ระบบตรวจวัดและเฝ้าระวังคุณภาพอากาศผ่านเทคโนโลยีไอโอที
คำสำคัญ:
อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง, คุณภาพอากาศ, PM2.5, คาร์บอนไดออกไซด์, Raspberry Pi, Grafanaบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาและประเมินการทำงานของระบบไอโอทีสำหรับตรวจวัดและเฝ้าระวังค่า PM2.5 และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ภายในอาคาร ระบบประกอบด้วยเซนเซอร์ PMS3003 และ MH-Z14A เชื่อมต่อกับ Raspberry Pi สำหรับรับและประมวลผลข้อมูล แสดงค่าบนจอแอลซีดี ส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย Wi-Fi ไปจัดเก็บในฐานข้อมูล และแสดงผลผ่าน Grafana Dashboard พร้อมรายงานเหตุการณ์ผ่าน Telegram เมื่อค่าตรวจวัดสูงกว่าเกณฑ์ดำเนินการที่กำหนด การประเมินประกอบด้วยการเปรียบเทียบค่าจากเซนเซอร์กับอุปกรณ์ตรวจวัดเชิงพาณิชย์จำนวน 10 คู่ข้อมูล และการตรวจสอบเชิงหน้าที่ของการรับส่ง แสดงผล และรายงานเหตุการณ์ ผลการเปรียบเทียบพบว่า PMS3003 มีค่า เท่ากับ 0.974 ค่า MAE เท่ากับ 0.58 µg/m³ และค่า RMSE เท่ากับ 0.78 µg/m³ ขณะที่ MH-Z14A มีค่า เท่ากับ 1.000 ค่า MAE เท่ากับ 1.90 ppm และค่า RMSE เท่ากับ 2.07 ppm ภายในช่วงค่าที่ทดสอบ นอกจากนี้ ค่าที่แสดงบนจอแอลซีดี และ Grafana Dashboard มีความสอดคล้องกัน และระบบสามารถเปลี่ยนสถานะพร้อมส่งข้อความผ่าน Telegram เมื่อ PM2.5 และ CO2 สูงกว่าเกณฑ์ดำเนินการ 50 µg/m³ และ 1,200 ppm ตามลำดับ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของระบบต้นแบบสำหรับตรวจวัด แสดงผล และรายงานเหตุการณ์ด้านคุณภาพอากาศภายในพื้นที่ทดลอง อย่างไรก็ตาม ผลการเปรียบเทียบเป็นการประเมินความสอดคล้องเบื้องต้นกับอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ มิใช่การสอบเทียบด้วยเครื่องมืออ้างอิงที่สามารถสอบกลับได้
เอกสารอ้างอิง
Atzori, L., Iera, A., & Morabito, G. (2010). The Internet of Things: A survey. Computer Networks, 54(15), 2787–2805. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2010.05.01
Babuska, R., Oosterhoff, J., Oudshoorn, A., & Bruijn, P. M. (2002). Fuzzy self-tuning PI control of pH in fermentation. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 15(1), 3–15.
Bai, Z., Ma, W., Ma, L., Velthof, G. L., Wei, Z., Havlík, P., ... & Zhang, F. (2018). China’s livestock transition: Driving forces, impacts, and consequences. Science Advances, 4(7), eaar8534.
Bogdanffy, L., Lorinț, C. R., & Nicola, A. (2025). Development of a low-cost traffic and air quality monitoring Internet of Things (IoT) system for sustainable urban and environmental management. Sustainability, 17(11), Article 5003. https://doi.org/10.3390/su17115003
Brook, R. D., Rajagopalan, S., Pope, C. A., III, Brook, J. R., Bhatnagar, A., Diez-Roux, A. V., Holguin, F., Hong, Y., Luepker, R. V., Mittleman, M. A., Peters, A., Siscovick, D., Smith, S. C., Jr., Whitsel, L., & Kaufman, J. D. (2010). Particulate matter air pollution and cardiovascular disease: An update to the scientific statement from the American Heart Association. Circulation, 121(21), 2331–2378. https://doi.org/10.1161/CIR.0b013e3181dbece1
Caplan, G. (1976). Support systems and community mental health. Behavioral Publications.
