Wireless I/O Modules คืออะไร
Wireless I/O Modules หรือโมดูลไร้สาย Input/Output คือ อุปกรณ์สื่อสารไร้สายที่ใช้ในระบบ IoT เพื่อเชื่อมต่อและสื่อสารกับอุปกรณ์อื่น ๆ ภายในเครือข่าย โดยสามารถรับสัญญาณและส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์อื่นได้ โมดูลนี้สามารถเชื่อมต่อกับเซนเซอร์หรืออุปกรณ์แสดงผลเพื่อให้ข้อมูลหรือรับส่งคำสั่งทำงานไปไปยังอุปกรณ์ โดยมีหลายโปรโตคอลที่ใช้ใน Wireless I/O Modules หลากหลายประเภท เช่น Wi-Fi, RFID, LPWAN, LoRaWAN ,Bluetooth, Zigbee และอื่น ๆ โมดูลไร้สาย I/O สามารถช่วยให้การเชื่อมต่อและสื่อสารในระบบ IoT ได้อย่างมีประสิทธิภาพและง่ายต่อการดูแลรักษา
ทำไมเทคโนโลยีไร้สายถึงสำคัญต่อโลกของ Industrial IoT (IIoT)?
IIoT (Industrial Internet of Things) หมายถึงระบบการเชื่อมต่อของอุปกรณ์เซ็นเซอร์แบบเคลื่อนไหวตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงการส่งข้อมูลที่ซับซ้อนผ่านอินเทอร์เน็ต ทั้งหมดนี้จะถูกบริหารจัดการด้วยซอฟต์แวร์ เมื่อแนวคิดของ Industry 4.0 เริ่มขยายตัวอย่างรวดเร็ว หนึ่งในความท้าทายของ IIoT คือการนำข้อมูลจากอุปกรณ์ในสนามมาส่งเข้าสู่ระบบคลาวด์ในวิธีที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ ธุรกิจได้รับรู้ถึงความสำคัญของเทคโนโลยีไร้สาย และได้พัฒนาเครือข่ายไร้สายที่เชื่อมต่อกับ IoT ได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยเทียบกับวิธีการติดตั้งโซลูชันแบบเชื่อมต่อด้วยสายทั่วไป เทคโนโลยีไร้สายสามารถทำให้การติดตั้งอุปกรณ์เป็นเรื่องง่ายขึ้นซึ่งเพิ่มผลิตภาพและประสิทธิภาพของการทำงาน โดยเครือข่ายไร้สายยังทำให้การติดตั้ง IoT มีความยืดหยุ่นมากขึ้นสำหรับการใช้งานทั้งในร่มและกลางแจ้ง นอกจากนี้ เครือข่ายไร้สายยังสามารถออกแบบให้รองรับหลายโปรโตคอลการสื่อสาร เช่น Modbus และ MQTT ซึ่งช่วยลดต้นทุนในการดำเนินงานได้เช่นกัน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่ต้องการติดตั้งอุปกรณ์หลายตัวและมีการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างอยู่เสมอ เช่น การติดตั้งสายแลนในโรงงานอาจมีความยุ่งยาก และเป็นอุปสรรคต่องานติดตั้ง แต่การใช้เทคโนโลยีไร้สายสามารถลดปัญหานี้ลงได้ เนื่องจากไม่ต้องมีการติดตั้งสายแลนให้ทุกตัวอุปกรณ์ ทำให้อุปกรณ์ต่าง ๆ เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ
อีกทั้งมีความสามารถในการจัดการและควบคุมการใช้งานจากระยะไกลได้ โดยไม่จำเป็นต้องเข้าไปในพื้นที่ที่มีอุปกรณ์ ดังนั้น ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบสถานะและกำหนดค่าอุปกรณ์ได้จากที่ไกลโดยใช้เทคโนโลยีไร้สาย ทำให้เกิดความสะดวกสบายและประหยัดเวลาในการดำเนินงานอีกด้วย
เทคโนโลยีไร้สายที่นิยมใช้ในการติดต่อสื่อสารในระบบ IoT
RFID หรือ Radio frequency identification
