เซ็นเซอร์อินฟราเรดสำหรับคลังสินค้าอัจฉริยะ

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กิตติพงษ์ เยาวาจา หัวหน้ากลุ่มวิจัยวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติขั้นสูง และผู้รับผิดชอบหลักสูตรหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ (นานาชาติ)​ ม.เกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา

น.ส.อภิชญา ไลน์
ออกแบบครื่องลำเลียงและค้นหาข้อมูลในการทำ

โครงงานนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต
ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและระบบการผลิต คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
ปีการศึกษา 2562

ชื่อโครงงาน การใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดวัดระยะทางตรวจจับวัตถุ
โดย นางสาว อภิชญา ไลน์

บทคัดย่อ
ปัจจุบันมีเทคโนโลยีมากมายในการตรวจจับวัตถุและแสดงผลการตรวจจับในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อศึกษาการทำงานของเซ็นเซอร์ โดยเซ็นเซอร์มีการใช้งานหลายรูปแบบและรูปร่างรวมถึงหลักการทำงานต่างกันไป แต่วัตถุประสงค์ในการใช้งานใกล้เคียงกัน
โครงงานวิศวกรรมนี้ มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาการทำงานของวัตถุและนำมาใช้เพื่อให้เข้ากับการใช้งาน สามารถใช้งานได้ง่าย และแสดงผลให้ผู้ใช้งานทราบในทันที โดยแสดงผลผ่านหน้าจอทั้งทางคอมพิวเตอร์ และจอ LCD
จากการดำเนินการพบว่า เซ็นเซอร์ที่นำมาทดลองมีคุณสมบัติต่างกัน แต่วัตถุประสงค์ในการใช้งานไปในทางเดียวกัน ดังนั้น ผู้ศึกษาจึงต้องคำนึงถึงปัจจัย เช่น อุณหภูมิ แสง ระยะทางที่เซนเซอร์สามารถอ่านได้ เป็นต้น และวัตุประสงค์ การแสดงผล ความต้องการการใช้งานที่แท้จริง

 
สารบัญ
หน้า
บทคัดย่อ ก
กิตติกรรมประกาศ ข
บทที่ 1 1
บทนำ 1
1.1 ที่มาและความสำคัญของโครงงาน 1
1.2 วัตถุประสงค์โครงงาน 2
1.3 ขอบเขตของโครงงาน 2
1.4 ขั้นตอนและวิธีการดำเนินการ 2
1.5 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 3
บทที่ 2 4
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง 4
2.1 ประวัติเทคโนโลยีอาร์เอฟไอดี 4
2.2 ส่วนประกอบของอาร์เอฟไอดี 7
2.2.1 แท็ก (Tag) 8
2.2.2 สายอากาศของเครื่องอ่านข้อมูล (Reader Antenna) 16
2.2.3 เครื่องอ่านข้อมูล (RFID Reader) 17
2.2.4 เครื่องคอมพิวเตอร์ 19
2.3 หลักการทำงานของระบบอาร์เอฟไอดี 19
2.3.1 หลักการทำงานของระบบอาร์เอฟไอดีชนิดพาสซีฟ (ระยะใกล้) 20
2.3.2 หลักการทำงานของระบบอาร์เอฟไอดีชนิดแอกทีฟระยะไกล 21
2.4 หลักการทำงานของ Infrared Sensor 22
บทที่ 3 24
วิธีการดำเนินงานโครงงาน 24
3.1 ขั้นตอนการดำเนินงาน 24
3.2 ศึกษาการทำงานของเซ็นเซอร์แบบต่าง ๆ และทดลองใช้งาน 25
3.3 การเขียนโปรแกรมควบคุมอินฟราเรดเซ็นเซอร์และการออกแบบการใช้งาน 35
3.4 การทำงานของเซ็นเซอร์อินฟราเรดและโปรแกรมที่ออกแบบมาใช้งานร่วมกัน 42
3.5 อธิบายการทำงานของระบบ 44
บทที่ 4 47
ผลการทดลอง 47
4.1 บทนำ 47
4.2 ปัญหา/อุปสรรค ในการดำเนินการ 47
4.3 ประโยชน์/สิ่งที่ได้รับจากการปฏิบัติงาน 47
บทที่ 5 48
สรุปการทดลองและวิจารณ์ 48
5.1 สรุปผลการทดลอง 48
5.2 ข้อเสนอแนะ 48
เอกสารอ้างอิง 49
ภาคผนวก 52
ภาคผนวก (ก) 53
โปรแกรมตรวจจับวัตถุและนับจำนวนวัตถุ 53
ภาคผนวก (ข) 57
โปรแกรมITEM Count 57

สารบัญรูปภาพ
หน้า
ภาพที่ 2.1 ตัววอย่างรูปแบบแท็กกันขโมย (EAS Tag) 5
ภาพที่ 2.2 ย่านความถี่ใช้งานของระบบ RFID 7
ภาพที่ 2.3 ส่วนประกอบของระบบ RFID 8
ภาพที่ 2.4 ป้าย(Tag, Transponder) 8
ภาพที่ 2.5 ตัวอย่างแท็กชนิดพาสซีฟ 11
ภาพที่ 2.6 ตัวอย่างแท็กชนิดแอกทีฟสำหรับติดกระจกรถยนต์ 12
ภาพที่ 2.7 ตัวอย่างแท็กย่านความถี่สูง (High Frequency Tag) 13
ภาพที่ 2.8 ตัวอย่างแท็กย่านความถี่สูงยิ่ง (Ultra High Frequency Tag) 14
ภาพที่ 2.9 ตัวอย่าง Wi-Fi Active RFID Tag 16
ภาพที่ 2.10 ตัวอย่างเครื่องอ่านอาร์เอฟไอดี 18
ภาพที่ 2.11 ตัวโมดูลเซ็นเซอร์อินฟราเรดสำหรับตรวจจับวัตถุ 22
ภาพที่ 2.12 ลำแสงจะสะท้อนกับแผ่นสะท้อน Reflector 22
ภาพที่ 2.13 เมื่อวัตถุหรือชิ้นงานผ่านเข้ามาที่หน้าเซ็นเซอร์ 23
รูปที่ 3.1 Flow chart แสดงการการออกแบบและการเลือกใช้งานเซนเซอร์ในโครงงาน 25
ภาพที่ 3.2 โมดูล MF522-ED 25
รูปที่3.3 การต่อวงจรโมดูล MF522-ED 26
ภาพที่ 3.4 ผลการแสดงผลของโมดูล MF522-ED 29
ภาพที่ 3.5 Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK 30
รูปที่3.6 การต่อวงจร Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK 31
รูปที่ 3.7 ผลการแสดงผลของโมดูล Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK 32
ภาพที่ 3.8 Motion Sensor Arduino PIR HC-SR501 32
รูปที่ 3.9 การต่อวงจร Motion Sensor Arduino PIR HC-SR501 33
รูปที่ 3.10 ผลการแสดงผลของ Motion Sensor Arduino PIR HC-SR501 34
รูปที่ 3.11 จำนวนวัตถุที่นับได้จากการตรวจจับวัตถุได้ 35
รูปที่ 3.12 Dell Inspiron 15 5000 Series 36
รูปที่ 3.13 ตู้กันน้ำพลาสติก 36
รูปที่ 3.14 บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino Uno และสาย USB cable 37
รูปที่ 3.15 สวิตช์กดติดปล่อยดับ 38
รูปที่ 3.16 สวิตช์ไฟเปิด-ปิด 38
รูปที่ 3.17 LCD ขนาด 16X2 38
รูปที่ 3.18 หลอดไฟ LED 5 V 38
รูปที่ 3.19 แผนภาพการต่อวงจร 40
รูปที่ 3.20 อุปกรณ์ที่ได้ต่อวงจรกับบอร์ดเรียบร้อยแล้ว 41
รูปที่ 3.21 กล่องที่ประกอบอุปกรณ์เรียบร้อยแล้ว 41
รูปที่ 3.22 อธิบายอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ติดตั้ง 42
รูปที่ 3.23 Flowchart แสดงการทำงานโดยรวมของเซนเซอร์และโปรแกรม 43
รูปที่ 3.24 โปรแกรมITEM Count 44
รูปที่ 3.25 หน้าต่างโปรแกรม ITEM Count 44
รูปที่ 3.26 ทำการเลือกพอร์ต 45
รูปที่ 3.27 หน้าจอ LCD แสดงข้อความตามลำดับ 45
รูปที่ 3.28 ไฟ LED ติดเมื่อมีวัตถุผ่านเซ็นเซอร์ 46
รูปที่ 3.29 โปรแกรม ITEM Count แสดงจำนวนวัตถุที่ตรวจจับได้ 46
รูปที่ 3.30 หน้าจอ LCD แสดงจำนวนวัตถุที่ตรวจจับได้ 46

บทที่ 1
บทนำ

1.1 ที่มาและความสำคัญของโครงงาน
ปัจจุบันมนุษย์เรานำเทคโนโลยีมาใช้ในการดำเนินกิจกรรมต่าง ๆ ทั้งในชีวิตประจำวัน สังคม ธุรกิจอุตสาหกรรม เป็นต้น เพื่อให้มีความสะดวกสบายมายิ่งขึ้น โดยเทคโนโลยี RFID นั้นได้พัฒนามาจากเทคโนโลยีแสดงตัวตนแบบอัตโนมัติ (Automatic Identification) หรือ Auto-ID ซึ่งความสามารถของเทคโนโลยี Auto-ID คือการระบุตัวตนของมนุษย์ สัตว์ สินค้า หรือแม้แต่วัตถุดิบที่ใช้ในกระบวนการการผลิต เป็นต้น ตัวอย่างของเทคโนโลยี Auto-ID ที่เห็นได้ทั่วไปคือ บาร์โค้ด (Barcode) ที่มีลักษณะเป็นแถบรหัสขนาดต่าง ๆ ติดอยู่ตามสินค้าทั่วไป อีกประเภทหนึ่งที่คุ้นเคยในประชีวิตประจำวัน นั่นคือ เทคโนโลยีสมาร์ทการ์ด (smartcard) มีลักษณะเป็นบัตรพลาสติกภายในสามารถบันทึกข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการบริการใช้งาน ตัวอย่างเช่น SIM (Subscriber Identify Module) ที่ใช้บันทึกข้อมูลเกี่ยวกับหมายเลขและรหัสต่าง ๆ เพื่อใช้ติดต่อสื่อสารกับเครือข่ายโทรศัพท์อื่น ๆ ปัจจุบันมีเทคโนโลยี Auto-ID ประเภทใหม่ได้รับความนิยมในการใช้งานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากความสะดวกในการใช้งานรวมถึงการรองรับข้อมูล และความต้องการใช้งานในแอพพลิเคชั่นได้หลากหลายรูปแบบ ทั้งยังมีต้นทุนที่ไม่สูงมากและเป็นการสื่อสารโดยไม่ต้องสัมผัสกับเครื่องอ่านข้อมูล ทำให้ช่วยลดปัญหาความไม่แม่นยำและความคลาดเคลื่อนในการอ่าน-เขียนข้อมูล เมื่อเทียบกับการใช้งานแบบสัมผัส ซึ่งอาจเกิดการสึกหรอของหน้าสัมผัส ซึ่งเทคโนโลยี Auto-ID ประเภทใหม่นี้มีชื่อเรียกว่า Radio Frequency Identification เรียกย่อ ๆว่า RFID
RFID (Radio Frequency Identification) เป็นระบบตรวจจับหรืออ่านรหัสโดยการใช้คลื่นวิทยุใช้ในการระบุวัตถุระยะไกล ปัจจุบัน RFID มีบทบาทในทุก ๆ ด้าน ไม่ว่าจะนำมาใช้แทนระบบบาร์โค้ดหรือนำมาใช้ในการดำเนินงานด้านโลจิสติกส์ ด้านอุตสาหกรรม ด้านการขนส่ง ด้านการแพทย์ ด้านการเกษตร ด้ารการจราจร เช่น การตรวจจับความเร็วของรถบนท้องถนน ระบบตั๋วอิเล็กทรอนิกส์(e-ticket) ด้านความปลอดภัย เช่น ระบบเข้า-ออกอาคาร(Access Control / Personal Identification) ระบบหนังสือเดินทางอิเล็กทรอนิกส์(e-passport) ด้านการชำระสินค้าและบริการ เป็นต้น จุดเด่นของเทคโนโลยี RFID นี้คือ สามารถอ่านข้อมูลจากป้ายหรือแท็ก (Tag) ได้หลาย ๆ แท็กพร้อม ๆ กันแบบไร้การสัมผัส อ่านข้อมูลด้วยความรวดเร็ว และสามารถอ่านค่าได้แม้ในสภาพที่ทัศนวิสัยไม่ดี ทนต่อความเปียกชื้น แรงสั่นสะเทือน และการกระทบกระแทก ทำให้หลายองค์กรมีการปรับเปลี่ยนเพื่อรองรับหรือนำศักยภาพของอาร์เอฟไอดีมาใช้เพื่อก่อให้เกิดประโยชน์สูงสุด
1.2 วัตถุประสงค์โครงงาน
1.2.1 เพื่อศึกษาและประยุกต์ใช้เทคโนโลยี RFID
1.2.2 เพื่อใช้เทคโนโลยี RFID ในการตรวจนับวัตถุ
1.2.3 เพื่อให้เกิดทักษะในการออกแบบอุปกรณ์ให้มีความเหมาะสมกับการใช้งานได้
1.2.4 เพื่อเปรียบเทียบหาประสิทธิภาพความแม่นยำของ RFID ในการตรวจนับวัตถุ

