ในปี 2020 เป็นปีที่อุปกรณ์ต่างๆ สามารถเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ทได้เกือบจะทุกอย่างแล้ว และข้อดีของการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ทได้ คือ มันสามารถสั่งงาน หรือดูการทำงานได้จากระยะไกล ทำให้ไม่จำเป็นต้องไปตรวจเช็คตลอดเวลา ในเวลาที่วุ่นๆ ระบบก็สามารถจัดการงานให้เราเองได้ หรือถ้ามีปัญหาที่ระบบไม่สามารถแก้ไขได้ ตัวระบบก็จะแจ้งเตือนมายังผู้ดูแลให้แก้ไข ทำให้เกิดความเสียหายน้อยที่สุด และเกิดประสิทธิภาพสูงที่สุดอีกด้วย สิ่งที่จะทำให้เกิดกระบวนการทำงานแบบนี้ เรียกว่าการทำโครงสร้าง IoT แต่ผู้ดูแลระบบ หรือเจ้าของระบบต้องเข้าใจกระบวนการทำงานก่อนจึงจะทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงที่สุด ผู้ที่เริ่มต้นเรียนรู้ระบบ เข้าใจโครงสร้างทั้งหมด และก็ต้องเข้าใจกระบวนการด้วย จึงจะทำให้สื่อสารกันในรูปแบบเดียวกัน ดังนั้น Architecture IoT จึงเป็นจุดเริ่มต้นที่ทุกคนจำเป็นต้องรู้ไว้ก่อนที่จะเริ่มต้นสร้างระบบ IoT หรือดูแลระบบ IoT
โครงสร้างการทำงานของระบบ IoT ตามที่ใช้กันจะมีอยู่หลายรูปแบบ ผู้เขียนเลือกแบบที่นิยมใช้กันทั่วไป มานำเสนอให้ทุกท่านทราบโดยทั่วกัน ดังนี้
Device Layer หรือ Hardware Layer
เป็นลำดับชั้นล้างสุดที่เป็นฐาน เช่น Sensor ทำหน้าที่เป็นเหมือนผิวหนังที่สัมผัส หรือดวงตา อุปกรณ์ที่ใช้ เช่น วัดอุณภูมิ วัดค่าแสง วัดความชื้น วัดคุณภาพน้ำ กล้องวงจรปิด อัลต้าโซนิก เรด้าดีเทคชั่น เป็นต้น , Microcontroller เป็นเหมือนสมองที่ทำหน้าที่สั่งงาน หรือส่งข้อมูล ไปให้ส่วนต่างๆ ของระบบอุปกรณ์ที่ใช้งาน เช่น Arduino ic-pic ESP Microbit Chip Edge-Computing เป็นต้น , Actuators เป็นเหมือน มือ แขน ขา ที่ทำหน้าที่ใน การหยิบจับ ขับเคลื่อน เปล่งเสียง หรือแสดงผล ในรูปแบบต่างๆ อุปกรณ์ที่ใช้งาน เช่น แขนกล รีเลย์ หลอดไฟ มอเตอร์ กระดิ่ง เตาไฟฟ้า อุปกรณ์เปล่งเสียง จอแสดงผล เป็นต้น ทั้งหมดนี้ทำหน้าที่อยู่ในชั้นของอุปกรณ์ทั้งหมดที่มีส่วนสำคัญในระบบ IoT และเป็นส่วนที่ทุกคนใช้งานมากที่สุด ถ้าเป็นอุปกรณ์ที่เข้าใช้ในชีวิตประจำวันของเรา เช่น ตู้ATM เครื่องวัด PM2.5 เครื่องกรองอากาศ กล้องวงจรปิด อุปกรณ์ที่สั่งงานผ่านมือถือได้ เป็นต้น
Network Layer หรือ Communication Layer
เป็นชั้นที่ทำหน้าที่เป็นเหมือนถนนในการขับเคลื่อนข้อมูลไปยังส่วนต่างๆ ทำให้รับ-ส่งข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก็อยู่ในส่วนของชั้นนี้ ยกตัวอย่างคือ Network Layer เป็นเหมือนถนน ถ้ารถมีจำนวนมากถนนจะต้องใหญ่ ถึงจะไปถึงที่หมายได้รวดเร็ว เปรียบได้กับข้อมูลที่ส่งถ้าข้อมูลที่ส่งมีขนาดเล็กปริมาณช่องสัญญาณไม่ต้องกว่างมาก ก็ถึงที่ฝังผู้รับได้อย่างดี ชั้นนี้จะเป็นตัวกลางระหว่าง Device กับ Data link (Cloud ) ที่ทำหน้าที่สื่อสารระหว่างกันตลอดเวลา อุปกรณ์ที่อยู่ในชั้นของ Network ประกอบด้วย Lan , RS232 ,Wi-Fi ,Bluetooth , RS485 , Lora , Nb-IoT , 3G ,4G ,5G เป็นต้น ที่ใช้งานกันส่วนมากจะเป็น Router กับ Smart phone 3G หรือ 4G เป็นต้น
