ระบบสื่อสารสองทางระหว่างผู้ควบคุมและนักดำน้ำ ผ่านทุ่นสัญญาณเพื่อเพิ่มความปลอดภัยใต้น้ำ

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอแนวคิด การออกแบบ และผลการทดสอบต้นแบบระบบสื่อสารสองทางระหว่างผู้ควบคุมบนผิวน้ำและนักดำน้ำผ่านทุ่นสัญญาณแบบลอยน้ำ โดยมุ่งเน้นการส่งข้อความและวิดีโอแบบเรียลไทม์เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการปฏิบัติงานใต้น้ำ ระบบต้นแบบประกอบด้วยสามส่วนหลัก ได้แก่ 1. หน่วยควบคุมบนผิวน้ำ (Surface Control Unit) 2. ทุ่นสัญญาณกลางน้ำ (Floating Relay Buoy) และ 3. ชุดนักดำน้ำ (Diver Unit) โดยใช้การสื่อสารไร้สายย่านความถี่มาตรฐาน IEEE 802.11  2.4 GHz / 5 GHz ร่วมกับสาย Ethernet กันน้ำ (Tether) และใช้โปรโตคอล ZMQ (ZeroMQ) สำหรับการสื่อสารข้อมูลแบบ Publish–Subscribe เพื่อให้สามารถส่งข้อความ สถานะระบบ และวิดีโอแบบสตรีมมิงได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดสอบระบบในสภาวะจำลองภาคสนามใช้ TP-Link EAP225 เป็นอุปกรณ์ Wireless Access Point / Bridge เชื่อมโยงการสื่อสารระหว่างหน่วยควบคุมบนผิวน้ำและชุดนักดำน้ำผ่านสาย Ethernet Tether โดยใช้ Raspberry Pi 4 และกล้อง USB เป็นหน่วยประมวลผลและส่งภาพ ผลการทดสอบพบว่าสามารถส่งข้อความจากผิวน้ำลงใต้น้ำและส่งวิดีโอจากนักดำน้ำขึ้นมาบนผิวน้ำได้แบบเรียลไทม์ โดยมีค่าความหน่วงเฉลี่ยต่ำกว่า 300 มิลลิวินาทีและไม่พบการสูญเสียแพ็กเกตในช่วงเวลา 10 นาที อย่างไรก็ตาม ระบบยังมีข้อจำกัดด้านระยะทางของสัญญาณไร้สาย ความยาวสาย Tether และยังไม่ได้ทดสอบในสภาวะใต้น้ำลึกหรือกระแสน้ำแรง รวมถึงยังไม่มีการเข้ารหัสข้อมูลและจัดการ QoS สำหรับผู้ใช้หลายคน ผลการทดลองยืนยันว่าระบบสามารถทำงานได้จริงในภาคสนามและมีศักยภาพในการพัฒนาเป็นเครือข่ายสื่อสารใต้น้ำแบบ Hybrid LAN/WLAN เพื่อสนับสนุนการปฏิบัติการดำน้ำในอนาคต