอยู่ในธรรมชาติ เช่น ดิน น้ำแสงแดด อากาศ และทรัพยากรที่ต้องเพิ่มเติมเข้าไป เช่น ปุ๋ย สารกำจัดศัตรูพืช ถือเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญต่อการผลิตทางการเกษตร การผลิตสินค้าเกษตรอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีปัจจัยการผลิตที่ดีร่วมกับระบบการจัดการที่ดี การตัดสินใจว่าควรปลูกพืชชนิดใด เลี้ยงสัตว์ชนิดใด และใช้ปัจจัยการผลิตชนิดใดที่เหมาะสมต่อพื้นที่นั้น ก็นับเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการผลิตทางการเกษตร แต่ในปัจจุบันกลับพบว่างานวิจัยทางด้านการเกษตรของไทยไม่ได้ก้าวตามโลกที่ได้ข้ามไปสู่ยุค IT (Information Technology) ซึ่งแตกต่างจากประเทศที่พัฒนาแล้วที่ให้ความสำคัญกับงานวิจัยในศาสตร์ที่จะทาให้การเกษตรกรรมของศตวรรษที่ 21 เป็นอาชีพที่ทันสมัย (ธีรเกียรติ์ เกิดเจริญ, 2550) โดยมีการนำเอาเทคโนโลยีสารสนเทศมาใช้ให้เกิดประโยชน์และผสมผสานกับเทคโนโลยีด้านอื่นๆ เช่น คอมพิวเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ ไอที สื่อสาร เซ็นเซอร์เทคโนโลยีชีวภาพ ดาวเทียม รวมทั้งนาโนเทคโนโลยีเข้ามาช่วยในการจัดการฟาร์ม ซึ่งจะส่งผลให้การทำฟาร์มในรูปแบบเดิมก้าวข้ามไปสู่ฟาร์มอัจฉริยะ (Smart Farm หรือ Intelligent Farm) หรือที่ได้รับการขนานนามว่า “ฟาร์มที่มีการจัดการอย่างถูกต้องแม่นยำ” (Precision Farm) (Soni, Mandloi, & Jain 2011) ดังนั้น การทำฟาร์มอัจฉริยะจึงเป็นแนวทางที่เหมาะสมต่อการทำการเกษตร เพื่อให้เกิดการนำเทคโนโลยีสารสนเทศ และการใช้เทคโนโลยีด้านอื่นๆ ไปประยุกต์ใช้เพื่อให้เกิดการผลิตสินค้าเกษตรที่เหมาะสม ปลอดภัย และเพียงพอต่อความต้องการของประชากรที่จะเพิ่มสูงขึ้นในอนาคต อีกทั้งยังช่วยส่งเสริมให้มีการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม นำไปสู่การทำการเกษตรแบบยั่งยืนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1. เพื่อออกแบบและพัฒนานวัตกรรมระบบควบคุมการให้น้ำพืชแบบอัตโนมัติที่สามารถตรวจวัดและควบคุมปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชได้ 2. เพื่อถ่ายทอดและเผยแพร่ความรู้ด้านระบบการตรวจวัดและการควบคุมปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชให้กับประชาชน องค์กรภายนอก ชุมชนในท้องถิ่น วิสาหกิจอุตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดย่อม
- ขอบเขตของโครงการ :