1.3 ขอบเขตของโครงงาน
1.3.1 ออกแบบระบบการทำงานของระบบ
1.3.2 สามารถตรวจนับพาเลท
1.3.3 ระบบสามารถทำงานตามคำสั่งโปรแกรมที่ออกแบบไว้

1.4 ขั้นตอนและวิธีการดำเนินการ
1.4.1 ปรึกษาอาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานเกี่ยวกับขอบเขตของงานที่จะทำ
1.4.2 ทำการศึกษาเกี่ยวกับการทำงานและข้อมูลทั่วไปของระบบ RFID
1.4.3 ศึกษาโปรแกรมที่นำมาใช้ ได้แก่ Arduino, Visual Basic2010
1.4.4 ทดลองเซนเซอร์ต้นแบบ
1.4.5 ทำการออกแบบระบบ
1.4.6 ทำโครงสร้างของอุปกรณ์
1.4.7 ทดลองอุปกรณ์
1.4.8 ทดสอบใช้งานจริง
1.4.9 ทำการเก็บข้อมูลการทำงานและแก้ไข
1.4.10 สรุปการดำเนินงาน
1.4.11 นำเสนอโครงงาน

1.5 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ
1.5.1 ได้เรียนรู้เทคโนโลยีแสดงตัวตนแบบอัตโนมัติ (Automatic Identification) หรือ Auto-ID ประเภท RFID (Radio Frequency Identification)
1.5.2 สามารถเขียนโปรแกรมควบคุม
1.5.3 พัฒนาทักษะการออกแบบ/การเขียนโปรแกรม
1.5.4 ได้ฝึกทักษะเพื่อเตรียมความพร้อมในการทำงานจริง

บทที่ 2
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง

2.1 ประวัติเทคโนโลยีอาร์เอฟไอดี
สมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 ประเทศในกลุ่มพันธมิตรและกลุ่มอักษะได้มีการใช้เรดาร์ ซึ่งค้นพบในปีค.ศ. 1935 โดย เซอร์โรเบิร์ต อเล็กซานเดอร์ วัตสัน-วัตต์ โดยใช้ในการตรวจจับและเตือนเครื่องบินที่กำลังเข้ามา แต่ปัญหาของการใช้เรดาห์ในยุคนั้น คือไม่สามารถแยกแยะเครื่องบินรบได้ ต่อมาทางฝ่ายเยอรมันได้ค้นพบว่า เมื่อเครื่องบินหมุนตัว การสะท้อนสัญญาณเรดาห์จะเปลี่ยนไป ส่งผลให้ทราบว่า เครื่องบินที่บินเข้ามาเป็นของฝ่ายเยอรมัน นับเป็นจุดกำเนิดอาร์เอฟไอดีที่การรับข้อมูลขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการสะท้อนของคลื่นวิทยุ
ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีเรดาห์มีการพัฒนาขึ้น นักบินสามารถสื่อสารกับเครื่องบินสถานีภาคพื้นดินและนักบินด้วยกันได้ เรียกว่า ระบบแยกแยะระหว่างมิตรกับศัตรู หรือ IFF (Identification Friend or Foe) หลักการทำงานคือ เมื่อเครื่องบินได้รับสัญญาณเรดาห์จากสถานีภาคพื้นดินหรือระหว่างเครื่องบิน ตัวเครื่องบินจะส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ตอบกลับไป ทำให้ทราบว่าเป็นเครื่องบินของฝ่ายไหน ซึ่งเป็นการสื่อสารแบบอาร์เอฟไอดีที่วัตถุส่งสัญญาณจากตัวเองไปยังผู้ถาม
จากนั้นได้มีการนำอาร์เอฟไอดีมาใช้ในเชิงพาณิชย์ ได้แก่ ระบบกันขโมย (EAS: Electric Article Surveillance) ในห้างสรรพสินค้าจะมีการติดอาร์เอฟไอดีแบบ 1 บิต ซึ่งมีการตั้งค่าไว้เป็น ‘0’ หรือ ‘1’ เมื่อชำระเงินค่าสินค้าแล้ว ข้อมูลในแท็กจะถูกตั้งค่าเป็นบิต ‘0’ ทำให้สามารถนำสินค้าออกกจากร้านได้ แต่ในกรณีที่ไม่มีการชำระสินค้า หากนำสินค้าผ่านประตูเครื่องตรวจ แท็กกันขโมยสินค้าจะมีค่าเป็นบิต ‘1’ ทำให้มีสัญญาณเตือนขึ้น

ภาพที่ 2.1 ตัววอย่างรูปแบบแท็กกันขโมย (EAS Tag) นิยมใช้ติดสินค้าในห้างสรรพสินค้าทั่วไป สามารถนำกลับมาใช้งานใหม่ได้
(ที่มา: https://www.indiamart.com/proddetail/t001-eas-tag-21072060130.html)

การพัฒนาของอาร์เอฟไอดีได้มีการมอบสิทธิบัตรของอเมริกาเกี่ยวกับอาร์เอฟไอดีครั้งแรกให้กับ Mario W. Cardullo เป็นสิทธิบัตรเกี่ยวกับ แท็กแบบแอกทีฟ (Active) เมื่อวันที่ 23 มกราคม ค.ศ. 1973 และในปีเดียวกันได้มีการมอบสิทธิบัตรเกี่ยวกับ แท็กแบบพาสซีฟ (Passive) ให้แก่ Charles Walton โดยประยุกต์ใช้งานสำหรับการเปิดล็อกประตู และ Charles Walton ได้อนุญาตสิทธิให้บริษัท Schlage เป็นผู้ผลิต
ในช่วงปี ค.ศ. 1970 รัฐบาลสหรัฐอเมริกาได้มีการพัฒนาเกี่ยวกับอาร์เอฟไอดีที่ศูนย์วิจัยแห่งชาติลอสอลามอส (Los Alamos National Laboratory) รัฐนิวเม็กซิโก ใช้สำหรับการติดตามวัตถุนิวเคลียร์ให้กับกระทรวงพลังงาน โดยใช้อาร์เอฟไอดีติดกับรถบรรทุกและเครื่องอ่านที่ประตูทางเข้า-ออก ต่อมาทีมนักวิทยาศาสตร์ของศูนย์วิจัยแห่งนี้ ได้ออกมาตั้งบริษัทและพัฒนาเป็นระบบเก็บค่าทางด่วนอัตโนมัติ ในขณะเดียวกัน กระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกามีความต้องการแท็กแบบพาสซีฟชนิดความถี่ 125 กิโลเฮิรตซ์ ได้มีการใช้ในเชิงพาณิชย์อีกหลายรูปแบบ ต่อมาได้มีการพัฒนาไปที่ย่านความถี่ 13.56 เมะเฮิรตซ์ (High Frequency)
ในช่วงต้นปี ค.ศ. 1990 บริษัทไอบีเอ็มได้พัฒนาและจดสิทธิบัตรอาร์เอฟไอดีในย่านสูงยิ่ง UHF: Ultra High Frequency (ย่านความถี่ตั้งแต่ 300 เมกะเฮิรตซ์ถึง 3 กิกะเฮิรตซ์) แต่ประสบปัญหาสภาวะทางการเงิน จึงได้ขายสิทธิบัตรนี้ให้กับบริษัท Intermec ในช่วงกลางปีค.ศ. 1990 ในช่วงนั้นการใช้งานยังไม่เป็นที่แพร่หลายนัก เนื่องจากอุปกรณ์ยังมีราคาสูงมาก
อาร์เอฟไอดีในย่านความถี่สูงยิ่ง (UHF: Ultra High Frequency) ได้ประกาศตัวอีกครั้งในปีค.ศ. 1999 เมื่อ UCC (Uniform Code Council) และหน่วยงาน EAN International บริษัท Procter & Gamble และ บริษัท Gillette ได้ร่วมก่อตั้งศูนย์ Auto-ID ขึ้นที่สถาบันเทคโนโลยีแสซาชูเซตส์ (MIT) ประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อพัฒนาแนวทางการใช้อาร์เอฟไอดีในห่วงโซ่อุปทาน (Supply Chain) และในช่วงปี ค.ศ. 1999-2003 Auto-ID ได้รับการสนับสนุนจากบริษัทเอกชนจำนวนมาก มีการขยายศูนย์ Auto-ID ไปยังประเทศออสเตรเลีย อังกฤษ สวิตเซอร์แลนด์ ญี่ปุ่น และจีน และได้พัฒนามาตรฐานใหม่เรียกว่า รหัสสินค้าอิเล็กทรอนิกส์ EPC (Electronic Product Code) ในปีค.ศ. 2003 โดยเทคโนโลยีนี้ได้ถูกขายให้กับ UCC ซึ่งได้ร่วมกับ EAN International ตั้งบริษัท EPC global เพื่อพัฒนา EPC ในเชิงพาณิชย์
ในเวลาต่อมาศูนย์ Auto-ID ได้ปิดตัวลงอย่างเป็นทางการ โดยยังคงเหลือเฉพาะส่วนปฏิบัติการวิจัยและพัฒนา (Auto-ID Lab) และในเดือนธันวาคม ค.ศ. 2004 EPC global ได้รับรองมาตรฐาน EPC Gen 2 โดยบริษัทขนาดใหญ่ เช่น ห้าง Tesco และ Wal-Mart หรือแม้แต่กระทรวงกลาโหมสหรัฐ (DoD) ได้วางแผนจะใช้ EPC สำหรับติดตามสินค้าที่ส่งในห่วงโซ่อุปทาน (Supply Chain) ของตนเอง
ในปัจจุบันคลื่นความถี่วิทยุที่ใช้งานในระบบ RFID จะอยู่ในย่านความถี่ ISM (Industrial Scientific-Medical) ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่กำหนดการใช้งานในเชิงอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์ สามารถใช้งานได้โดยไม่ตรงกับย่านความถี่ที่ใช้งานในการสื่อสารทั่วไปตามข้อกำหนดของสำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กสทช.) ย่านความถี่ของระบบ RFID สามารถแบ่งออกเป็น 4 ย่านความถี่หลักได้แก่
• ย่านความถี่ต่ำ (Low Frequency: LF) ใช้ความถี่ต่ำกว่า 135 kHz
• ย่านความถี่สูง (High Frequency: HF) ใช้ความถี่ 13.56 MHz
• ย่านความถี่สูงยิ่ง (Ultra High Frequency: UHF) ใช้ความถี่ 433 MHz หรือ 920 MHz หรือ 2.45 GHz
• ย่านความถี่ไมโครเวฟ (Microwave Frequency) ใช้ความถี่ 5 GHz
การใช้งานในสองย่านความถี่แรกคือ ย่านความถี่ต่ำ (Low Frequency: LF) และ ย่านความถี่สูง (High Frequency: HF) จะเหมาะสำหรับใช้กับงานที่มีระยะการสื่อสารข้อมูลในระยะใกล้ เช่น การตรวจสอบการผ่านเข้า-ออกในพื้นที่ การตรวจหา การเก็บประวัติในสัตว์เป็นต้น ซึ่งระบบ RFID ในย่านความถี่ต่ำมีความสำคัญในงานด้านการจัดการฟาร์มและการลงทะเบียนสัตว์อันจะทำให้เป็นการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันให้กับอุตสาหกรรมการเลี้ยงสัตว์ของประเทศไทยและเป็นระบบพื้นฐานให้กับโครงการระบบตรวจสอบย้อนกลับของอาหารและโครงการอาหารปลอดภัย
ส่วนระบบ RFID ในย่านความถี่สูงยิ่งนั้นจะถูกใช้กับงานที่มีระยะการสื่อสารข้อมูลในระยะไกล เช่น ระบบเก็บค่าบริการบนทางด่วน เป็นต้น และในปัจจุบันการวิจัยและพัฒนาระบบ RFID ในย่านความถี่ไมโครเวฟ ที่ความถี่ 2.45 GHz และ 5 GHz ได้มีการดำเนินการสำหรับใช้งานที่ต้องการระยะอ่านที่ไกลกว่า 10 เมตร
*หมายเหตุ: โดยทั่วไปแล้วระบบ RFID ในย่านความถี่ต่ำ มีระยะการอ่านประมาณ 10-20 เซนติเมตร ในย่านความถี่สูง มีระยะการอ่านประมาณ 100 เซนติเมตร และในย่านความถี่สูงยิ่ง มีระยะอ่านประมาณ 1-10 เมตร