เป็นการใช้คลื่นวิทยุเพื่อระบุตัวตนของวัตถุ และถ่ายโอนข้อมูลในเวลาเดียวกัน ในการใช้งาน IoT RFID สามารถนำไปใช้กับกล้องวงจรปิด (CCTV), GPS, และเซ็นเซอร์อัจฉริยะอื่น ๆ เพื่อช่วยตรวจสอบและติดตามวัตถุได้ RFID ถูกใช้งานกันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบสถานะการเข้าออกอาคาร ควบคุมการเข้าถึงจุดสำคัญ และการติดตามสินค้าในอาคาร โรงงาน และธุรกิจการขนส่ง
Wi-Fi
มีข้อดีคือให้การถ่ายโอนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับสถานการณ์ในบ้านและอุตสาหกรรม มันสามารถทำงานได้เองหรือทำงานร่วมกับโปรโตคอลอื่น ๆ หรือร่วมกับโทรศัพท์มือถือ (cellular) ได้ แต่ Wi-Fi มีข้อจำกัดในระยะการครอบคลุม ขยายขนาด และมีการใช้พลังงานค่อนข้างสูง ดังนั้น Wi-Fi เหมาะกับอุปกรณ์ที่สามารถต่อเสียบปลั๊กไฟได้ มีพลังงานให้ใช้อย่างไม่จำกัด
SmartMesh IP
เครือข่าย SmartMesh ให้การเชื่อมต่อทางตัวนำสัญาณที่ซ้ำซ้อนกันเพื่อเชื่อมต่อกับเกตเวย์ของเครือข่าย โดยทุกโหนดในเครือข่าย mesh มีความสามารถในการเชื่อมต่อเดียวกัน ดังนั้นการทำ channel hopping จะให้เครือข่าย SmartMesh IP มีความเชื่อมั่นในการส่งข้อมูลถึง 5 nines (> 99.999%) นอกจากนี้ อุปกรณ์ SmartMesh IP สามารถใช้งานในโหมดพลังงานต่ำสุดระหว่างการสื่อสารที่ได้กำหนดไว้ได้ ซึ่งส่วนใหญ่จะทำให้มี duty cycle ต่ำกว่า 1% ในเรื่องของความปลอดภัย การสื่อสารทั้งหมดในเครือข่าย SmartMesh จะได้รับการป้องกันด้วยการเข้ารหัสแบบเอ็นด์ทูเอ็นด์ มีการตรวจสอบความถูกต้องของข้อความ และการยืนยันตัวตนของอุปกรณ์อีกด้วย
LoRaWAN
โปรโตคอลสำหรับเครือข่ายพื้นที่กว้าง แบบใช้พลังงานต่ำ (Low-Power Wide Area Network: LPWAN) ที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ต้นทางไปยังอินเทอร์เน็ตไร้สาย อุปกรณ์ LoRaWAN สามารถส่งสัญญาณได้ในระยะทางไกลสูงสุด 15-20 กิโลเมตร มีความสามารถในการกระจายสัญญาณภายในอาคารได้ดี ด้วยการใช้พลังงานต่ำ อุปกรณ์ LoRaWAN สามารถใช้งานได้นานถึง 10 ปี โดยรองรับการสื่อสารไร้สายที่ประหยัดพลังงาน มีต้นทุนต่ำ และมีความปลอดภัยในการสื่อสารเหมาะสำหรับใช้ในงานทั้ง IIoT และ M2M
NB-IoT (Narrowband IoT)
เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย สัญญาณแบบ narrowband ซึ่งเป็นเทคโนโลยีโทรคมนาคมแบบ cellular หรือสำหรับมือถือ และเหมาะสำหรับอุปกรณ์และแอปพลิเคชันแบบ M2M และ IoT โดยมีแบนด์วิดท์ต่ำเพียง 200 kHz ทำให้เหมาะสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ต้องการส่งข้อมูลจำนวนเล็ก ๆ โดยมีอายุแบตเตอรี่ที่ยาวนาน เป็นพื้นที่ครอบคลุมที่กว้างไกล และยังคงคุณภาพสัญญาณที่แข็งแรงบนเครือข่าย LTE
LTE-M
เป็นเทคโนโลยีที่ออกแบบมาเพื่อใช้ในอุปกรณ์ IoT โดยเฉพาะ เพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายมือถือ 4G โดยมีประโยชน์ในการลดต้นทุนเนื่องจากมีความกว้างของแถบความถี่จำกัด นอกจากนี้ยังถูกปรับแต่งให้เหมาะกับอุปกรณ์ที่มีการรับส่งข้อมูลที่ใช้พลังงานต่ำและใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กได้ ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานลงได้ เทคโนโลยี LTE-M นั้นมีอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่า LoRaWAN หรือ NB-IoT ที่อยู่ที่ 1 Mbps ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการการเชื่อมต่อเซลลูลาร์ในระยะไกลและต้องการความเร็วในการส่งข้อมูลสูง