Data Link Layer หรือ Cloud Layer
เป็นชั้นที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการจัดการข้อมูลต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการรวบรวมข้อมูล และเก็บข้อมูล เพื่อนำไปใช้ในการวิเคราะห์ ประมวลผล หรือใช้สำหรับ AI (Artificial Intelligence) สำหรับข้อมูลที่มีมากพอสำหรับพยากรณ์อนาคตได้ ว่าฝนตกวันไหน เวลาไหน อากาศข้างหน้าจะเป็นอย่างไร และนำมาใช้กับการหาว่าเครื่องจักรในโรงงานว่าจะเสียหายในส่วนไหน ประสิทธิภาพเป็นเช่นใด ผลิตชิ้นงานได้กี่ชิ้นต่อวัน เป็นต้น สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในชั้นนี้คือการเก็บข้อมูลว่าข้อมูลที่ได้สามารถนำมาใช้งานได้มากแค่ไหน ในการวิเคราะห์ข้อมูลให้ถูกต้อง เป็นต้น ปัจจุบันที่ใช้งานอยู่จะเป็นส่วนของการเก็บข้อมูลทั่วไปบน Google Drive หรือ Drop Box ในเชิงฐานข้อมูลจะเป็น SQL เป็นต้น
Application Layer
ทำหน้าที่ในการแสดงผลโดยนำข้อมูลที่เก็บมาได้ มาแสดงเป็นรูปแบบของ กราฟ หรือแดชบอร์ด ทำให้ผู้ใช้งานเข้าใจได้ง่ายขึ้น สามารถสั่งงานได้จากระยะไกล เช่น การเปิด-ปิดเครื่องปรับอากาศ ปรับอุณภูมิ เปิด-ปิดประตูบ้านผ่านมือถือ เป็นต้น ผู้ที่จะทำงานอยู่ในส่วนนี้จะเป็นกลุ่มของ Developer Application หรือโปรแกรมเมอร์ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็น Web App ,Mobile App ,Form App เป็นต้น
Customer หรือ Business Layer
เป็นชั้นที่มีความสำคัญไม่แพ้ส่วนอื่นๆ เพราะมันคือปลายทางของระบบโครงสร้าง IoT นั่นคือ ส่วนของการนำไปใช้งานนั่นเอง ชั้นนี้เป็นชั้นของผู้ใช้งาน และผู้ที่นำระบบ IoT ไปใช้งานให้เกิดประโยชน์สูงที่สุด ใช้ในการแก้ไขปัญหา ใช้ในการตัดสินใจสำหรับผู้บริหาร ชั้นนี้เป็นชั้นที่ผู้บริหารต้องเข้าใจว่าจะสร้างระบบ IoT ไปใช้งานในส่วนไหนให้เกิดประสิทธิภาพ โดยใช้หลักการของ Business Model ในขั้นตอนนี้เพื่อวิเคราะให้รอบด้านก่อนจะลงมือสร้างระบบ IoT โดย วิเคราะห์ต้นทุน อุปกรณ์ ผู้ใช้งาน ลูกค้า โอกาส กำไรที่ได้รับ เป็นต้น แล้วเมือพัฒนาเสร็จแล้วก็ต้องมาปรับในระบบของแนวคิดของ Lean หรือ agile เป็นต้น
ทั้งหมดนี้ คือ IoT Architecture หรือที่เราเรียกกันว่าโครงสร้างของระบบ Internet of Things ซึ่งมีส่วนสำคัญในการคับเคลื่อนระบบ IoT ไปข้างหน้าได้อย่างยั่งยืน แล้วยังสามารถสื่อสารกับทุกคนได้ในรูปแบบเดียวกันทั่วโลก ว่าระบบที่กำลังทำอยู่ เราทำอยู่ในส่วนของ Layer ไหน โดนส่วนมากที่เราจะเข้าใจกันจะเป็นส่วนของ Device Layer ว่าอุปกรณ์คือ IoT แต่ในเมื่อเรารู้จักระบบโครงสร้างแล้วเราจะตอบได้ทันทีเลยว่า เราเป็นส่วนหนึ่งของระบบ IoT เท่านั้น ซึ่งระบบนี้ที่ว่ามีทั้งหมด 5 ส่วนด้วยกัน ผู้เขียนต้องการให้ทุกท่านเข้าใจระบบโครงสร้าง IoT ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น แต่ถ้าจะให้ลงรายละเอียด อาจจะต้องใช้เวลาสัก 20 วันถึงจะลงรายละเอียดได้ทั้งหมด อย่างที่ผู้เขียนได้เข้ารับการศึกษาจาก
มหาวิทยาลัยศรีปทุม ในคอร์สการ อบรม UP SKILL & RE SKILL บัณฑิตพันธุ์ใหม่ IT Non Degree ที่สามารถนำมาใช้งานได้จริง
ผู้เขียน ปุ้ม IoT