ภาพที่ 2.2 ย่านความถี่ใช้งานของระบบ RFID
(ที่มา: http://www.ecti-thailand.org/emagazine/views/106)

2.2 ส่วนประกอบของอาร์เอฟไอดี
ระบบของอาร์เอฟไอดี ประกอบด้วย 4 ส่วนที่สำคัญ คือ แท็ก สายอากาศของเครื่องอ่านข้อมูล เครื่องอ่านข้อมูล และเครื่องคอมพิวเตอร์

ภาพที่ 2.3 ส่วนประกอบของระบบ RFID
(ที่มา: http://www.ecti-thailand.org/emagazine/views/106)

2.2.1 แท็ก (Tag)

ภาพที่ 2.4 ป้าย(Tag, Transponder)
(ที่มา: https://sites.google.com/a/skb.ac.th/rfid_nattawadee-sa-nguanwaree/home)

แท็ก มีอีกชื่อหนึ่งว่า ทรานสปอนเดอร์ (Transponder) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณหรือข้อมูลที่บันทึกอยู่ในแท็กแล้วตอบสนองไปที่เครื่องอ่านข้อมูล (RFID Reader) ผ่านคลื่นความถี่วิทยุ โดยส่วนใหญ่ใช้ติดกับวัตถุ (คน สัตว์ หรือสิ่งของ) ที่ต้องการข้อมูล โดยโครงสร้างภายในของแท็กประกอบด้วย 2 ส่วนหลักๆ คือ 1. สายอากาศ (Tag Antenna) เป็นขดลวดขนาดเล็ก ทำหน้าที่เป็นสายอากาศ สำหรับรับส่งสัญญาณคลื่นวิทยุและสร้างพลังงานป้อนให้กับไมโครชิป

1. ไมโครชิป (Microchip) เป็นวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ๆ ทำหน้าที่เก้บข้อมูลของวัตถุที่ต้องการ เช่น รหัสข้อมูลต่าง ๆ รหัสสินค้า เป็นต้น โดยทั่วไปโครงสร้างภายในส่วนที่เป็นไมโครชิปของแท็ก ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก ๆ ได้แก่
2. ส่วนของการควบคุมภาครับส่งสัญญาณวิทยุ (Analog RF Front End Unit) ประกอบด้วยภาคดีมอดูเลตและภาคมอดูเลต (สำหรับรับส่งข้อมูลระหว่างแท็กกับเครื่องอ่าน) และวงจรกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก
3. ส่วนของการควบคุมภาคดิจิตอล (Digital Baseband Unit) ทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับกระบวนการทางดิจิตอลทั้งหมด ประกอบด้วยส่วนบันทึกข้อมูล(ประกอบด้วยหน่วยความจำ แรม (RAM) รอม (ROM) อีอีพรอม (EEPROM) ) ส่วนของการเข้ารหัส (Cryptos Unit) ส่วนตอบรับสัญญาณร้องขอ (Answer to Request) ส่วนควบคุมและประมวลผลทางคณิตศาสตร์ (Control & Arithmetic Unit)
   โดยทั่วไปแท็กอาจทำจากวัสดุชนิดต่าง ๆ เช่น กระดาษ แผ่นฟิลม์ และพลาสติก เป็นต้น ซึ่งมีขนาดและรูปร่างต่างกันไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและวัสดุที่จะนำแท็กไปติด และมีหลากหลายรูปแบบ เช่น ขนาดเท่าบัตรเครดิต เหรียญ กระดุม ฉลากสินค้า แคปซูล เป็นต้น ชนิดของแท็กสามารถแบ่งได้หลายวิธี โดยแต่ละชนิดก็มีความแตกต่างกันในเรื่องของการใช้งาน ราคา โครงสร้างและหลักการทำงาน ดังนี้
   แท็กชนิดแบ่งตามความสามารถในการอ่านและเขียนข้อมูล
   • แท็กชนิดอ่านได้เพียงอย่างเดียว (Read-Only Tags) แท็กชนิดนี้ส่วนใหญ่มีราคาถูก มีหน่วยความจำขนาดเล็ก เช่น 32, 64 หรือ 128 บิต โดยข้อมูลในหน่วยความจำจะถูกเขียนโปรแกรมรหัสที่ไม่ซ้ำกันมาจากโรงงานผู้ผลิต เรียกสั้น ๆ ว่า รหัส UID (Unique ID) ซึ่งผู้ใช้ไม่สามารถเขียนข้อมูลใหม่ลงไปในแท็กได้ ส่วนใหญ่หน่วยความจำจะเป็นแบบรอม (ROM: Read Only Memory)
   • แท็กชนิดที่เขียนได้ครั้งเดียว (Worm: Write Once/Read Many Tags) แท็กชนิดนี้เขียนได้ครั้งเดียว แต่สามารถอ่านได้หลายครั้ง ผู้ใช้สามารถโปรแกรมรหัสหรือข้อมูลได้หนึ่งครั้งก่อนนำไปใช้งาน โดยไม่สามารถนำกลับมาโปรแกรมซ้ำใหม่ได้ หน่วยความจำที่ใช้ในการออกแบบแท็กชนิดนี้ จะเป็นแบบพรอม (PROM: Programmable Read-Only Memory) คือหน่วยความจำที่ผู้ใช้สามารถแก้ไขข้อมูลที่บันทึกไว้ได้ 1 ครั้ง การใช้งานจึงยืดหยุ่นกว่า
   • แท็กชนิดที่อ่านและเขียนข้อมูลได้หลายครั้ง (Read/Write Tags) แท็กชนิดนี้มีอายุการใช้งานยืดหยุ่นสูง เพราะผู้ใช้สามารถอ่านและเขียนข้อมูลลงไปได้บ่อยเท่าที่ต้องการ มีหน่วยความจำขนาดใหญ่ตั้งแต่ 16 ไบต์จนถึง 4 กิโลไบต์ ผู้ใช้สามารถบันทึกข้อมูลต่าง ๆ ที่จำเป็นลงไปในแท็กได้นอกเหนือจากรหัส ส่วนใหญ่หน่วยความจำจะเป็นแบบอีอีพรอม (EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) คือ หน่วยความจำที่ผู้ใช้สามารถลบ แก้ไข หรือเขียนซ้ำข้อมูลที่บรรจุอยู่ภายในได้ และกระทำซ้ำได้หลายครั้ง โดยอาศัยแอปพลิชันที่ใช้กำลังไฟฟ้าสูงกว่าปกติ ราคาต่อหน่วยของแท็กชนิดนี้จะสูงกว่าแท็กชนิดอื่น เพราะมีคุณสมบัติที่ดีกว่านั่นเอง

แท็กชนิดแบ่งตามเทคโนโลยีและแหล่งพลังงานของแท็กที่ได้รับ
• แท็กชนิดพาสซีฟ (Passive Tag) เป็นแท็กที่นิยมใช้กันมากที่สุดเพราะราคาถูก เนื่องจากแท็กไม่มีแบตเตอรี่อยู่ภายใน ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนาน(สูงสุดประมาณ 20 ปี) และตัวแท็กมีขนาดเล็ก สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายการทำงานจะอาศัยพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากเครื่องอ่าน โครงสร้างภายในเป็น IC (Integrated circuits)ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ๆ ได้แก่ ส่วนควบคุมการทำงานของภาครับ-ส่งสัญญาณวิทยุ(Analog Front End) ส่วนควบคุมภาค Logic (Digital control unit) ส่วนของหน่วยความจำ(Memory) ซึ่งอาจจะเป็นแบบ ROM หรือ EEPROM ข้อเสียคือ มีระยะการรับส่งข้อมูลใกล้ระยะไม่เกิน 1 เมตรขึ้นอยู่กับความแรงของเครื่องส่งและคลิ่นความถี่วิทยุ (5-10 เซนติเมตร ในย่านความถี่ต่ำและความถี่สูง และ 3-5 เซนติเมตรในย่านความถี่สูง) มีขนาดความจำเล็ก (64 บิต ถึง 2 กิโลบิต) และมีความไวต่อสิ่งกระตุ้นสูง (Sensitive) เมื่อนำไปใช้งานในสิ่งแวดล้อมที่มีน้ำและความชื้นสูง บริเวณที่มีโลหะหรือมีสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวนสูง จะส่งผลให้ประสิทธิภาพในการอ่านลดลง หรือบางครั้งอาจจะไม่สามารถอ่านข้อมูลจากแท็กได้ ส่วนใหญ่แท็กชนิดนี้จะถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้ในหลายย่านความถี่ ตั้งแต่ความถี่ต่ำ(ต่ำกว่า 150 kHz) ความถี่สูง(13.56 MHz) ความถี่สูงยิ่ง(860-960 MHz) และความถี่ไมโครเวฟ (2.4 GHz หรือ 5.8 GHz) พาสซีฟแท็กมีขนาดและรูปร่างหลายรูปแบบให้เลือกใช้งาน เช่น การ์ด ป้าย เหรียญ พวงกุญแจ หรือแคปซูลขนาดเล็ก ๆ ที่ฝังลงในผิวหนังได้ ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมในการนำไปใช้งาน

ภาพที่ 2.5 ตัวอย่างแท็กชนิดพาสซีฟ
(ที่มา: http://www.clipacc.com/food_court.htm)

• แท็กชนิดแอกทีฟ (Active Tag) แท็กชนิดนี้จะมีแบตเตอรี่อยู่ภายในเพื่อใช้เป็นพลังงานหลักในการทำงาน โดยปกติสามารถอ่านและเขียนข้อมูลลงไปได้ มีขนาดใหญ่เนื่องจากมีแบตเตอรี่อยู่ภายใน ราคาค่อนข้างแพง มีอายุการใช้งานจำกัด ขึ้นอยู่กับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ปกติมีอายุการใช้งานประมาณ 3-7 ปี ในท้องตลาดแท็กชนิดนี้มักพบในย่านความถี่ 433 MHz และความถี่ 2.4 GHz ข้อดีคือ มีระยะการรับส่งข้อมูลไกลกว่าแท็กชนิดพาสซีฟ สามารถทำงานในบริเวณที่มีสัญญาณรบกวนได้ดี มีหน่วยความจำขนาดใหญ่ถึง 128 กิโลไบต์ และสามารถอ่านได้ในระยะไกลประมาณ 100-300 เมตร นอกจากนี้แท็กยังถูกแบ่งประเภทจากรูปแบบในการใช้งานได้เป็น 3 แบบ คือ แบบที่สามารถถูกอ่านและเขียนข้อมูลได้อย่างอิสระ(Read-Write) แบบที่สามารถเขียนได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้นแต่อ่านได้อย่างอิสระ(Write-Once Read-Many หรือ WORM) และแบบที่สามารถอ่านได้เพียงอย่างเดียว (Read – only) โดยปกติมักจะถูกนำมาใช้งานเฉพาะทางที่ต้องการอ่านระยะไกล เช่น แท็กติดกระจกรถยนต์สำหรับจ่ายค่าผ่านทางด่วน แท็กสำหรับติดตู้ขนส่งสินค้า (E-Seal)

ภาพที่ 2.6 ตัวอย่างแท็กชนิดแอกทีฟสำหรับติดกระจกรถยนต์สำหรับจ่ายค่าผ่านทางด่วน
(ที่มา: https://en.ctimes.com.tw/DispNews.asp?O=HJY1DBS9JGCSAA00N0)

