【儀表網 儀表下游】導讀：無人機正在擴大移動物聯網的覆蓋范圍，可以成為解決該領域問題的一種低成本、低危險的方式。
無人駕駛飛行器(更通俗地稱為“無人機”)”——通過將無人駕駛飛行器引入航空公司，使萊特兄弟的載人飛行夢想變成了現實。
無人機可以用于各種各樣的活動，從遠程戰爭的莊嚴任務到業余飛行員的滑稽動作。但隨著企業開始意識到無人機功能的運行和經濟效益，更多的無人機活動補充了軍用工具和業余玩具之間的空白。
根據手頭的任務，無人機的大小從僅有一英尺長到小型飛機的大小不等。在這些任務中，一些更有趣的應用出現在物聯網/工業IIoT/IIoT環境中。無人機可以有效地添加移動物聯網端點，將網絡擴展到物理限制之外。由于許多企業流程發生在網絡的邊緣，這一點變得至關重要。反過來，無人機技術將許多移動物聯網設備的功能擴展到了邊緣的新領域。
“我認為無人機在很大程度上是物聯網設備，在技術、客戶和用例方面有很多重疊，”加州紅木市無人機硬件和軟件制造商Skydio的首席執行官亞當·布萊(AdamBry)指出。
無人機被稱為無人機(UAV)或無人機系統(UAS)，其獨特之處在于能夠探測和報告通過其他方式無法到達的地點。在物聯網環境中，無人機可以充當移動傳感器來收集數據，并將其中繼回云應用程序或其他分析服務。
無人機也可以用作遠程檢查設備，幫助維護物聯網端點和其他組件。例如，無人機可以檢查塔式傳感器或其他物聯網連接設備的物理狀況，從而消除了對潛在危險的當面檢查的需要。在某些情況下，可能會使用無人機進行必要的維護活動或設備維修。至少，這是一種快速、安全和經濟的方法來監視關鍵設備。
無人機市場增長
研究公司Gartner預測商用無人機的增長。Gartner在預測分析中指出：“2020年，全球物聯網企業無人機(定義為飛行無人機)的出貨量將達到52.6萬臺，比2019年增長50%。”。“預計到2023年，全球出貨量將達到130萬臺。”
“突然之間步伐加快了，”DroneAnalyst研究負責人戴維·貝諾維茨(DavidBenowitz)說。“在過去的幾年中，我們看到了更多的工業用途，而這正是加速發展的地方。但您知道，在過去的四，五年前，我們已經看到無人機技術的成熟度很高，這導致了很多……業務的采用。”
客戶采用跟蹤與市場預測。無人機軟件提供商DroneDeploy對其140個客戶進行的一項調查顯示，53%的客戶表示，他們預計到2020年將增加在無人機和無人機軟件上的支出。該公司的調查結果在其《2020年無人機市場狀況:規模和增長》報告中詳述，報告還指出，不到5%的受訪者預計會減少無人機支出。
盡管有這個好消息，但無人機技術仍是一個新興行業，盡管有潛力和增長空間，特別是在物聯網環境中。Bry說:“從產品和技術的角度來看，這里仍然是狂野的西部。”
無人機技術的使用方式以及原因
Gartner的報告顯示，無人機目前在建筑行業的應用最為廣泛，其次是消防監控服務、保險公司和警察部門。在接下來的幾年里，所有這些領域的無人機使用預計將增加一倍。
無人機行業觀察(DII)進行的一項調查，結果發表在無人機市場研究組織的《無人機行業晴雨表2020》報告中，顯示35%的無人機服務提供商和18%的商業用戶指出，檢查/維護是無人機使用最多的案例。其他主要用途包括測繪(25%/16%)、測量(15%/33%)和攝影或拍攝(16%/19%)。
DII受訪者將他們使用無人機的原因排序為非常重要、重要和不重要。60%的受訪者表示節省時間非常重要，其次是提高質量(59%)。53%的受訪者表示改善工作安全非常重要，最后47%的受訪者認為節約成本非常重要。
少數行業率先將無人機作為物聯網環境的擴展或其他數據收集過程的補充。
能源公司正在他們廣泛的物聯網基礎設施中增加無人機檢查功能。無人機可以很容易地飛過并對電力線、風力渦輪機和其他發電和傳動裝置進行視覺掃描——否則這些任務必須手動完成，或者根本無法完成。更快、更便宜、更安全的無人機理念，讓它們的使用對電力供應商特別有吸引力。
農業綜合企業代表了另一架垂直無人機的先驅。大型農場已經依靠物聯網傳感器來衡量水、土壤質量和其他關鍵指標。但許多農場都增加了無人機傳感設備。無人機收集的一些信息與連接傳感器相同，但它們可以超越更基本的信息，使用前沿的技術收集數據，如紅外攝影和其他航空圖像。
建筑和保險行業也很適合無人機技術，因為它使他們能夠輕松地檢查現場和建筑，而不需要工人在場。
Skydio的Bry描述了北卡羅來納州交通部如何使用Skydio的硬件和軟件來檢查橋梁的底部和支撐結構。
