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无人机技术扩展移动物网的覆盖范围
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无人机正在扩大移动物联网的覆盖范围,可以成为解决该领域问题的一种低成本、低危险的方式。

无人驾驶飞行器(更通俗地称为“无人机”)”——通过将无人驾驶飞行器引入航空公司,使莱特兄弟的载人飞行梦想变成了现实。

无人机可以用于各种各样的活动,从远程战争的庄严任务到业余飞行员的滑稽动作。但随着企业开始意识到无人机功能的运行和经济效益,更多的无人机活动填补了军用工具和业余玩具之间的空白。

根据手头的任务,无人机的大小从仅有一英尺长到小型飞机的大小不等。在这些任务中,一些更有趣的应用出现在物联网/工业IIoT/IIoT环境中。无人机可以有效地添加移动物联网端点,将网络扩展到物理限制之外。由于许多企业流程发生在网络的边缘,这一点变得至关重要。反过来,无人机技术将许多移动物联网设备的功能扩展到了边缘的新领域。

“我认为无人机在很大程度上是物联网设备,在技术、客户和用例方面有很多重叠,”加州红木市无人机硬件和软件制造商Skydio的首席执行官亚当·布莱(AdamBry)指出。

无人机被称为无人机(UAV)或无人机系统(UAS),其独特之处在于能够探测和报告通过其他方式无法到达的地点。在物联网环境中,无人机可以充当移动传感器来收集数据,并将其中继回云应用程序或其他分析服务。

无人机也可以用作远程检查设备,帮助维护物联网端点和其他组件。例如,无人机可以检查塔式传感器或其他物联网连接设备的物理状况,从而消除了对潜在危险的当面检查的需要。在某些情况下,可能会使用无人机进行必要的维护活动或设备维修。至少,这是一种快速、安全和经济的方法来监视关键设备。


无人机市场增长

研究公司Gartner预测商用无人机的增长。Gartner在预测分析中指出:“2020年,全球物联网企业无人机(定义为飞行无人机)的出货量将达到52.6万台,比2019年增长50%。”。“预计到2023年,全球出货量将达到130万台。”

“突然之间步伐加快了,”DroneAnalyst研究负责人戴维·贝诺维茨(DavidBenowitz)说。“在过去的几年中,我们看到了更多的工业用途,而这正是加速发展的地方。但您知道,在过去的四,五年前,我们已经看到无人机技术的成熟度很高,这导致了很多……业务的采用。”

客户采用跟踪与市场预测。无人机软件提供商DroneDeploy对其140个客户进行的一项调查显示,53%的客户表示,他们预计到2020年将增加在无人机和无人机软件上的支出。该公司的调查结果在其《2020年无人机市场状况:规模和增长》报告中详述,报告还指出,不到5%的受访者预计会减少无人机支出。

尽管有这个好消息,但无人机技术仍是一个新兴行业,尽管有潜力和增长空间,特别是在物联网环境中。Bry说:“从产品和技术的角度来看,这里仍然是狂野的西部。”

无人机技术的使用方式以及原因

Gartner的报告显示,无人机目前在建筑行业的应用最为广泛,其次是消防监控服务、保险公司和警察部门。在接下来的几年里,所有这些领域的无人机使用预计将增加一倍。

无人机行业观察(DII)进行的一项调查,结果发表在无人机市场研究组织的《无人机行业晴雨表2020》报告中,显示35%的无人机服务提供商和18%的商业用户指出,检查/维护是无人机使用最多的案例。其他主要用途包括测绘(25%/16%)、测量(15%/33%)和摄影或拍摄(16%/19%)。

DII受访者将他们使用无人机的原因排序为非常重要、重要和不重要。60%的受访者表示节省时间非常重要,其次是提高质量(59%)。53%的受访者表示改善工作安全非常重要,最后47%的受访者认为节约成本非常重要。

少数行业率先将无人机作为物联网环境的扩展或其他数据收集过程的补充。

能源公司正在他们广泛的物联网基础设施中增加无人机检查功能。无人机可以很容易地飞过并对电力线、风力涡轮机和其他发电和传动装置进行视觉扫描——否则这些任务必须手动完成,或者根本无法完成。更快、更便宜、更安全的无人机理念,让它们的使用对电力供应商特别有吸引力。

农业综合企业代表了另一架垂直无人机的先驱。大型农场已经依靠物联网传感器来衡量水、土壤质量和其他关键指标。但许多农场都增加了无人机传感设备。无人机收集的一些信息与连接传感器相同,但它们可以超越更基本的信息,使用先进的技术收集数据,如红外摄影和其他航空图像。