เลือกอย่างไรให้เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชัน IoT ของคุณ
การสื่อสารทางอิเล็กทรอนิกส์รวมถึงเทคโนโลยีไร้สายที่เพิ่มขึ้น เปิดโอกาสให้มีการสร้างแอปพลิเคชันใหม่ ๆ เช่น การติดตามยานพาหนะและการเชื่อมต่อเครือข่าย ในการเลือกใช้วิธีสื่อสารไร้สายที่เหมาะสม และมีราคาถูกที่สุด สำหรับแอปพลิเคชันในอุตสาหกรรม IoT (IIoT) ทำให้เราต้องใช้การพิจารณาให้รอบด้านในการตัดสินใจเลือก บทความนี้จะช่วยให้คุณประเมินและเลือกวิธีสื่อสารไร้สายที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชัน IIoT ของคุณ โดยพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ อย่างละเอียด เพื่อให้คุณสามารถเลือกวิธีสื่อสารไร้สายที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชัน IIoT ของคุณได้ ซึ่งจะช่วยให้คุณได้รับการสื่อสารได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพอย่างเหมาะสมกับงานภาคอุตสาหกรรม
การเลือกโมดูลไร้สาย I/O ที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชัน IIoT นั้นเป็นงานที่ท้าทาย เนื่องจากมีตัวเลือกมากมายในตลาด ปัจจัยที่สามารถช่วยให้คุณเลือกโมดูลไร้สาย I/O ที่เหมาะสม มีดังนี้
โปรโตคอลการสื่อสาร
เลือกโมดูลไร้สาย I/O ที่ใช้โปรโตคอลการสื่อสารที่เข้ากันได้กับแอปพลิเคชัน IoT ของคุณ เช่น Wi-Fi, RFID, LPWAN และ LoRaWAN เป็นต้น
ระยะทาง
พิจารณาระยะทางที่คุณต้องการส่งข้อมูลระหว่างโมดูล I/O และอุปกรณ์ IoT หรือเกตเวย์ โมดูลไร้สาย I/O ที่เหมาะสมควรมีระยะทางที่เพียงพอเพื่อครอบคลุมระยะทางที่ต้องการ
การใช้พลังงาน
หากแอปพลิเคชัน IoT ของคุณใช้แบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่ายพลังงาน คุณควรเลือกโมดูลไร้สาย I/O ที่ใช้พลังงานต่ำเพื่อให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น
อัตราการส่งข้อมูล
พิจารณาปริมาณข้อมูลที่คุณต้องการส่งระหว่างโมดูล I/O และอุปกรณ์ IoT หรือเกตเวย์ คุณควรเลือกโมดูลไร้สาย I/O ที่สามารถจัดการอัตราการส่งข้อมูลที่ต้องการได้
ความปลอดภัย
ความปลอดภัยเป็นสิ่งที่สำคัญในแอปพลิเคชัน IoT เลือกโมดูลไร้สาย I/O ที่มีฟีเจอร์ความปลอดภัยที่ซ่อนอยู่ เช่น การเข้ารหัสและการตรวจสอบตัวตน
ความสะดวกในการส่งต่อ
เลือกโมดูลไร้สาย I/O ที่สะดวกในการส่งต่อกับอุปกรณ์หรือเกตเวย์ IoT ของคุณ ค้นหาโมดูลที่มี API หรือ SDK ที่เข้าใจง่ายและมีการสนับสนุนทางเทคนิค
ต้นทุน
พิจารณาต้นทุนของโมดูลไร้สาย I/O และตรวจสอบว่าอยู่ในงบประมาณของคุณ อย่างไรก็ตาม ก็ไม่ควรเสียคุณภาพและคุณสมบัติที่ต้องการสำหรับแอปพลิเคชัน IoT ของคุณด้วย
การนำไปใช้งานในแต่ละภาคอุตสาหกรรม
