แอปฟลิเคชันแนะนำสถานที่อัตโนมัติโดย Estimote Location Beacon

แอปฟลิเคชันแนะนำสถานที่อัตโนมัติโดย Estimote Location Beacon

ที่มาและความสำคัญ

ปัจจุบันเทคโนโลยีเกี่ยวกับ Internet of Things (IoT) มีบทบาทเข้ามามากยิ่งขึ้นไม่เพียงแต่การเก็บข้อมูลหรือใช้ทำระบบซื้อ-ขายเท่านั้น ยังสามารถนำไปใช้เป็นเทคโนโลยีการระบุตำแหน่ง และแนะนำสถานที่ทั้งภายในและภายนอกอาคารควบคู่กับการเก็บข้อมูลการใช้งานได้อีกด้วย ทางคณะผู้วิจัยได้มีโอกาสทดลองใช้งาน Estimote location beacons ซึ่งเป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณด้วยสัญญาณ Bluetooth ใช้สำหรับการตรวจจับผู้ใช้งานที่อยู่ในบริเวณที่กำหนด คณะผู้วิจัยจึงได้ตัดสินใจนำอุปกรณ์ดังกล่าวมาทดสอบให้เป็นอุปกรณ์แนะนำสถานที่ภายในอาคารสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนามบริเวณชั้น 5 โดยอุปกรณ์ดังกล่าวจำทำงานร่วมกับแอปพลิเคชันระบบปฏิบัติการ Android

วัตถุประสงค์

- เพื่อเป็นต้นแบบของแอปพลิเคชันช่วยแนะนำสถานที่ภายในอาคารแบบอัตโนมัติ
- เพื่อทดลองใช้งาน Estimote location beacons และศึกษาการประยุกต์ใช้งานอุปกรณ์

สมมุติฐาน

Estimote location beacon น่าจะสามารถใช้งานเป็นอุปกรณ์แนะนำสถานที่ภายในอาคารได้โดยการทำงานแบบ IoT ร่วมกันระหว่างอุปกรณ์ แอปพลิเคชันในโทรศัพท์มือถือ และระบบการจัดเก็บข้อมูลออนไลน์ Cloud storage

ขอบเขตด้าน Hardware :

- Estimote location beacons 8 ชิ้น

- โทรศัพท์มือถือ ระบบปฏิบัติการ Android 1 เครื่อง
- คอมพิวเตอร์ 1 เครื่อง
- สถานที่ชั้น 5 อาคาร FIBO

ขอบเขตด้าน Software :

- Android Studio
- Estimote SDK
- Estimote Cloud

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

- สามารถนำ Estimote location beacons มาใช้งานกับโทรศัพท์มือถือระบบปฏิบัติการ Android ได้
- สามารถสร้างแอปพลิเคชันแนะนำสถานที่ภายในอาคารได้

ผลงานวิจัยและทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง

Estimote Bluetooth Beacons

Estimote Bluetooth Beacon เป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณ Bluetooth ที่มีการนำเอาความสามารถอื่นๆเข้ามาเสริมเพิ่มเติม เช่น ตรวจสอบการเคลื่อนที่ วัดอุณหภูมิ ระดับแสงสว่าง แรงดันอากาศ และอื่นๆ ขึ้นอยู่กับประเภทของ Beacon นั้นๆ นอกจากนั้นยังสามารถนำเอา Beacon หลายๆอันมาทำงานร่วมกันเป็นโครงข่ายในการสร้างเป็นแผนที่สถานที่ต่างๆทั้งภายในและภายนอกอาคาร ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้นำเอา Estimote Bluetooth Beacon ประเภท Location Beacon มาใช้งานแนะนำสถานที่ชั้น 5 ของอาคารสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม

           

Estimote Proximity SDK for Android

            Estimote location beacon สามารถทำงานได้ในการระบุตำแหน่งได้ 2 รูปแบบนั่นคือแบบ Location หรือการระบุตำแหน่งของผู้ใช้งานภายในอาคารตลอดเวลา และแบบ Proximity ที่ระบุว่าผู้ใช้งานเข้ามาอยู่ในตำแหน่งที่ติดตั้ง Beacon หรือไม่ ซึ่งอุปกรณ์ส่งสัญญาณ Bluetooth นี้สามารถใช้งานได้กับโทรศัพท์ระบบปฏิบัติการ ios และ Android ในการวิจัยนี้ผู้พัฒนาได้เลือกใช้งานในรูปแบบของ Proximity และระบบปฏิบัติการ Android ซึ่งการที่นำเขียนแอปพลิเคชันขึ้นมาเพื่อใช้งาน Estimote Location Beacon เองนั้น จำเป็นต้องนำเอา Software Development Kit (SDK) หรือซอร์ฟแวร์สำหรับพัฒนาโปรแกรมที่ทาง Estimote ได้เผยแพร่เอาไว้มาใช้ในการสร้างแอปพลิเคชัน ด้วยโปรแกรม Android Studio และภาษา Java