• แท็กชนิดกึ่งพาสซีฟ (Semi-passive Tag) มักไม่ค่อยพบเห็นในท้องตลาด เนื่องจากเป็นแท็กลูกผสมระหว่างพาสซีฟกับแอกทีฟ หรืออาจเรียกว่า แท็กชนิด Battery-Assisted Passive Tag เป็นแท็กที่พยายามรวมเอาข้อดีของแต่ละประเภทมารวมกัน ถูกออกแบบเพื่อคลื่นความถี่ย่าน ISM (Industrial-Scientific and Medical Radio Band) มีแบตเตอรี่ขนาดเล็กติดมาด้วย (คล้ายแท็กชนิดแอกทีฟ) จึงส่งข้อมูลได้ระยะไกลกว่าแท็กแบบพาสซีฟปกติ มีระยะอ่าน 20-50 เมตร สามารถใช้งานร่วมกับเครื่องอ่านพาสซีฟปกติได้ กรณีที่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพของระยะการอ่านให้ไกลขึ้นต้องแลกกับขนาดของแท็กที่ใหญ่ขึ้นและต้องใช้แบตเตอรี่ร่วมด้วย แท็กชนิดนี้มีอายุการใช้งานประมาณ 2-5 ปี ขึ้นอยู่กับจำนวนครั้งในการอ่านข้อมูล และมักถูกออกแบบให้มีเทคโนโลยีเซนเซอร์ร่วม

แท็กชนิดแบ่งตามความถี่ของการใช้งาน
• แท็กย่านความถี่ต่ำ (Low Frequency Tag) จุดเด่นคือสามารถอ่านผ่านน้ำและฝังไว้ในผิวหนังของสิ่งมีชีวิตได้ เนื่องจากใช้พาหะเป็นคลื่นความถี่ต่ำ จึงมีความยาวคลื่นค่อนข้างยาวมาก (ความถี่ 125 กิโลเฮิรตซ์ มีความยาวคลื่นประมาณ 2.4 กิโลเมตร) สามารถทะลุผ่านตัวกลางหรือสิ่งกีดขวางต่าง ๆ ได้ดี เช่น น้ำ กระดาษ และพลาสติก เป็นต้น (ยกเว้นโลหะ เพราะคลื่นวิทยุไม่สามารถผ่านได้) จุดด้อยคือระยะการอ่านแท็กค่อนข้างใกล้ประมาณ 5-10 เซนติเมตร ขึ้นกับขนาดสายอากาศของแท็ก หรือสูงสุดไม่เกิน 0.5 เมตร ที่กำลังส่งของเครื่องอ่าน 1 วัตต์ สายอากาศของแท็กมีลักษณะแบบบ่วง (Loop Antanna) ใช้ลวดทองแดงในการพันเป็นวงรอบ
• แท็กย่านความถี่สูง (High Frequency Tag) มีจุดเด่นในเรื่องความยาวของสายอากาศที่สั้นกว่าแท็กความถี่ต่ำ (ความถี่ 13.56 MHz มีความยาวคลื่นประมาณ 22.1 เมตร) ทำให้สายอากาศของแท็กสั้นลง 3 ถึง 8 รอบ โดยสายอากาศจะเป็นลักษณะบ่วงหรือลูป (Loop) ซึ่งมีลักษณะเป็นวงรอบ สายอากาศของแท็กย่านความถี่นี้ ทำจากเทคโนโลยีการพิมพ์ได้ซึ่งจะใช้หมึกพิมพ์พิเศษที่มีโลหะเงินเป็นองค์ประกอบ(Silver Ink) ทำให้แท็กมีขนาดบางและเล็กลง สามารถทำเป็นสติกเกอร์ติดกับสิ่งของต่าง ๆ ได้ หรือที่เรียกว่า Smart label แต่ที่ใช้งานกันทั่วไปมักถูกออแบบเป็นบัตรพลาสติกขนาดเท่าบัตรเครดิต จุดเด่นคือ ไมโครชิปที่ถูกออกแบบมาใช้กับคลื่นความถี่นี้มักมีระบบรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่อยู่ภายในโดยมีการเข้ารหัสลับ(Encryption) ซึ่งจะไม่พบคุณสมบัตินี้ในไมโครชิปที่ถูกออกแบบในย่านความถี่อื่น ๆ ทำให้ข้อมูลมีความปลอดภัยสูง จึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการเก็บข้อมูลส่วนตัวของผู้ใช้หรือจะเป็นข้อมูลการเงินและธนาคาร ซึ่งต้องการความปลอดภัยสูงมากได้โดยระยะอ่านข้อมูลของแท็กประมาณ 5-10เซนติเมตร (ขึ้นกับกำลังส่งของเครื่องอ่าน) และอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลประมาณ 10-100 กิโลบิตต่อวินาที ตัวอย่างการประยุกต์งาน เช่น ตั๋วโดยสารอิเล็กทรอนิกส์(E-Ticket) บัตรเงินสด บัตรเครดิต(Credit Card) หนังสือเดินทางอิเล็กทรอนิกส์(E-Passport) แท็กที่ติดหนังสือในระบบห้องสมุดอัจฉริยะ(E-Libraries) บัตรพนักงาน เป็นต้น

ภาพที่ 2.7 ตัวอย่างแท็กย่านความถี่สูง (High Frequency Tag) สมาร์ทการ์ดพลาสติก RFID
(ที่มา: http://thai.rfidsmart-card.com/sale-11654489-rohs-specificate-plastic-rfid-smart-card-13-56-mhz-0-76mm-thickness.html)

• แท็กย่านความถี่สูงยิ่ง (Ultra High Frequency Tag) จุดประสงค์ในการผลิตเพื่อใช้ติดสินค้าแทนบาร์โค้ดในอนาคต ปัจจุบันมักใช้ติดสินค้าระดับพาเลต (Pallet) ที่ใช้จัดเก็บในคลังสินค้า เนื่องจากต้องทำให้ราคาถูก ดังนั้นไมโครชิปที่ถูกออกแบบจึงมีหน่วยความจำไม่มากหรือมีเพียงรหัสประจำตัวเท่านั้น เพื่อให้ต้นทุนการผลิตไม่สูงเกินไป ส่วนใหญ่มักถูกออกแบบให้มีหน่วยความจำประมาณ 96-256 บิต โดยย่านความถี่ 860-960 MHz ใช้ในชนิดพาสซีฟ และในย่านความถี่ 433 MHz ใช้ในชนิดแอกทีฟ มีจุดเด่นในเรื่องระยะการอ่านข้อมูลได้ไกลประมาณ 3-7 เมตรและระยะประมาณ 30-50 เมตร ในชนิดแอกทีฟและพาสซีฟ (ชนิดพาสซีฟ ขึ้นกับกำลังส่งของเครื่องอ่านและขนาดสายอากาศของแท็ก) มีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลประมาณ 256 กิโลบิตต่อวินาที ซึ่งมากกว่าแท็กย่านความถี่ต่ำและความถี่สูงทำให้สามารถอ่านแท็กในลักษณะเคลื่อนที่ได้โดยไม่ต้องหยุดอ่าน เพราะมีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงนั่นเอง จะเห็นได้ว่า รูปร่างของสายอากาศที่ถูกออกแบบ ลักษณะเป็นสายอากาศไดโพล (Dipol Antanna) หรือเป็นแกนอากาศที่ออกมาจากไมโครชิปทั้งสองด้าน เพื่อสะท้อนสัญญาณคลื่นวิทยุกลับไปยังเครื่องอ่าน แตกต่างจากรูปร่างของสายอากาศของแท็กความถี่ต่ำและความถี่สูง มักเป็นแบบบ่วงหรือลูป (Loop Antenna) เพราะใช้หลักการสื่อสารที่แตกต่างกัน

ภาพที่ 2.8 ตัวอย่างแท็กย่านความถี่สูงยิ่ง (Ultra High Frequency Tag)
(ที่มา: https://www.researchgate.net/figure/Home-made-prototype-of-a-UHF-RFID-Tag-Although-the-apparent-simplicity-of-the-tag-it-is_fig2_221909966)

ส่วนใหญ่แท็กประเภทนี้ ถูกผลิตในรูปแบบของแท็กชนิดบาง ๆ โดยมีไมโครชิปและสายอากาศอยู่บนแผ่นพลาสติกในขนาดเล็ก หรือเรียกกันว่า อินเลย์ (Inlay UHF Tag) ใช้สำหรับติดสินค้าที่มีหลายขนาดและรูปร่าง ขึ้นอยู่กับการออกแบบรูปร่างสายอากาศของบริษัทผู้ผลิตแท็ก แบ่งออกได้ 2 ประเภท แยกตามประเภทของสายอากาศ คือ แท็กที่มีสายอากาศไดโพลแบบเดี่ยว(Single Dipole Antenna) และแท็กที่มีสายอากาศไดโพลแบบคู่(Dual Dipole Antenna) ซึ่งมีคุณสมบัติในการสะท้อนคลื่นที่แตกต่างกัน แท็กสายอากาศไดโพลแบบเดี่ยวจะมีระนาบสะท้อนคลื่นเพียงแนวเดียว(แนวตั้งหรือแนวนอน) ทำให้มีข้อจำกัดในการใช้งาน ผู้ติดจะต้องทราบระนาบในการแพร่กระจายคลื่นหรือโพลาไรเซชัน(Polarization) ของสายอากาศเครื่องอ่านว่ามีทิศทางระนาบแนวตั้งหรือแนวนอน(ยกเว้นสายอากาศชนิดแผ่คลื่นแบบทรงกลม) และจำเป็นต้องติดแท็กแบบนี้ในทิศทางเดียวกันถึงจะสามารถอ่านข้อมูลได้ เพราะถ้าติดในทิศทางอื่นที่ไม่ใช่ระนาบเดียวกับการแพร่กระจายคลื่นของสายอากาศเครื่องอ่านแล้ว ก็จะไม่สามารถอ่านแท็กดังกล่าวได้ หรืออ่านได้ไม่ค่อยดีนัก ส่วนแท็กที่มีสายอากาศไดโพลแบบคู่จะมีแกนสะท้อนคลื่นสองแกน ทำให้มีความยืดหยุ่นในการติดตั้งมากกว่า สามารถติดในแนวระนาบใดก็ได้ จุดด้อยคือ น้ำและความชื้นสามารถดูดกลืนคลื่นความถี่นี้ได้ ทำให้ระยะอ่านแท็กลดลงหรืออ่านไม่ได้ในสิ่งแวดล้อมที่มีน้ำและความชื้นสูง เพราะการรับส่งข้อมูลของคลื่นความถี่นี้ใช้หลักการสะท้อนกลับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Backscatter Coupling) เมื่อสะท้อนคลื่นกลับผ่านตัวกลางที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกดูดกลืน แต่จะสะท้อน หักเห และเลี้ยวเบน เมื่อกระทบโลหะ นอกจากนี้เมื่อนำมาใช้งานจะต้องมีการขออนุญาต เพราะมีกฎระเบียบและข้อบังคับว่าด้วยการใช้งานในแต่ละประเทศที่แตกต่างกันในรายละเอียด ซึ่งไม่เหมือนกับคลื่นความถี่ต่ำและความถี่สูง
• แท็กย่านความถี่ไมโครเวฟ (Microwave Tag) มีทั้งชนิดแอกทีฟและพาสซีฟ แต่ส่วนใหญ่จะเป็นชนิดแอกทีฟที่มีแบตเตอรี่ใช้งานอยู่ภายใน จุดเด่นคือ สายอากาศของแท็กย่านความถี่นี้จะสั้นที่สุดประมาณ 6 เซนติเมตร (ความถี่ 2.4 GHz มีความยาวคลื่นประมาณ 12.5 เซนติเมตร) และมีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงประมาณ 1 เมกะบิตต่อวินาที และแท็กบางรุ่นสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เครือข่ายไร้สาย (Wi-Fi) ได้อีกด้วย หรือที่รู้จักกกันในชื่อ 802.11 (Wi-Fi) Active RFID Tag ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ในระบบแสดงตำแหน่งของวัตถุภายในอาคารแบบเวลาจริง (RTLS: Real Time Location System)ได้ ข้อเสียคือมีราคาแพง แท็กมีขนาดใหญ่(ขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่) และมีอายุการใช้งานจำกัด ประมาณ 3-7 ปี ตัวอย่างการนำไปประยุกต์ใช้ เช่น ระบบผนึกอิเล็กทรอนิกส์ (E-Seal) ที่ใช้การติดตู้ขนส่งสินค้าตามท่าเรือ (Container Tracking) ระบจ่ายค่าผ่านทางด่วน (E-Toll Correction) เป็นต้น