建筑和保险行业也很适合无人机技术,因为它使他们能够轻松地检查现场和建筑,而不需要工人在场。

Skydio的Bry描述了北卡罗来纳州交通部如何使用Skydio的硬件和软件来检查桥梁的底部和支撑结构。

“在过去,我们使用的是一辆侦查卡车,这是一种巨大的机械,沿着桥的顶部行驶,然后把一个人吊在下面的一个大悬臂臂上,这非常昂贵和危险。”Bry说。

不用说,用无人机代替窥探车,避免了以前方法的许多费用和危险。在这种情况下,Skydio无人机的自主操作能力至关重要,因为无人机可能必须飞到操作员的视线之外。

无人机有效载荷

考虑到无人机可以处理的各种任务,它们需要携带专门的设备来收集数据,并将数据传输到物联网端点或其他设施进行分析。

无人机的基本装备将包括导航和通信设备,如GPS和Wi-Fi或LTE无线电传输数据。

从静态和视频摄像机到更复杂的成像设备,相机也是无人机工具集的基本组成部分。根据它们的用途,无人机也可能携带热量或湿度感应装置。成像数据现在可以实时处理,使无人机看起来像任何其他连接到物联网的数据采集设备。

无人机也可以用来运输货物,亚马逊对无人机交付在线销售商品的测试最突出地证明了这一点。

无人机实施注意事项

无人机通常配备两种软件。与无人机硬件紧密结合的软件操纵无人机和齿轮,使其保持在高空,同时将其连接回控制无人机飞行路径的操作员。第二类软件是应用程序,即使无人机能够完成其特定任务并收集相关信息的程序。

目前,没有控制或应用软件的标准,因此潜在的购买者必须意识到,应用软件通常必须进行定制,以便与特定制造商的无人机及其基本操作系统配合使用。因此,你必须确保你需要的软件可以在你打算购买的无人机硬件上运行。例如,Skydio与旗下无人机一起销售一些应用软件,如Skydio3D扫描和SkydioHouse扫描,还与第三方无人机软件制造商合作开发其他应用。当然,潜在用户必须确认无人机收集和传播的数据格式与现有数据分析程序目前使用的其他格式一致。可能需要一些集成工作。

每个制造商通常都有自己的sdk(软件开发工具包),可以作为api(应用程序编程接口)使用,这样你就可以安装不同的应用程序,拥有不同的控件,实现不同的自动化,”Benowitz指出。

另一个考虑因素是无人机配备的通信类型,以及它与现有物联网或其他网络环境集成的容易程度。

“有专有的通信形式,大多数无人机与遥控器的通信都是专有的,”Benowitz说,“一般来说,都是按照AES-256加密的。”

虽然大多数无人机使用Wi-Fi或该标准的专有变体,但LTE宽带是一个迫在眉睫的替代方案。这可以通过在无人机中加入SIM芯片来实现,这将使其能够利用4G或5G技术显著扩展其作战范围。

Skydio的Bry说:“我认为随着时间的推移,LTE将成为整个行业的一个重要组成部分。”。

增加射程不仅仅是技术上的障碍。美国联邦航空局的规定目前限制飞行无人机“超出视觉视线”,并在人以上或夜间。在上述任何条件下操作无人机都需要美国联邦航空局的豁免,并可能通过一项证明操作员驾驶技能的测试。

另一个范围问题是电池寿命。电池必须为无人机的飞行和数据采集与传输供电,因此电池寿命短意味着任务更短、更频繁。电池技术得到了改进,与其他电池驱动的运输设备一样,这项技术也受到了广泛的关注和发展。法国一家名为xSun的公司正试图通过为其无人机配备太阳能电池来解决电池问题。

Benowitz指出:“我想说,对于大多数应用来说,电池寿命并不是一个大问题。“如果你在执行自动成像任务,无人机的自动化程度足够高,当你需要更换电池时,它就会回来,你换上电池,它就会恢复工作。”

其他需要关注的发展还包括能够为无人驾驶飞机充电和发射的精密对接设备,以及能够提供更精密飞行控制的交通管理系统。

无人机的价格标签各不相同

考虑到无人机在特定环境下的性能,无人机是非常经济的解决方案,尤其是在直升机或其他飞机上进行载人飞行的情况下。

无人机的成本将在很大程度上取决于它的应用,它的预期用途,使用时间和条件。也就是说,一架商用无人机几乎可以和一架消费型无人机一样便宜,价格在1000美元左右。然而,用于工业用途的无人机价格当然更高,但一般仍属于“数千美元”范围,而不是数万美元。

Benowitz说:“有一个很大的范围,尽管大多数的购买价格仍然在1000美元到2000美元之间。”

对于大多数企业来说,这个适中的价格标签将使无人机成为物联网/IIoT基础设施的一个非常实惠的替代品。

 

责任编辑:姜华 来源: 千家网
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