Wireless I/O Modules เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมในการนำมาใช้ในหลายตลาดและอุตสาหกรรมประเภทต่าง ๆมากมาย เนื่องจากมีคุณสมบัติและประโยชน์ที่มีประสิทธิภาพสูงในการช่วยให้ธุรกิจประสบความสำเร็จในการปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการต่าง ๆ ตัวอย่างของการนำเทคโนโลยี Wireless I/O Modules ไปใช้งานในแต่ละภาคอุตสาหกรรม ดังนี้
อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม
การใช้ Wireless I/O Modules ในหลาย ๆ ฝ่ายภายในธุรกิจอาหารและเครื่องดื่ม เช่น การติดตามและตรวจสอบการจัดส่งผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดส่งและลดความเสี่ยงของความผิดพลาดในการจัดส่งสินค้า
เครื่องจักรในภาคอุตสาหกรรม
การใช้ Wireless I/O Modules ในอุตสาหกรรมสื่อสาร เช่น การสื่อสารระหว่างเครื่องจักรที่ต้องการการดูแลและการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
อุตสาหกรรมขนส่งและโลจิสติกส์
เพื่อติดตามตำแหน่งและสภาพของสินค้าและยานพาหนะได้ เช่น เซ็นเซอร์ไร้สายสามารถใช้ตรวจวัดอุณหภูมิ ความชื้นและสภาพแวดล้อมอื่น ๆ ขณะขนส่งเพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพของสินค้าชนิดที่หลงเหลืออยู่ไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศ เทคโนโลยีติดตามไร้สายยังสามารถใช้ติดตามและควบคุมการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ เช่น รถบรรทุก รถไฟสินค้า และเรือ เพื่อปรับปรุงกระบวนการขนส่งและลดการขโมยสินค้าระหว่างการขนส่ง
อุตสหกรรมการเกษตร
เพื่อการทำงานแบบอัตโนมัติ และตรวจสอบสภาพแวดล้อม เช่น เซ็นเซอร์ไร้สายสามารถตรวจวัดระดับความชื้นในดิน อุณหภูมิและความชื้นเพื่อช่วยเกษตรกรปรับใช้น้ำได้อย่างเหมาะสม ลดการใช้น้ำ และกล้องไร้สายสามารถใช้สำหรับการตรวจสอบการเจริญเติบโตของพืชและตรวจวิธีการรักษาโรค อีกทั้งระบบไร้สายยังสามารถใช้งานเพื่ออัตโนมัติระบบการให้อาหารและน้ำให้สัตว์เลี้ยงได้อีกด้วย
อุตสหกรรมพลังงานและสาธารณูปโภค
โมดูล I/O ไร้สายสามารถใช้ในการตรวจวัดและควบคุมสิ่งอำนวยความสะดวกได้ เช่น เซ็นเซอร์ไร้สายสามารถใช้ตรวจวัดสภาพของเสาไฟฟ้า หม้อแปลง และอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อป้องกันการล้มเหลวและปรับปรุงการบำรุงรักษา ระบบไร้สายยังสามารถใช้ในการอ่านมิเตอร์ระยะไกลและควบคุมระบบสำหรับการประหยัดพลังงานได้
บทสรุป
เทคโนโลยีไร้สายสามารถทำให้การเชื่อมต่อในงานด้าน IIoT สามารถทำได้ง่ายขึ้น และยังเป็นวิธีใหม่ในการเพิ่มความสำเร็จในธุรกิจของคุณ ความสำคัญในการเลือกโมดูล I/O ไร้สายที่เหมาะสม คือการระบุขอบเขตของความต้องการที่ชัดเจน โดยการมุ่งเน้นไปที่หลักเกณฑ์อย่างถูกต้องและเหมาะสมสำหรับการใช้งานด้าน IIoT ตารางต่อไปนี้ สรุปความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีไร้สายอย่าง LoRaWAN, proprietary LPWAN, Mesh, NB-IoT, LTE-M, Wi-Fi และ RFID เพื่อใช้ประกอบในการพิจารณาเลือกโมดูล I/O เพื่อเกิดประโยชน์ และประสิทธิภาพสูงสุดในงานด้าน IIoT
ก้าวเข้าสู่ Industry 4.0
ดูผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องได้ที่นี่