ภาพที่ 2.9 ตัวอย่าง Wi-Fi Active RFID Tag (ที่มา:https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/Enterprise/Mobility/WiFiLBSDG/wifich6.html)

2.2.2 สายอากาศของเครื่องอ่านข้อมูล (Reader Antenna)
สายอากาศของเครื่องอ่านข้อมูล สำหรับระบบ RFID นั้นเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปสู่แท็กเพื่อทำหน้าที่ส่งพลังงาน และรับส่งข้อมูลกับตัวแท็กในระบบ RFID นั้น มีสายอากาศที่ใช้งานอยู่หลากหลายชนิดขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานและย่านความถี่ที่ใช้งาน เช่น แบบประตูเดินผ่าน แบบติดผนัง และแบบที่สร้างอยู่ภายในเครื่องอ่านข้อมูล คุณสมบัติของสายอากาศของเครื่องอ่าน สิ่งหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือ กำลังขยาย (Power Gain) ซึ่งเป็นคุณสมบัติในการขยายกำลังส่งของเครื่องอ่านให้มากขึ้น ปกติกำลังขยายของสายอากาศในท้องตลาดมักมีให้เลือกใช้หลายขนาด ตั้งแต่ 6 dBi จนถึง 15 dBi ทำให้สามารถอ่านแท็กได้ระยะที่ไกลขึ้น แต่ในการใช้งาน กำลังส่งทั้งหมดของเครื่องอ่านต้องไม่เกินไปกว่าที่กฎหมายกำหนด อีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณาก็คือ รูปแบบการแพร่กระจายคลื่นของสายอากาศ (Radiation Pattern) โดยสายอากาศที่ดีจะต้องมีข้อมูลให้ผู้ใช้งานทราบถึงรูปทรงของการแพร่กระจายคลื่น
ชนิดเครื่องอ่านอาร์เอฟไอดีย่านความถี่สูงยิ่งมักถูกออกแบบให้เลือกใช้สายอากาศ 2 ชนิด คือ
• ชนิดสายอากาศคู่ (Bi-Static Antenna) ในการรับส่งสัญญาณวิทยุ ต้องใช้สายอากาศ 2 ต้น หรือเป็นคู่ในการรับ-ส่ง ข้อดีคือ สามารถอ่านแท็กได้อย่างรวดเร็วเพราะมีสายอากาศทำหน้าที่รับและส่งคนละต้น ข้อเสียคือ ต้องใช้สายอากาศเป็นคู่ในการอ่าน จึงมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าอีกประเภทหนึ่ง
• ชนิดสายอากาศเดียว (Mono-Static Antenna) ในการรับส่งสัญญาณวิทยุด้วยใช้สายอากาศเพียงต้นเดียวในการรับและส่ง จึงต้องเลือกหน้าที่ในการรับและส่งต่างช่วงเวลากัน ข้อเสียคือ ใช้เวลาในการอ่านแท็กมากกว่าสายอากาศชนิดคู่ ข้อดีคือ ลดค่าใช้จ่ายในการซื้อสายอากาศมาใช้งาน ซึ่งการเลือกใช้งานขึ้นอยู่กับว่าเครื่องอ่านถูกออกแบบมาให้ใช้กับสายอากาศชนิดใด ดังนั้น ผู้ใช้จะต้องมีความเข้าใจในการทำงานที่ไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้
2.2.3 เครื่องอ่านข้อมูล (RFID Reader)
เครื่องอ่านข้อมูล หมายถึง อุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อเพื่อเขียนหรืออ่านข้อมูลลงในแท็กด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านทางสายอากาศ และยังเป็นส่วนที่จัดเก็บข้อมูลเบื้องต้นก่อนที่จะส่งไปจัดเก็บเป็นฐานข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ เครื่องอ่านอาร์เอฟไอดีต้องมีความสามารถอ่านข้อมูลจากแท็กหลาย ๆ แท็กพร้อมกันได้ เรียกว่า Batch Reading โดยมีระบบป้องกันการชนกันของข้อมูล หรือ Anti-Collision มีความสำคัญมากสำหรับเครื่องอ่านที่มีระยะอ่านแท็กไกลกว่า 1 เมตร เพราะขณะใช้งานมีโอกาสต้องอ่านแท็กหลาย ๆ แท็กพร้อมกัน โดยเฉพาะเครื่องอ่านย่านความถี่สูงยิ่งหรือย่านความถี่ไมโครเวฟ และต้องมีความสามารถในการป้องกันกานอ่านข้อมูลซ้ำ เรียกว่าระบบ Hands Down Polling เช่น กรณีที่แท็กถูกวางอยู่ในบริเวณสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เครื่องอ่านสร้างขึ้น หรืออยู่ในระยะการรับ-ส่งที่อาจทำให้เครื่องอ่าน อ่านข้อมูลจากแท็กซ้ำอย่างไม่สิ้นสุด โดยเครื่องอ่านอาร์เอฟไอดีจะสั่งให้แท็กหยุดการส่งข้อมูลในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ดังกล่าวขึ้น
โครงสร้างภายในเครื่องอ่านประกอบด้วย เสาอากาศ(Antenna) ที่ทำจากขดลวดทองแดงเพื่อใช้รับส่งสัญญาณภาครับ(Receiver Path) ภาคส่งสัญญาณวิทยุ(Transmit Path) ภาคสร้างสัญญาณพาหะใช้งาน(Frequency Synthesizer) และวงจรดิจิตอลสำหรับควบคุมการอ่าน-เขียนข้อมูล(Baseband & Protocol) ซึ่งมักเป็นวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือ ชิปเอฟพีจีเอ(FPGA) ที่ทำหน้าที่ถอดรหัสข้อมูลและส่งคำสั่งควบคุมแท็กให้ทำหน้าที่ต่าง ๆ และส่วนของการติดต่อกับคอมพิวเตอร์(Host Interface)
ส่วนประกอบภายในเครื่องอ่าน
• ภาครับสัญญาณวิทยุ (Receiver Path)
• ภาคส่งสัญญาณวิทยุ(Transmit Path)
• ภาคสร้างสัญญาณพาหะ (Frequency Synthesizer)
• ภาคดิจิตอลประมวลผลข้อมูล (Digital Path)
• ภาคติดต่อกับคอมพิวเตอร์(Host Interface)
ลักษณะขนาดและรูปร่างของเครื่องอ่านจะแตกต่างกันไปตามประเภทของการใช้งาน เช่น ชิปเซต (Chipset) ขนาดเล็กใช้งานคล้ายไอซีทั่วไป บอร์ดอิเล็กทรอนิกส์แบบมือถือ (Handheld) หรือติดผนัง (Fixed Reader) จนไปถึงขนาดใหญ่เท่าประตู (Gate Size) ที่ติดตั้งทางเข้า-ออก เพื่อใช้ในระบบป้องกันขโมย แบบอุโมงค์ (Tunnel Reader) ที่ติดตั้งในสายพานของโรงงานอุตสาหกรรมเป็นต้น

ภาพที่ 2.10 ตัวอย่างเครื่องอ่านอาร์เอฟไอดี
(ที่มา: https://sites.google.com/a/skb.ac.th/rfid_chalita-somsuwan/prapheth-khxng-rfid)
หลักการทำงานเบื้อต้น เครื่องอ่านอาร์เอฟไอดีจะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาตลอดเวลาและคอยตรวจจับว่ามีแท็กเข้ามาอยู่ในบริเวณสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหรือมีการมอดูเลตสัญญาณเกิดขึ้นหรือไม่ เมื่อมีแท็กเข้ามาอยู่ในบริเวณสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แท็กจะได้รับพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้แท็กเริ่มทำงานและส่งข้อมูลในหน่วยความจำที่ผ่านการมอดูเลตกับคลื่นพาหะออกมาทางสายอากาศที่อยู่ภายในแท็ก คลื่นพาหะที่ถูกส่งออกมาจะเกิดการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดความถี่หรือเฟส ขึ้นอยู่กับวิธีการมอดูเลต ตัวอ่านจะตรวจจับความเปลี่ยนแปลงของคลื่นพาหะแล้วแปลงออกมาเป็นข้อมูล ก่อนทำการถอดรหัสเพื่อนำข้อมูลไปใช้งาน โดยเครื่องอ่านจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไปตามความถี่ที่ใช้งาน ซึ่งต้องอาศัยความรู้ความเข้าใจเรื่องคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเบื้องต้น
2.2.4 เครื่องคอมพิวเตอร์
เครื่องคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ในการจัดเก็บข้อมูลของแท็ก สำหรับใช้เป็นฐานข้อมูลในการทำงานเพื่อความสะดวกในการเรียกใช้งาน อีกทั้งยังใช้ในการควบคุมการทำงานของเครื่องอ่านข้อมูลอีกด้วย

2.3 หลักการทำงานของระบบอาร์เอฟไอดี
หลักการทำงานเบื้องต้นของRFID

1. Reader จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาตลอดเวลา และคอยตรวจจับว่ามี Tagในบริเวณสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหรือไม่ หรืออีกนัยหนึ่งก็คือการคอยตรวจจับว่ามีการมอดูเลตสัญญาณเกิดขึ้นหรือไม่
2. เมื่อมี Tag เข้ามาอยู่ในบริเวณสนามแม่เหล็กไฟฟ้า Tag จะได้รับพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ Tag เริ่มทำงาน และจะส่งข้อมูลในหน่วยความจำที่ผ่านการมอดูเลตกับคลื่นพาหะแล้วออกมาทางสายอากาศที่อยู่ภายในแท็ก
3. คลื่นพาหะที่ถูกส่งออกมาจากแท็กจะเกิดการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูด, ความถี่ หรือ เฟส ขึ้นอยู่กับวิธีการมอดูเลต
4. Reader จะตรวจจับความเปลี่ยนแปลงของคลื่นพาหะแปลงออกมาเป็นข้อมูลแล้วทำการถอดรหัสเพื่อนำข้อมูลไปใช้งานต่อไป
   หลักการทำงานของระบบอาร์เอฟไอดีโดยหลักๆจะแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ พาสซีฟ (Passive) และ แอกทีฟ (Active) หรืออาจแบ่งที่ระยะการอ่านใกล้หรือไกล ซึ่งมีหลักการทำงานที่ต่างกัน
   2.3.1 หลักการทำงานของระบบอาร์เอฟไอดีชนิดพาสซีฟ (ระยะใกล้)
   แท็กชนิดนี้ทำงานได้โดยไม่ต้องอาศัยแหล่งจ่ายไฟภายนอก โดยทั่วไปการทำงานของแท็กอาร์เอฟไอดีแบบพาสซีฟในย่านความถี่ต่ำและสูง จะใช้หลักการคู่ควบแบบเหนี่ยวนำ (Inductive Coupling) โดยใช้กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ (Faradaay’s Law of Induction) กล่าวคือ “กระแสไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้นได้โดยการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก” เมื่อนำแท็กที่มีขดลวดเล็กที่ทำหน้าที่เป็นสายอากาศ เข้ามาใกล้บริเวณขดลวดที่ทำหน้าที่เป็นสายอากาศขอเครื่องอ่านที่กำลังทำงาน ก็จะทำให้เกิดการถ่ายเทพลังงานในรูปของกระแสไฟฟ้าจากเครื่องอ่านไปยังแท็กได้ เมื่อไมโครชิปได้รับพลังงานก็จะทำงานตามที่ถูกออกแบบไว้ โดยไมโครชิปจะทำการส่งรหัสประจำตัวไปยังเครื่องอ่าน ปฏิกิริยาของไมโครชิปจะทำให้เครื่องอ่านข้อมูลรับรู้ได้ผ่านสนามแม่เหล็กและจะตีความออกมาเป็นข้อมูลดิจิทัล แสดงถึงสิ่งที่ออกแบบไว้ที่ส่งมาจากแท็กได้ ลักษณะเงื่อนไขในการทำการเหนี่ยวนำแบบคู่ควบ ทำให้อ่านข้อมูลได้ไม่ไกลมากนัก โดยทั่วไปมีระยะอ่านประมาณ 5-10 เซนติเมตร หรือสูงสุดประมาณ 1 เมตร ขึ้นอยู่กับกำลังงานของเครื่องส่งและคลื่นความถี่วิทยุที่ใช้ โดยปกติแท็กชนิดนี้มีหน่วยความจำขนาดเล็ก ประมาณ 16 – 1,024 ไบต์ มีขนาดเล็กแบะน้ำหนักเบา ราคาต่อหน่วยต่ำ ไมโครชิปของแท็กชนิดพาสซีฟที่ผลิตออกมาจะมีรูปร่างและขนาดเป็นทั้งแบบแท่งหรือแผ่นขนาดเล็กจนแทบไม่สามารถมองเห็นได้ไปจนถึงขนาดใหญ่ ซึ่งเลือกตามความเหมาะสมต่อการใช้งาน
   ในระบบความถี่สูงยิ่ง (UHF) หลักการทำงานของระบบนี้จะใช้หลักการคู่ควบแบบแผ่กระจาย (Propagation Coupling) แทนหลักการคู่ควบแบบเหนี่ยวนำในระบบความถี่ต่ำและความถี่สูงที่ใช้กันทั่วไป เนื่องจากความถี่ที่ใช้คลื่นพาหะค่อนข้างสูง โดยสายอากาศของเครื่องอ่านจะทำการส่งพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปคลื่นวิทยุออกมา ทำให้เมื่อแท็กได้รับสัญญาณผ่านสายอากาศของตน แท็กก็จะทำงานโดยการสะท้อนกลับคลื่นที่ได้รับ ซึ่งถูกปรับค่าตามรหัสประจำตัวของตนไปยังเครื่องอ่าน (Back Scattering)