Android studio

            Android studio เป็น Integrated Development Environment (IDE) หรือสภาพแวดล้อมเพื่อการพัฒนาโปรแกรมสำหรับระบบปฏิบัติการ Android ซึ่งถูกปล่อยออกมาโดย Google โดย IDE นี้ทำให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเขียนโปรแกรมพร้อมกับดูการแสดงออกในรูปแบบของแอปพลิเคชันได้แบบตลอดเวลา นอกจากนี้ยังสามารถจัดองค์ประกอบในหน้าแอปพลิเคชันที่พัฒนาอยู่ด้วยการลากและวางองค์ประกอบต่างๆในหน้าต่างแอปพลิเคชันจำลองของ IDE นี้ นอกจากนี้ยังสามารถตั้งค่ารูปแบบของแบบจำลองต่างๆ และการจัดการไฟล์ต่างๆที่จำเป็นในการเขียนโปรแกรมได้อย่างสะดวกสบาย

ภาพรวมของระบบ

เมื่อนำโทรศัพท์มือถือขึ้นมาเปิดใช้งานแอปพลิเคชันที่คณะผู้วิจัยสร้างขึ้น แอปพลิเคชันจะมีการขอเปิดใช้งานระบบการเชื่อมต่อด้วย Bluetooth หลังจากนั้นเมื่อนำโทรศัพท์ที่เปิดใช้งานทั้งแอปพลิเคชันและระบบ Bluetooth เคลื่อนที่เข้าใกล้ Beacon ที่ตั้งเอาไว้ ณ สถานที่ต่างๆบริเวณชั้น 5 ของอาคารสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม แอปพลิเคชันจะทำการแจ้งเตือนว่าผู้ใช้งานอยู่ในบริเวณใด รวมถึงแสดงรูปภาพ วิดีโอแนะนำสถานที่(ในที่นี้ยังเป็นวิดีโอตัวอย่าง[Dummy]) และคำอธิบายสถานที่นั้นๆ

Specification
Refresh rate : 2 – 5 วินาที
Operation range : 0 – 50 เซนติเมตรจาก Beacon

รายละเอียดโดยรวมของระบบ

การออกแบบ

            โปรแกรมจะเป็นการทำงานร่วมกันระหว่างแอปพลิเคชัน คลังเก็บข้อมูลออนไลน์ Cloud.estimote และโทรศัพท์มือถือ ร่วมกับการดึงข้อมูลจาก  Text file ไฟล์วิดีโอ และไฟล์รูปภาพ เพื่อแนะนำสถานที่ชั้น 5 ของอาคารสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม ดังแสดงในรูปแบบของ Flow chart และ Data flow diagram

Flow chart

Data flow diagram

เริ่มต้นจาก Beacon ส่ง ID ของตนเองเข้าสู่โทรศัพท์มือถือที่เปิดใช้งานแอปพลิเคชันและระบบเชื่อมต่อด้วย Bluetooth แล้ว จากนั้นแอปพลิเคชันจะส่งค่า ID ของ Beacon นั้นๆเข้าไปตรวจสอบกับระบบเก็บข้อมูลออนไลน์ Cloud.Estimote เพื่อตรวจสอบค่า Key และ Value ของ Beacon นั้นๆกลับมา จากนั้นแสดงผลตามข้อมูลที่บันทึกเอาไว้ใน Text file ตามค่าของ Key และ Value ที่ระบุเอาไว้ จากนั้นแสดงผลลัพธ์ออกจากหน้าจอโทรศัพท์มือถือ

การลงมือทดสอบการใช้งานระบบและอุปกรณ์

เนื่องจาก Estimote location beacon จะติดกับจุดที่ติดตั้งอย่างถาวร ดังนั้นในงานวิจัย ณ ปัจจุบันจึงใช้ตะขอเกี่ยวพร้อมตัวดูดสุญญากาศ และถุงพลาสติกใสในการติดตั้ง Estimote location beacon เข้าตามสถานที่ต่างๆแทน เพื่อให้สามารถถอดออกได้หลังการทดสอบจบลง

Block diagram

Function module
- ระบบแนะนำสถานที่ชั้น 5 อาคารสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนามอัตโนมัติ

ขั้นตอนการใช้งานแอปพลิเคชัน
1. เปิดใช้งานแอปพลิเคชันในโทรศัพท์มือถือ Smart phone
2. อนุญาตการขอใช้งานระบบ Bluetooth
3. เคลื่อนที่เข้าสู้บริเวณที่มีการติดตั้ง Beacon
4. ดูรายละเอียดของสถานที่นั้นๆจากหน้าจอโทรศัพท์มือถือ Smart phone

ภาพถ่ายและวิดีโอ

แผนการดำเนินการ

เอกสารอ้างอิง

https://developer.estimote.com/indoor/android-tutorial/

https://github.com/Estimote/Android-Proximity-SDK

http://www.fibo.kmutt.ac.th/fiboweb2015/research/

https://developer.android.com/studio/

Project Github:จิ้มๆ

สมาชิก

นายเติมศักดิ์ ตันติวิวัฒน์
57340500030
- หาข้อมูลเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้งาน Estimote
- หาข้อมูลของห้องปฏิบัติการต่างๆ
- ทดสอบการใช้งาน Estimote
- ตรวจสอบและกำหนดตำแหน่งการติดตั้ง Estimote
- ออกแบบ UI
- ติดต่อบริษัท GROOV กรณีเกิดปัญหาการใช้งาน

นายพุฒินาท อาชีวะวานิช
57340500055
- หาข้อมูลเกี่ยวกับการใช้งาน Estimote
- ออกแบบและสร้างแอปพลิเคชั่นการใช้งาน
- ออกแบบ UI
- หาข้อมูลของห้องปฏิบัติการต่างๆ
- เขียน Blog นำเสนอ