“在過去，我們使用的是一輛偵查卡車，這是一種巨大的機械，沿著橋的頂部行駛，然后把一個人吊在下面的一個大懸臂臂上，這非常昂貴和危險。”Bry說。
不用說，用無人機代替窺探車，避免了以前方法的許多費用和危險。在這種情況下，Skydio無人機的自主操作能力至關重要，因為無人機可能必須飛到操作員的視線之外。
無人機有效載荷
考慮到無人機可以處理的各種任務，它們需要攜帶專門的設備來收集數據，并將數據傳輸到物聯網端點或其他設施進行分析。
無人機的基本裝備將包括導航和通信設備，如GPS和Wi-Fi或LTE無線電傳輸數據。
從靜態和視頻攝像機到更復雜的成像設備，相機也是無人機工具集的基本組成部分。根據它們的用途，無人機也可能攜帶熱量或濕度感應裝置。成像數據現在可以實時處理，使無人機看起來像任何其他連接到物聯網的數據采集設備。
無人機也可以用來運輸貨物，亞馬遜對無人機交付在線銷售商品的測試突出地證明了這一點。
無人機實施注意事項
無人機通常配備兩種軟件。與無人機硬件緊密結合的軟件操縱無人機和齒輪，使其保持在高空，同時將其連接回控制無人機飛行路徑的操作員。第二類軟件是應用程序，即使無人機能夠完成其特定任務并收集相關信息的程序。
目前，沒有控制或應用軟件的標準，因此潛在的購買者必須意識到，應用軟件通常必須進行定制，以便與特定制造商的無人機及其基本操作系統配合使用。因此，你必須確保你需要的軟件可以在你打算購買的無人機硬件上運行。例如，Skydio與旗下無人機一起銷售一些應用軟件，如Skydio3D掃描和SkydioHouse掃描，還與第三方無人機軟件制造商合作開發其他應用。當然，潛在用戶必須確認無人機收集和傳播的數據格式與現有數據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。
每個制造商通常都有自己的sdk(軟件開發工具包)，可以作為api(應用程序編程接口)使用，這樣你就可以安裝不同的應用程序，擁有不同的控件，實現不同的自動化，”Benowitz指出。
另一個考慮因素是無人機配備的通信類型，以及它與現有物聯網或其他網絡環境集成的容易程度。
“有專有的通信形式，大多數無人機與遙控器的通信都是專有的，”Benowitz說，“一般來說，都是按照AES-256加密的。”
雖然大多數無人機使用Wi-Fi或該標準的專有變體，但LTE寬帶是一個迫在眉睫的替代方案。這可以通過在無人機中加入SIM芯片來實現，這將使其能夠利用4G或5G技術顯著擴展其作戰范圍。
Skydio的Bry說：“我認為隨著時間的推移，LTE將成為整個行業的一個重要組成部分。”。
增加射程不僅僅是技術上的障礙。美國聯邦航空局的規定目前限制飛行無人機“超出視覺視線”，并在人以上或夜間。在上述任何條件下操作無人機都需要美國聯邦航空局的豁免，并可能通過一項證明操作員駕駛技能的測試。
另一個范圍問題是電池壽命。電池必須為無人機的飛行和數據采集與傳輸供電，因此電池壽命短意味著任務更短、更頻繁。電池技術得到了改進，與其他電池驅動的運輸設備一樣，這項技術也受到了廣泛的關注和發展。法國一家名為xSun的公司正試圖通過為其無人機配備太陽能電池來解決電池問題。
Benowitz指出：“我想說，對于大多數應用來說，電池壽命并不是一個大問題。“如果你在執行自動成像任務，無人機的自動化程度足夠高，當你需要更換電池時，它就會回來，你換上電池，它就會恢復工作。”
其他需要關注的發展還包括能夠為無人駕駛飛機充電和發射的精密對接設備，以及能夠提供更精密飛行控制的交通管理系統。
無人機的價格標簽各不相同
考慮到無人機在特定環境下的性能，無人機是非常經濟的解決方案，尤其是在直升機或其他飛機上進行載人飛行的情況下。
無人機的成本將在很大程度上取決于它的應用，它的預期用途，使用時間和條件。也就是說，一架商用無人機幾乎可以和一架消費型無人機一樣便宜，價格在1000美元左右。然而，用于工業用途的無人機價格當然更高，但一般仍屬于“數千美元”范圍，而不是數萬美元。
Benowitz說：“有一個很大的范圍，盡管大多數的購買價格仍然在1000美元到2000美元之間。”
對于大多數企業來說，這個適中的價格標簽將使無人機成為物聯網/IIoT基礎設施的一個非常實惠的替代品。
(原標題：無人機技術擴展移動物網的覆蓋范圍)
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