2.3.2 หลักการทำงานของระบบอาร์เอฟไอดีชนิดแอกทีฟระยะไกล
แท็กชนิดนี้อาศัยแหล่งจ่ายไฟจากแบตเตอรี่ภายนอก เพื่อจ่ายพลังงานให้กับวงจรภายใน หลักการทำงานคือ จะทำการส่งข้อมูลออกก็ต่อเมื่อได้รับสัญญาณจากเครื่องอ่าน และแบบเครื่องบอกตำแหน่งหรือเบคอน (Beacon) โดยสัญญาณจะถูกปล่อยออกมาเป็นระยะ ๆ ตลอดเวลา การใช้งานของแท็กแบบแอ็กทีฟอาจพบได้ในระบบเช่น ระบบจ่ายเงินในทางด่วน ขณะที่เบคอนอาจพบได้ในระบบที่ต้องการบ่งชี้พิกัดแบบเวลาจริง (Real time location system; RTLS) เช่น การจัดการการขนส่งสินค้า เป็นต้น
โดยแท็กชนิดนี้มีหน่วยความจำภายในขนาดใหญ่ถึง 1 เมกะไบต์และสามารถอ่านได้ระยะไกลสูงสุด 100 เมตร ข้อเสียคือราคาต่อหน่วยสูงขึ้น มีขนาดค่อนข้างใหญ่ มีอายุการใช้งานจำกัดขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่

เซนเซอร์อินฟราเรดวัดระยะทาง
หน้าที่หลักของเซ็นเซอร์ชนิดนี้ จะคอยตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนที่ตัดผ่านหน้าเซ็นเซอร์ อินฟราเรดเซนเซอร์เป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้การส่งออกแสงอินฟราเรดและรับแสงอินฟราเรดที่สะท้อนจากการใช้งานของโฟโตไดโอด ขนาดที่เกิดจากแสงสะท้อนสามารถบอกช่วงของวัตถุที่เกี่ยวกับโฟโตไดโอด ตัวอย่างเช่นเมื่อวัตถุอยู่ในด้านหน้าของเซ็นเซอร์สัญญาณของแสงอินฟราเรดที่ถูกส่งออกไปแล้วตีกลับปิดวัตถุ วัตถุจะสะท้อนแสงกลับไปยังเซ็นเซอร์ เนื่องจากวัตถที่ไม่สามารถบรรลุการสะท้อนแสง 100% เนื่องจากปัจจัยแวดล้อมแสงอินฟราเรดจะกลับไปโฟโตไดโอดเซ็นเซอร์ที่เพียงเศษเสี้ยวของสิ่งที่ถูกชีพจร ความแตกต่างนี้จะถูกอ่านโดยโฟโตไดโอดเพื่อตรวจสอบระยะทาง โดยปกติเซ็นเซอร์อินฟราเรดมีข้อจำกัด เนื่องจากเสียงจากแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ และการสะท้อนแสงของวัตถุ
อินฟราเรดมีชื่อเรียกอีกชื่อว่า รังสีใต้แดง หรือ รังสีความร้อน เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างคลื่นวิทยุและแสงมีความถี่ในช่วง 1011 – 1014 เฮิร์ต มีความถี่ในช่วงเดียวกับไมโครเวฟ มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างแสงสีแดงกับคลื่นวิทยุสสารทุกชนิดที่มีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -200 องศาเซลเซียสถึง 4,000 องศาเซลเซียส จะปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา คุณสมบัติเฉพาะตัวของรังสีอินฟราเรด เช่น ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แตกต่างกันก็คือ คุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับความถี่ คือยิ่งความถี่สูงมากขึ้น พลังงานก็สูงขึ้นด้วย
2.4 หลักการทำงานของ Infrared Sensor
Infrared Sensor Module จะมีตัวรับและตัวส่งอินฟราเรดในตัว ตัวสัญญาณ(สีขาว) อินฟราเรดจะส่งสัญญาณออกมา และเมื่อมีวัตถุมาบัง คลื่นสัญญาณอินฟราเรดที่ถูกสั่งออกมาจะสะท้องกลับไปเข้าตัวรับสัญญาณ (สีดำ) สามารถนำมาใช้ตรวจจับวัตถุที่อยู่ตรงหน้าได้ และสามารถปรับความไว ระยะการตรวจจับ ใกล้หรือไกลได้

ภาพที่ 2.11 ตัวโมดูลเซ็นเซอร์อินฟราเรดสำหรับตรวจจับวัตถุ
(ที่มา: https://robotsiam.blogspot.com/2016/10/ir-infrared-obstacle-avoidancesen sor.html)

ภาพที่ 2.12 ลำแสงจะสะท้อนกับแผ่นสะท้อน Reflector อยู่ตลอดเวลา
(ที่มา: https://robotsiam.blogspot.com/2016/10/ir-infrared-obstacle-avoidancesen sor.html)

ภาพที่ 2.13 เมื่อวัตถุหรือชิ้นงานผ่านเข้ามาที่หน้าเซ็นเซอร์ ทำให้ตัวรับไม่สามารถรับลำแสงที่จะสะท้อนกลับมาได้
(ที่มา: https://robotsiam.blogspot.com/2016/10/ir-infrared-obstacle-avoidancesensor.html)

ภายตัวในตัวเซ็นเซอร์จะมีตัวส่งแสงและตัวรับแสง ติดตั้งภายในตัวเดียวกัน ทำให้ไม่ต้องเดินสายไฟทั้งสองฝั่ง เหมือนแบบ Opposed Mode ทำให้การติดตั้งใช้งานได้ง่ายกว่า อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องติดตั้งตัวแผ่นสะท้อนหรือ Reflector ไว้ตรงข้ามกับตัวเซ็นเซอร์เอง โดยโฟโต้เซ็นเซอร์แบบที่ใช้แผ่นสะท้อนแบบนี้จะเหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีลักษณะทึบแสงไม่เป็นมันวาว เนื่องจากอาจทำให้ตัวเซ็นเซอร์เข้าใจผิดว่าเป็นตัวแผ่นสะท้อน และทำให้ทำงานผิดพลาดได้
เซ็นเซอร์ชนิดนี้จะมีช่วงในการทำงาน หรือ ระยะในการตรวจจับจะได้ใกล้กว่าแบบ Opposed mode ซึ่งในสภาวะการทำงานปกติตัวรับแสง จะสามารถรับสัญญาณแสงจากตัวส่งแสงได้ตลอดเวลา เนื่องจากลำแสงจะสะท้อนกับแผ่นสะท้อน Reflector อยู่ตลอดเวลา จะแสดงค่า เป็น 0 เมื่อวัตถุหรือชิ้นงานผ่านเข้ามาที่หน้าเซ็นเซอร์ จะขวางลำแสงที่ส่งจากตัวส่งแสงที่ส่งไปยังแผ่นสะท้อน จึงทำให้ตัวรับแสงไม่สามารถรับลำแสงที่จะสะท้อนกลับมาได้ จะแสดงค่า เป็น 1
ซึ่งจะทำให้วงจรภายในรับรู้ได้ว่า มีวัตถุหรือชิ้นงานขวางอยู่ ทำให้สถานะของout putของตัวรับเปลี่ยนแปลงไป โดยเราเรียกลักษณะการทำงานแบบนี้ว่า Dark On หรือ Dark Operate

บทที่ 3
วิธีการดำเนินงานโครงงาน

3.1 ขั้นตอนการดำเนินงาน
การออกแบบและการเลือกใช้งานเซนเซอร์ในโครงงานจะมีลำดับขั้นตอนดังนี้

รูปที่ 3.1 Flow chart แสดงการการออกแบบและการเลือกใช้งานเซนเซอร์ในโครงงาน

3.2 ศึกษาการทำงานของเซ็นเซอร์แบบต่าง ๆ และทดลองใช้งาน
ทำการทดลองเซนเซอร์ในแบบต่าง ๆ เพื่อเป็นพื้นฐานในการนำไปใช้งานและใช้โปรแกรม Arduino ในการสั่งการการทำงานของเซ็นเซอร์ โดยผู้จัดทำได้ทดลองนำเซ็นเซอร์ 3 ชนิด มาใช้งานดังนี้

1. RFID Module Card Reader/Detector RC522

ภาพที่ 3.2 โมดูล MF522-ED
ข้อมูลทั่วไป
ชื่อโมดูล: MF522-ED
กำลังไฟ: DC 3.3V
กระแสสูงสุด: 30mA
ความถี่: 13.56MHz
ระยะการอ่าน: 0 – 60 mm
โปรโตคอล: SPI (Serial Peripheral Interface)
ความเร็วในการสื่อสารข้อมูล: สูงสุด 10 Mbit /s
ขนาด: 40mm × 60mm
การต่อวงจร
Arduino RFID Module
SDA Pin 10
SCK Pin 13
MOSI Pin 11
MISO Pin 12
IRQ ไม่ได้เชื่อมต่อ
GND GND
RST Pin 9
3.3 V 3.3 V

รูปที่3.3 การต่อวงจรโมดูล MF522-ED

โค้ดที่ใช้ในการทำงานของเซ็นเซอร์

include

define SS_PIN 10

define RST_PIN 9

RFID rfid(SS_PIN, RST_PIN);
int serNum0;
int serNum1;
int serNum2;
int serNum3;
int serNum4;

void setup()
{
Serial.begin(9600);
SPI.begin();
rfid.init();
}
void loop()
{
if (rfid.isCard()) {
if (rfid.readCardSerial()) {
if (rfid.serNum[0] != serNum0
&& rfid.serNum[1] != serNum1
&& rfid.serNum[2] != serNum2
&& rfid.serNum[3] != serNum3
&& rfid.serNum[4] != serNum4)
{
Serial.println(” “);
Serial.println(“Card found”);
serNum0 = rfid.serNum[0];
serNum1 = rfid.serNum[1];
serNum2 = rfid.serNum[2];
serNum3 = rfid.serNum[3];
serNum4 = rfid.serNum[4];

            Serial.println("Cardnumber:");
            Serial.print("Dec: ");
Serial.print(rfid.serNum[0],DEC);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[1],DEC);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[2],DEC);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[3],DEC);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[4],DEC);
            Serial.println(" ");

            Serial.print("Hex: ");
Serial.print(rfid.serNum[0],HEX);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[1],HEX);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[2],HEX);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[3],HEX);
            Serial.print(", ");
Serial.print(rfid.serNum[4],HEX);
            Serial.println(" ");
         } else {
           Serial.print(".");
         }
      }
}