- งานวิจัยนี้จะทำศึกษาและออกแบบระบบควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ที่สามารถตรวจวัดและควบคุมปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชด้วยอุปกรณ์เซนเซอร์ที่สามารถอ่านและบันทึกค่าได้ตามเวลาจริง Real-time มีเป้าหมายเพื่อสร้างและพัฒนาระบบการตรวจวัดและควบคุมที่ทำงานได้อย่างชาญฉลาด โดยสามารถใช้ทรัพยากรที่มีอยู่น้อยลง (Doing more with Lass) มีประสิทธิภาพ มีความน่าเชื่อถือ มีความปลอดภัย ยั่งยืน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งสามารถทำให้เกิดขึ้นได้โดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีระบบสื่อสารสารสนเทศ (ICT) ระบบเซนเซอร์ ระบบเก็บข้อมูล และเทคโนโลยีทางด้านการควบคุมอัตโนมัติเพื่อทำให้สามารถรับรู้ข้อมูลสถานะต่างๆ ในระบบมากขึ้นเพื่อใช้ในการตัดสินใจอย่างอัตโนมัติ ถือเป็นส่วนหนึ่งของพันธะกิจที่สำคัญของมหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ การให้ความช่วยเหลือทางวิชาการและการพัฒนาท้องถิ่น โดยทำให้เครือข่ายชุมชนและสังคมใกล้เคียงได้รับความรู้ที่เกิดการเรียนรู้ร่วมกันในด้านวิชาการด้านเทคโนโลยีและนวัตกรรมที่ตอบสนองกับความต้องการของชุมชนในท้องถิ่น
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- เพื่อถ่ายทอดความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับระบบควบคุมการให้น้ำพืชเพาะปลูกแบบอัตโนมัติ ในภาคครัวเรือนและชุมชน ลดรายจ่ายในภาคครัวเรือน ทำให้ประชาชนมีคุณภาพชีวิตที่ดี สังคมมีความเข้มแข็งและยั่งยืน สอดคล้องตามการสนองพระบรมราโชบายด้านการศึกษาในรัชกาลที่ ๑๐ ทรงมอบให้มหาวิทยาลัยราชภัฏในการยกระดับคุณภาพการศึกษาของมหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ควบคู่ไปกับการพัฒนาท้องถิ่นอย่างมีประสิทธิภาพ
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- การดำเนินงานวิจัยนี้จะมีการกำหนดรูปแบบการทำงานออกเป็นขั้นตอน เพื่อทำหน้าที่ในการจัดการฟาร์ม ทำให้ผู้ใช้งานสามารถดำเนินการและตรวจสอบได้ทุกขั้นตอนการทำงานของฟาร์มอัจฉริยะแยกได้เป็น 5 ขั้นตอน ดังนี้ (ธีรพงศ์ มังคะวัฒน์, 2554) 1. การเก็บรวบรวมข้อมูล (Data Collection) คือ การเก็บข้อมูลของดิน น้ำแสง ภูมิอากาศ ผลผลิต เป็นต้น ด้วยวิธีการและเทคโนโลยีต่าง ๆ เช่น เครือข่ายเซ็นเซอร์ สถานีตรวจวัดอากาศ ภาพถ่ายดาวเทียม เครื่องสแกนสภาพดิน เป็นต้น 2. การวินิจฉัยข้อมูล (Diagnostics) คือ การสร้าง กรอง และเก็บข้อมูลที่เป็นประโยชน์เข้าสู่ฐานข้อมูลซึ่งมักจะใช้เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ (GIS) 3. การวิเคราะห์ข้อมูล (Analysis) คือ การวิเคราะห์ข้อมูล การทำนายผลผลิตเชิงพื้นที่ รวมไปถึงการวางแผนจัดการ เช่น เทคโนโลยี Crop Modeling ซึ่งจะนำข้อมูลต่างๆ มาทำโมเดลเพื่อหาความสัมพันธ์กับผลผลิตได้ 4. การดำเนินการตามแผนปฏิบัติงาน (Precision Field Operations) คือ การปฏิบัติการตามแผนที่วางไว้ เช่น การหยอดปุ๋ยด้วยรถขับเคลื่อนด้วย GPS การติดตั้งโปรแกรมการให้น้ำการให้ปุ๋ยหรือยาฆ่าแมลงด้วยแคปซูลนาโน ซึ่งสามารถควบคุมการปลดปล่อยตามเงื่อนไขที่กำหนด เป็นต้น 5. การประเมินผล (Evaluation) คือ การประเมินผลการปฏิบัติงานว่ามีประสิทธิภาพมากน้อยเพียงใด