Cayo Cabrera, G. H., Flores Chipana, G. J., Basurco Chambilla, T. R., Martinez Cahua, A. D., Coral De La Cruz, S. E., & Vidangos Ponce, G. R. (2025). IoT-smart water monitoring module for home connection for pattern identification based on ESP32-Grafana. In 2025 IEEE Colombian Caribbean Conference (C3). IEEE. https://doi.org/10.1109/C366505.2025.11340073
Chanchay, N., & Poosaran, N. (2009). The reduction of mimosine and tannin contents in leaves of Leucaena leucocephala. Asian Journal of Food and Agro-Industry, 2, 137–144.
Chusak, T. (2011). Causal relationship model of factors influencing the performance of village health volunteers (VHVs) in Public Health Inspection Region 18 [Master's thesis, Christian University]. [in Thai]
Department of Agriculture. (2005). Notification of the Department of Agriculture: Re: Organic fertilizer standards B.E. 2548 (2005) and its amendment B.E. 2565 (2022). Ministry of Agriculture and Cooperatives. [in Thai]
Department of Agriculture. (2008). Organic fertilizer analysis manual. Ministry of Agriculture and Cooperatives. [in Thai]
Department of Health Service Support. (2022). Guidelines for promoting volunteer work in the health service system. Ministry of Public Health. [in Thai]
Doan, T. T., Henry-des-Tureaux, T., Rumpel, C., Janeau, J. L., & Jouquet, P. (2015). Impact of compost, vermicompost and biochar on soil fertility, maize yield and soil erosion in Northern Vietnam: A three year mesocosm experiment. Science of the Total Environment, 514, 147–154.
Dockery, D. W., Pope, C. A., III, Xu, X., Spengler, J. D., Ware, J. H., Fay, M. E., Ferris, B. G., Jr., & Speizer, F. E. (1993). An association between air pollution and mortality in six U.S. cities. The New England Journal of Medicine, 329(24), 1753–1759. https://doi.org/10.1056/NEJM199312093292401
Donnelly, J. H., Jr., Gibson, J. L., & Ivancevich, J. M. (2012). Human resource development and knowledge management. Houghton Mifflin.
Fahad, S., Hussain, S., Bano, A., Saud, S., Hassan, S., Shan, D., ... & Huang, J. (2015). Potential role of phytohormones and plant growth-promoting rhizobacteria in abiotic stresses: consequences for changing environment. Environmental Science and Pollution Research, 22(7), 4907–4921.
Galván, J. A., Mandujano, D., Canchos, L., Lujerio, W., & Chauca, M. (2026). A simulated IoT embedded system for classroom indoor air quality, noise, and lighting monitoring: Architecture and firmware performance analysis [Preprint]. Preprints.org. https://doi.org/10.20944/preprints202606.1250.v1
González-García, S., Bacenetti, J., Negri, M., Fiala, M., & Arroja, L. (2013). Comparative environmental performance of three different annual energy crops for biogas production in Northern Italy. Journal of Cleaner Production, 43, 71–83.
Hatsuwan, S., & Wichienhotu, D. (2025). Development of small particulate matter (PM2.5) monitoring, display, alert, and control system using IoT. Dhonburi Rajabhat University Journal of Research for Society, 11(1), 1–16. [in Thai]
Higa, T., & Parr, J. F. (1994). Beneficial and effective microorganisms for a sustainable agriculture and environment (Vol. 1). International Nature Farming Research Center.
Hodgetts, R. M. (1990). Management: Theory, process, and practice (5th ed.). Harcourt Brace Jovanovich.
Khaopathumthip, K. (2013). Participation of health volunteers in health promotion at Tambon Health Promoting Hospital, Phutthamonthon District, Nakhon Pathom Province [Master's thesis, Srinakharinwirot University]. [in Thai]
Kumar, P., Morawska, L., Martani, C., Biskos, G., Neophytou, M., Di Sabatino, S., Bell, M., Norford, L., & Britter, R. (2015). The rise of low-cost sensing for managing air pollution in cities. Environment International, 75, 199–205. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.11.019
Kumawat, K. C., Nagpal, S., & Sharma, P. (2021). Present scenario of bio-fertilizer production and marketing around the globe. In Biofertilizers (pp. 389–413). Woodhead Publishing.