}

ผลการทดลอง

ภาพที่ 3.4 ผลการแสดงผลของโมดูล MF522-ED
เมื่อนำการ์ดหรือtag มาใกล้โมดูล มอนิเตอร์จะแสดงผลว่า พบเจอการ์ด และแสดงเลขฐานที่เก็บข้อมูล เมื่อมีการพบการ์อันเดิมซ้ำจะแสดงผลเป็นจุดแทนการแสดงผลซ้ำ

1. GP2Y0A41SK Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK

ภาพที่ 3.5 Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK
ข้อมูลทั่วไป
กำลังไฟไฟฟ้า: 4.5 V – 5.5 V
กระแสสูงสุด: 30 mA
ช่วงการวัดระยะทาง: 10 – 80 ซม.
ขนาด: 29.5 × 13.0 × 13.5 มม.
การเชื่อมต่อวงจร
Arduino RFID Module
5 V 5 V
GND GND
Pin 3 Out put

รูปที่3.6 การต่อวงจร Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK
โค้ดที่ใช้ในการทำงานของเซ็นเซอร์
int sensorPin = A0;
int sensorValue = 0;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
sensorValue = analogRead(sensorPin);
delay(1000);
Serial.print(” Time taken (mm): ” );
Serial.println(sensorValue);
}

ผลการทดลอง

รูปที่ 3.7 ผลการแสดงผลของโมดูล Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK
Sensor จะส่งลำแสงไปตกกระทบต่อวัตถุจากนั้นสะท้อนกลับมายัง Sensor แล้ววัดระยะสะท้อนกลับและ Serial Monitor จะแสดงระยะที่วัดได้เป็นมิลลิเมตร

1. Motion Sensor Arduino PIR HC-SR501

ภาพที่ 3.8 Motion Sensor Arduino PIR HC-SR501

ข้อมูลทั่วไป
ช่วงแรงดันใช้งาน: DC 3V- 5V
ระยะตรวจจับ: 3 – 7m (สามารถปรับได้)
ขนาด: 3.2 ซม. x 2.4 ซม. x 1.8 ซม.
การเชื่อมต่อวงจร
Arduino RFID Module
5 V 5 V
GND GND
Pin 3 Out put
หลอดไฟ(ขาสั้น) GND – (ขายาว) Pin13

รูปที่ 3.9 การต่อวงจร Motion Sensor Arduino PIR HC-SR501
โค้ดที่ใช้ในการทำงานของเซ็นเซอร์
int ledPin= 13;
int pirPin= 3;
int val = 0;
void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(pirPin, INPUT);
Serial.begin(9600);
Serial.println(“HC-SR501”);
}
void loop(){
val = digitalRead(pirPin);
Serial.print(“Show = “);
Serial.println(val);

if (val == 0)
{
digitalWrite(ledPin, 0);
}
else
{
digitalWrite(ledPin, 1);
}
delay(1000) ;
}

ผลการทดลอง

รูปที่ 3.10 ผลการแสดงผลของ Motion Sensor Arduino PIR HC-SR501

เป็นเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว เมื่อเราเข้าใกล้หรือมีวัตถุอยู่ในระยะของsensor PIR Sensor จับความร้อนที่เปลี่ยนแปลงไปและหลอดไฟLEDจะติด แสดงเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าออกมา ขณะเดียวกันSerial Monitor จะแสดงเลข 1 เมื่อมีการตรวจจับความเคลื่อนไหวได้ ถ้าPIR ไม่ตรวจพบวัตถุ ไฟLEDจะไม่ติดและSerial Monitor จะแสดงเลข 0 PIR Sensorสามารถปรับหน่วงเวลาและความไวในการตรวจจับได้

3.3 การเขียนโปรแกรมควบคุมอินฟราเรดเซ็นเซอร์และการออกแบบการใช้งาน
จากการทดลองเซนเซอร์ตรวจจับวัตถุทั้งสามชนิด ผู้ศึกษาได้เลือกใช้เซ็นเซอร์ Infrared Sensor Sharp GP2Y0A41SK มาใช้ในการตรวจจับวัตถุ จากนั้นทำการเขียนโปรแกรมสำหรับใช้
ในการตรวจจับวัตถุ และนับจำนวนวัตถุที่จับได้ด้วยโปรแกรม Arduino โดยได้ทำการเขียนโปรแกรมและได้ผลการแสดงออกมาทางSerial monitor จะแสดงค่าดังนี้

รูปที่ 3.11 จำนวนวัตถุที่นับได้จากการตรวจจับวัตถุได้
หมายเหตุ: โปรแกรมที่เขียนได้แสดงไว้ในภาคผนวก(ก)

จากนั้นทำการออกแบบอุปกรณ์ที่จะใช้ติดตั้งเซ็นเซอร์เพื่อให้เหมาะกับการใช้งาน โดยมีรายละเอียดอุปกรณ์ดังนี้

1. แล็ปท็อป

• ยี่ห้อ Dell รุ่น Inspiron 15 5000 Series
• CPU Intel Core i7-5500U (2.40 GHz, 4MB L3 Cache, up to 3.00 GHz)
• Ram 8 GB DDR3L Memory Bus 1600 MHz
• HDD 1TB 5.4k Hybrid HDD + 8G Cache

– VGA AMD Radeon R7 M270 (4GB GDDR3) + HD5500

รูปที่ 3.12 Dell Inspiron 15 5000 Series

1. ตู้กันน้ำพลาสติก

รูปที่ 3.13 ตู้กันน้ำพลาสติก

• ขนาด 125x170x100 mm.
• ฝาเปิด-ปิดแบบเป็นบานพับ มีรูสำหรับคล้องเพื่อล้อกกุญแจ
• ด้านล่างของตู้มีมาร์ครอยสำหรับเจาะรูสายไฟเข้า 2 จุด
• ด้านหลังมีรูสำหรับเจาะเพื่อแขวนติดผนัง
• สามารถติดตั้งได้ทั้งภายในอาคารและนอกอาคาร

1. บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino Uno R3 และสาย USB cable

• ใช้ไอซีไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega328
• ใช้แรงดันไฟฟ้าเลี้ยงไอซีไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega328 มีค่า 5 โวลต์
• แรงดันไฟฟ้าป้อนที่บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino Uno R3 อยู่ในช่วง 7 – 12โวลต์
• มีพอร์ตดิจิตอลอินพุต/เอาต์พุต (Digital VO) จํานวน 14 พอร์ต (มี PWM output จํานวน 6 พอร์ต)
• มีพอร์ตอนาล็อกอินพุต (Analog Input) จํานวน 6 พอร์ต
• สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้า แต่ละพอร์ตได้ 40 มิลลิแอมป์ (mA)
• สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าในพอร์ต 3.3 V จ่ายได้ 50 มิลลิแอมป์ (mA)
• มีพื้นที่หน่วยความจําโปรแกรม 32 กิโลไบต์ (KB)
• มีพื้นที่หน่วยความจําชั่วคราวแบบ SRAM 2 กิโลไบต์ (KB)
• มีพื้นที่หน่วยความจําถาวรแบบ EEPROM 1 กิโลไบต์ (KB)
• ใช้ความถีสัญญาณนาฬิกา 16 เมกะเฮิรตซ์ (MHz)

รูปที่ 3.14 บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino Uno และสาย USB cable

1. สวิตช์กดติดปล่อยดับ สำหรับรีเซตระบบ

รูปที่ 3.15 สวิตช์กดติดปล่อยดับ

1. สวิตช์ไฟเปิด-ปิด สำหรับหยุดการทำงานของเซนเซอร์ชั่วขณะ

รูปที่ 3.16 สวิตช์ไฟเปิด-ปิด

1. จอ LCD ขนาด 2 บรรทัด 16 ตัวอักษร

รูปที่ 3.17 LCD ขนาด 16X2

1. หลอดไฟ LED 5 V

รูปที่ 3.18 หลอดไฟ LED 5 V
ทำการต่อวงจรเซนเซอร์อินฟราเรด หน้าจอ LCD หลอดไฟ LED ปุ่มรีเซต และสวิตช์เบรก เข้ากับบอร์ด Arduino UNO โดยทำการต่อวงจรดังนี้
วงจรหน้าจอ LCD
บอร์ด Arduino UNO หน้าจอ LCD
GND (Power) GND
5 V (Power) VCC
SDA (Digital) SDA
SCL (Digital) SCL

วงจรหลอดไฟ LED
บอร์ด Arduino UNO หลอดไฟ LED
GND (Digital) GND
Pin 13 Out put

วงจรสวิตช์รีเซต
บอร์ด Arduino UNO หลอดไฟ LED
GND (Power) GND
RST (Power) Out put

วงจรเซ็นเซอร์อินฟราเรด
บอร์ด Arduino UNO Infrared sensor สวิตช์เบรก
VCC ขาสวิตช์ (+)
GND (Power) GND
Pin 9 (Digital) Out put

วงจรสวิตช์เบรก
บอร์ด Arduino UNO สวิตช์เบรก
5 V (Power) ขาสวิตช์(-)

เมื่อทำการต่อวงจรเรียบร้อยแล้ว ให้ทำการประกอบลงกล่องพลาสติกที่ได้ทำการเจาะรูไว้แล้ว ดังนี้

รูปที่ 3.19 แผนภาพการต่อวงจร

รูปที่ 3.20 อุปกรณ์ที่ได้ต่อวงจรกับบอร์ดเรียบร้อยแล้ว

รูปที่ 3.21 กล่องที่ประกอบอุปกรณ์เรียบร้อยแล้ว

รูปที่ 3.22 อธิบายอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ติดตั้ง

3.4 การทำงานของเซ็นเซอร์อินฟราเรดและโปรแกรมที่ออกแบบมาใช้งานร่วมกัน
เมื่อทำการเขียนโปรแกรม Arduino ให้ควบคุมการทำงานของเซ็นเซอร์อินฟราเรดแล้ว จากนั้นทำการเขียนโปรแกรม Visual Basic2010 ออกแบบโปรแกรมให้แสดงผลการนับจำนวนวัตถุ ชื่อว่าโปรแกรม ITEM Count ซึ่งสามารถแสดงการขั้นตอนการทำงานดังนี้

รูปที่ 3.23 Flowchart แสดงการทำงานโดยรวมของเซนเซอร์และโปรแกรม

โดยรูปที่ 3.23 จะแสดงการทำงานร่วมกันโดยรวมของเซนเซอร์และโปรแกรมการตรวจนับวัตถุ โดยมีขั้นตอนดังนี้

1. เริ่มต้นการทำงาน โดยเปิดโปรแกรม ITEM Count
2. ให้ทำการเลือกพอร์ตที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์
3. เมื่อทำการเลือกพอร์ตเชื่อมต่อแล้ว ให้กดที่ปุ่ม “connect” เพื่อทำการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์
4. หน้าจอ LCD จะปรากฏข้อความ
5. เมื่อมีวัตถุเคลื่อนผ่านหน้าเซ็นเซอร์อินฟราเรด หน้าจอ LCD และ โปรแกรม ITEM Count จะแสดงจำนวนวัตถุที่สามารถตรวจจับได้
6. ถ้าต้องการหยุดการนับหรือหยุดการทำงานของเซ็นเซอร์ชั่วขณะ ให้กดปิดสวิตช์เบรก แต่หน้าจอทั้ง 2 อย่าง ยังคงแสดงผลค้างไว้
7. เมื่อต้องการให้เซ็นเซอร์ทำงานต่อ ให้กดเปิดสวิตช์เบรก เซ็นเซอร์จะทำการตรวจจับวัตถุต่อและหน้าจอจะแสดงผลต่อจากที่ค้างไว้
8. เมื่อต้องการเริ่มต้นใหม่ ให้กดสวิตช์รีเซตที่กล่อง หรือกดปุ่ม RESET ที่โปรแกรมITEM Count ระบบจะทำการเริ่มต้นใหม่

3.5 อธิบายการทำงานของระบบ
3.5.1 เปิดโปรแกรมITEM Count

รูปที่ 3.24 โปรแกรมITEM Count

รูปที่ 3.25 หน้าต่างโปรแกรม ITEM Count

3.5.2 ทำการเชื่อมต่อพอร์ต

รูปที่ 3.26 ทำการเลือกพอร์ต
จากรูปที่ 3.24 เมื่อทำการเลือกพอร์ตแล้วให้คลิกที่ “Connect” จากนั้นหน้าจอ LCD จะปรากฏข้อความดังนี้