คุ้มค่าแก่การลงทุนหรือไม่ โดยใช้เทคโนโลยีด้านการเงินและเศรษฐศาสตร์อุตสาหกรรม การนำเอาข้อมูลทางด้านภูมิศาสตร์ และสภาพภูมิอากาศ มาหาความสัมพันธ์ กับผลผลิตที่เกิดขึ้นจากเกษตรกรรม โดยมีสมมติฐานว่าปัจจัยเหล่านั้นมีผลโดยตรงกับปริมาณและคุณภาพของผลผลิต ข้อมูลที่น่าจะเกี่ยวข้อง กับการผลิต ได้แก่ ปริมาณแสงที่พืชได้รับ ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงไป และปริมาณน้ำที่ระเหยขึ้นมา ลักษณะของดินที่เพาะปลูก ซึ่งข้อมูลเหล่านี้ สามารถได้มาจากดาวเทียมและสถานีวัด เป็นงานที่น่าจะพัฒนาขึ้นในประเทศไทยให้เกิดความเข้มแข็ง ตัวอย่างที่คณะวิจัยของมหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ได้เคยศึกษาได้แก่การศึกษารอบการปลูกของมังคุด โดยนำข้อมูลภูมิศาสตร์ และสภาพภูมิอากาศของสวนมังคุด ในแปลงปลูกภาคใต้ ภาคตะวันออก และภาคอีสานตอนล่าง มาหาความสัมพันธ์กับผลผลิตมังคุด โดยการสร้างโมเดลที่เรียกว่า “โมเดลของน้ำที่พืชใช้งานได้จริง” (Plant Avaliable Water – PAW) นำมาสู่การสนับสนุนสมมติฐานที่ว่ามังคุดเป็นพืชที่เก็บเกี่ยวได้เพียงปีละหนึ่งครั้งเท่านั้น และสามารถทำนายได้ว่า หากปีใดมีฝนตกและมีการทิ้งช่วงที่ดีพอ จะมีผลผลิตมังคุดที่ดี และผลผลิตมังคุดจะแย่หากมีฝนชุกจนเกินไป
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- งานวิจัยนี้จะทำศึกษาและออกแบบระบบควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ที่สามารถตรวจวัดและควบคุมปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชด้วยอุปกรณ์เซนเซอร์ที่สามารถอ่านและบันทึกค่าได้ตามเวลาจริง Real-time มีเป้าหมายเพื่อสร้างและพัฒนาระบบการตรวจวัดและควบคุมที่ทำงานได้อย่างชาญฉลาด โดยสามารถใช้ทรัพยากรที่มีอยู่น้อยลง (Doing more with Lass) มีประสิทธิภาพ มีความน่าเชื่อถือ มีความปลอดภัย ยั่งยืน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งสามารถทำให้เกิดขึ้นได้โดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีระบบสื่อสารสารสนเทศ (ICT) ระบบเซนเซอร์ ระบบเก็บข้อมูล และเทคโนโลยีทางด้านการควบคุมอัตโนมัติเพื่อทำให้สามารถรับรู้ข้อมูลสถานะต่างๆ ในระบบมากขึ้นเพื่อใช้ในการตัดสินใจอย่างอัตโนมัติ ถือเป็นส่วนหนึ่งของพันธะกิจที่สำคัญของมหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ การให้ความช่วยเหลือทางวิชาการและการพัฒนาท้องถิ่น โดยทำให้เครือข่ายชุมชนและสังคมใกล้เคียงได้รับความรู้ที่เกิดการเรียนรู้ร่วมกันในด้านวิชาการด้านเทคโนโลยีและนวัตกรรมที่ตอบสนองกับความต้องการของชุมชนในท้องถิ่น
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นายเทิดพันธุ์ ชูกร นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 100%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