Maha Sarakham Provincial Statistical Office. (2019). Articles on the elderly.
http://mahasarakham.nso.go.th/images/documents/others/mkm-geninfowithgis.pdf [in Thai]
Martínez-Blanco, J., Lazcano, C., Christensen, T. H., Muñoz, P., Rieradevall, J., Møller, J., ... & Boldrin, A. (2013). Compost benefits for agriculture evaluated by life cycle assessment. A review. Agronomy for Sustainable Development, 33(4), 721–732.
Mudaliar, M. D., & Sivakumar, N. (2020). IoT based real time energy monitoring system using Raspberry Pi. Internet of Things, 12, Article 100292. https://doi.org/10.1016/j.iot.2020.100292
Olle, M., & Williams, I. H. (2013). Effective microorganisms and their influence on vegetable production–a review. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 88(4), 380–386.
Phibunwatthanawong, T., & Riddech, N. (2019). Liquid organic fertilizer production for growing vegetables under hydroponic condition. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 8(4), 369–380.
Phu-yothin, V., et al. (2017). Civics, culture, and living in society M.4 - M.6. Aksorn Charoen Tat. [in Thai]
Poldech, C. (2008). Human resource development. http://www.lopburi.go.th/governor/book_january_51/human.doc [in Thai]
Pollution Control Department. (n.d.). Air4Thai: Air quality index report of Thailand. Retrieved August 12, 2026, from https://air4thai.pcd.go.th/webV3/#/Home [in Thai]
Pollution Control Department. (2022). Thailand pollution status report 2022. Ministry of Natural Resources and Environment. https://www.pcd.go.th/publication/30311 [in Thai]
Pope, C. A., III, & Dockery, D. W. (2006). Health effects of fine particulate air pollution: Lines that connect. Journal of the Air & Waste Management Association, 56(6), 709–742. https://doi.org/10.1080/10473289.2006.10464485
Primary Health Care Division. (2020). Standard training curriculum for village health volunteers (VHVs). Department of Health Service Support, Ministry of Public Health. Radiation. [in Thai]
Savci, S. (2012). An agricultural pollutant: chemical fertilizer. International Journal of Environmental Science and Development, 3(1), 73.
Snyder, E. G., Watkins, T. H., Solomon, P. A., Thoma, E. D., Williams, R. W., Hagler, G. S. W., Shelow, D., Hindin, D. A., Kilaru, V. J., & Preuss, P. W. (2013). The changing paradigm of air pollution monitoring. Environmental Science & Technology, 47(20), 11369–11377.
https://doi.org/10.1021/es4022602
Srisa-ard, B. (2010). Basic research (8th ed.). Suweeriyasarn. [in Thai]
Tamilias, A., Karvounidis, T., & Douligeris, C. (2025). Air quality monitoring systems: A survey. In 2025 10th South-East Europe Design Automation, Computer Engineering, Computer Networks and Social Media Conference (SEEDA-CECNSM). IEEE. https://doi.org/10.1109/SEEDA-CECNSM68644.2025.11330007
Tasmurzayev, N., Amangeldy, B., Smagulova, G., Baigarayeva, Z., & Imash, A. (2025). A low-cost IoT sensor and preliminary machine-learning feasibility study for monitoring in-cabin air quality: A pilot case from Almaty. Sensors, 25(14), Article 4521. https://doi.org/10.3390/s25144521
Van Rijn, F., Bulte, E., & Adekunle, A. (2012). Social capital and agricultural innovation in Sub-Saharan Africa. Agricultural Systems, 108, 112–122.
Wang, W. (2023). Optimization of UART communication protocol based on frequency multiplier sampling technology and asynchronous FIFO. In 2023 IEEE 2nd International Conference on Electrical Engineering, Big Data and Algorithms (EEBDA) (pp. 280–285). IEEE. https://doi.org/10.1109/EEBDA56825.2023.10090630
Wang, Z., Ma, L., Yang, R., & Ye, J. (2026). Development of a portable and low-cost sensor system for air pollution measurement. Aerosol Science and Engineering, 10, 90–101. https://doi.org/10.1007/s41810-025-00284-6
World Health Organization. (2021). WHO global air quality guidelines: Particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228
Zanella, A., Bui, N., Castellani, A., Vangelista, L., & Zorzi, M. (2014). Internet of Things for smart cities. IEEE Internet of Things Journal, 1(1), 22–32. https://doi.org/10.1109/JIOT.2014.2306328