รูปที่ 3.27 หน้าจอ LCD แสดงข้อความตามลำดับ

3.5.3 เมื่อมีวัตถุผ่านหน้าเซนเซอร์อินฟราเรด ไฟLEDจะติด หน้าจอLCD และโปรแกรม ITEM Count จะแสดงจำนวนวัตถุที่ตรวจจับได้

รูปที่ 3.28 ไฟ LED ติดเมื่อมีวัตถุผ่านเซ็นเซอร์

รูปที่ 3.29 โปรแกรม ITEM Count แสดงจำนวนวัตถุที่ตรวจจับได้

รูปที่ 3.30 หน้าจอ LCD แสดงจำนวนวัตถุที่ตรวจจับได้
3.4.4 เมื่อกดสวิตช์รีเซต ระบบและหน้าจอทั้ง 2 จะกลับไปเริ่มต้นใหม่ และแสดงผลดังรูปที่ 3.25 และ 3.27

บทที่ 4
ผลการทดลอง

4.1 บทนำ
จากการใช้งาน เซ็นเซอร์อินฟราเรดวัดระยะทางจะมีไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรดตลอดเวลา เมื่อมีวัตถุหรือสิ่งใดก็ตามที่มาบังหรือขวางการปล่อยลำแสงอินฟราเรด เซ็นเซอร์อินฟราเรดวัดระยะทางจะสะท้อนผลการตรวจจับกลับมา และแสดงจำนวนวัตถุที่ตรวจจับจากการตกกระทบแสงอินฟราเรดได้ไปยังหน้าจอ LCD และโปรแกรม ITEM Count ตามที่ได้เขียนสั่งการไว้ในโปรแกรมและแสดงการแจ้งเตือนทุกครั้งที่ตรวจจับได้จากการที่หลอดไฟLED ติดไฟ เมื่อต้องการหยุดทำการตรวจจับชั่วขณะ ให้กดปิดสวิตช์เบรก และกดเปิดสวิตช์เมื่อต้องการทำงานต่อ โดยผลที่แสดงบนหน้าจอทั้งสองทางนั้นไม่หายไป หรือหากต้องการเริ่มใหม่ให้กดหรือคลิกที่ปุ่มรีเซตได้ทั้งสองทาง

4.2 ปัญหา/อุปสรรค ในการดำเนินการ
ปัญหาหลักในการทดลองนี้คือ ระยะทางในการตรวจจับวัตถุที่แม่นยำและความไวต่อแสงในการตรวจจับวัตถุ ระยะทางที่สามารถตรวจจับวัตถุได้อย่างแม่นยำคือ 10 เซนติเมตร และความไวต่อแสงของเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ควรอยู่ในที่โล่งแจ้งและไม่มีลมพัดผ่าน ป้องกันการตรวจจับที่คลาด เคลื่อนและเกินจริง

4.3 ประโยชน์/สิ่งที่ได้รับจากการปฏิบัติงาน

• ได้ศึกษาโปรแกรมใหม่ ๆ
• ได้ศึกษาและเทคโนโลยีรอบตัวอย่างกว้างขวาง
• มีสติและความอดทนต่อการแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นมากขึ้น

บทที่ 5
สรุปการทดลองและวิจารณ์

5.1 สรุปผลการทดลอง
จากการทดลองใช้งานเซ็นเซอร์อินฟราเรดวัดระยะทางมาใช้ในการตรวจจับวัตถุ พบว่าสามารถตรวจจับวัตถุได้อย่างแม่นยำในระยะสั้น มีความไวต่อแสง สะดวกต่อการใช้งานกรณีที่ต้องการนับชิ้นงานที่อยู่ในที่คับแคบได้ มีต้นทุนไม่สูงมาก ตัวเซนเซอร์นี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานในด้านอื่น ๆ ต่อได้หลายทาง

5.2 ข้อเสนอแนะ
ตัวเซ็นเซอร์วัดระยะทางเองนั้นไม่สามารถใช้งานได้อย่างดีเยี่ยม เพียงแต่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้เพียงเท่านั้น ถ้าหากต้องการเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับวัตถุได้อย่างแม่นยำ อาจจะมีเซ็นเซอร์ชนิดอื่นทำงานได้ดีกว่านี้

 
เอกสารอ้างอิง

1) ประสิทธิ์ ทีฆพุฒิ.//(2549).//เทคโนโลยี RFID.//กรุงเทพฯ:/ดอกหญ้ากรุ๊ป
2) วัชรากร หนูทอง.//(2553).//อาร์เอฟไอดี กลยุทธ์การลดต้นทุน เพิ่มกำไร และสร้างความแตกต่าง.//กรุงเทพฯ:/บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น จำกัด (มหาชน)
3) ผศ.ดร. ดนัย ต.รุ่งเรือง, ผศ.ดร. ชูวงศ์ พงศ์เจริญพาณิชย์, นาย ศุภกิต แก้วดวงตา.//(2552).//หลักการออกแบบสายอากาศของระบบ RFID ในย่านความถี่ต่ำ สำหรับการจัดการฟาร์มและการลงทะเบียนสัตว์.//พิมพ์ครั้งที่/1.//ปทุมธานี:/ศูนย์ทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
4) นางสาวภาวิณี โม่กลาง, นางสาวจิราภรณ์ ผายพิมาย.//(2562).// เทคโนโลยีในคลังสินค้า ระบบ RFID.//สืบค้นเมื่อ 18 พฤศจิกายน 2562,/จาก/ https://sites.google.com/site/thekhnoloyirfid/home/rfid
5) นางสาวชลิตา สมสุวรรณ.//(2562).//เทคโนโลยี RFID.//สืบค้นเมื่อ 18 พฤศจิกายน 2562,/จาก/ https://sites.google.com/a/skb.ac.th/rfid_chalita-somsuwan/home/khwam-hmay-khxng-rfid
6) ดนัย ต. รุ่งเรือง.//(2562).//การออกแบบสายอากาศของเครื่องอ่านข้อมูลสำหรับระบบ RFID ในย่านความถี่ต่ำเพื่อการจัดการฟาร์มและการลงทะเบียนสัตว์.//สืบค้นเมื่อ 21 พฤศจิกายน 2562,/จาก/http://www.ecti-thailand.org/emagazine/views/106
7) Khae Mahidol.//(2562).//โครงสร้างและคุณสมบัติพื้นฐานของสายอากาศแบบต่าง ๆ.//สืบค้นเมื่อ 21 พฤศจิกายน 2562,/จาก/https://slideplayer.in.th/slide/1893879/
8) CISCO.//(2014).// RFID Tag Considerations.//Retrieved Nov 22, 2019,/from/
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/Enterprise/Mobility/WiFiLBS-DG/wifich6.html
9) blog@CL.//(2011).// RFID คืออะไร.//สืบค้นเมื่อ 21พฤศจิกายน 2562,/จาก/http://www.lib.kmitl.ac.th/blogCL/?p=5781
10) บริษัท เอส.ที.เจ. อิเล็คทริค โซลูชั่น จำกัด.//(2562).// RFIDสุดยอดเทคโนโลยีทั้งในปัจจุบัน และอนาคต.//สืบค้นเมื่อ 21 พฤศจิกายน 2562,/จาก/ https://www.stj1972.com/%E0%B9%80%E0%B8%81%E0%B8%B5%E0%B9%88%E0%B8%A2%E0%B8%A7%E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8%9A_RFID/58d3a6ea2f72e000010d3f4c
11) Modern Manufacturing.//(2017).// RFID เทคโนโลยีช่วยให้บริหารการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้นในแนวความคิด IOT. //สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2562,/จาก/https://www.mmthailand.com/rfid-%E0%B8%9A%E0%B8%A3%E0%B8%B4%E0%B8%AB%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%81%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B8%9A%E0%B8%A7%E0%B8%99%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%9C%E0%B8%A5%E0%B8%B4%E0%B8%95/
12) บริษัท รีเทล บิซิเนส เซอร์วิสส์ จำกัด.//(2562).// RFID (อาร์เอฟไอดี) คืออะไร. //สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2562,/จาก/https://www.rbs.co.th/TipsBarcode/RFID—Radio-frequency-identification.html
13) PeterSam67.//(2010).//Types of RFID Tag.//Retrieved Nov 22, 2019 ,/from / https://pt.slideshare.net/PeterSam67/types-of-rfid-tag
14) Ms. Nattawadee Sa-nguanwaree.//(2562).//The RFID technology. //สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2562,/จาก/https://sites.google.com/a/skb.ac.th/rfid_nattawadee-sa-nguanwaree/home/khwam-hmay-khxng-rfid
15) admin.//(2562).//RFID คืออะไร.//สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2562,/จาก/http://www.rfid-asia.com/%E0%B8%9A%E0%B8%97%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1-articles-rfid/rfid-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3/
16) บริษัท วีนัส ซัพพลาย จำกัด.//(2017).// RFID ตอนที่ 1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ RFID.//สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2562,/จาก/https://www.thaieasyelec.com/article-wiki/basic-electronics/rfid-ch1-rfid-basic.html 

ภาคผนวก

ภาคผนวก (ก)
โปรแกรมตรวจจับวัตถุและนับจำนวนวัตถุ

include

include

include

include

define I2C_ADDR 0x27

define BACKLIGHT_PIN 3

LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR,2,1,0,4,5,6,7);

int sensorpin=9;
int count=-1;
int ledpin=13;
boolean state = true;

void setup()
{
lcd.begin(16,2);
lcd.setBacklightPin(BACKLIGHT_PIN,POSITIVE);
lcd.setBacklight(HIGH);
lcd.home ();

lcd.setCursor(3, 0);
lcd.print(“My Project”);
lcd.setCursor(3, 1);
lcd.print(“ITEM Count”);
delay(3000);
lcd.clear();

lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(4, 0);
lcd.print(“GET READY”);
lcd.setCursor(7, 1);
lcd.print(“G0!!”);
delay(2000);
lcd.clear();

lcd.setCursor(3, 0);
lcd.print(“ITEM Count”);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(“Total(Unit):”);

Serial.begin(9600);
pinMode(sensorpin, INPUT);
pinMode(ledpin, OUTPUT);
Serial.println(“ITEM Count”);
}

void loop(){

if(!digitalRead(sensorpin) && state){
count++;
state = false;
Serial.print(” “);
Serial.println(count);
digitalWrite(ledpin,HIGH);
lcd.setCursor(12, 1);
lcd.println(count);
delay(10);
}
if(digitalRead(sensorpin))
state = true;
digitalWrite(ledpin,LOW);
delay(10);
}

ภาคผนวก (ข)
โปรแกรมITEM Count

 
Public Class Form1

Private Sub Form1_Load(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load
    System.Windows.Forms.Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = False
    Timer1.Start()

    Dim lists As String() = IO.Ports.SerialPort.GetPortNames

    For i = 0 To lists.Count - 1
        ComboBox1.Items.Add(lists(i))
    Next
End Sub

Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As System.EventArgs) Handles Button1.Click
    If ComboBox1.SelectedItem = "" Then Return

    If SerialPort1.IsOpen Then SerialPort1.Close()

    If Button1.Text = "Connect" Then
        SerialPort1.BaudRate = 9600
        SerialPort1.PortName = ComboBox1.SelectedItem

        Try
            SerialPort1.Open()
            Button1.Text = "Disconnect"
            ComboBox1.Enabled = False
        Catch ex As Exception
            MsgBox(ex.Message)
        End Try
    Else
        Button1.Text = "Connect"
        ComboBox1.Enabled = True
    End If
End Sub

Private Sub SerialPort1_DataReceived(sender As Object, e As System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) Handles SerialPort1.DataReceived
    Dim line As String = SerialPort1.ReadLine()
    Label3.Text = Val(line) & " "
End Sub

Private Sub Timer1_Tick(sender As Object, e As System.EventArgs) Handles Timer1.Tick
    Label4.Text = Now.ToShortDateString
    Label5.Text = TimeOfDay
End Sub

Private Sub Button2_Click(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles Button2.Click
    If SerialPort1.RtsEnable Then SerialPort1.Close()
    If Button2.Text = "RESET" Then
        Label3.Text = "0"
        ComboBox1.Enabled = False
    End If
    Me.SerialPort1.DtrEnable = True
    Me.SerialPort1.Close()
End Sub

Private Sub Label3_Click(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles Label3.Click

End Sub

End Class

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กิตติพงษ์ เยาวาจา หัวหน้ากลุ่มวิจัยวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติขั้นสูง และผู้รับผิดชอบหลักสูตรหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ (นานาชาติ)​ ม.เกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา