物联网无人机:无人机的用例如何变化

无人机已经存在了很长一段时间，但看到正在出现的用例很有趣，特别是在物联网领域。无人机是有趣的玩具，许多人把驾驶它们作为一种爱好。但随着时间的推移，越来越多的商业和专业无人机被部署到一系列商业应用和关键任务中——从体育摄影到科学、研究、军事任务、医疗目的和搜索和救援。我们称之为物联网无人机。

随着物联网(IoT)和工业物联网(IIoT)的大规模发展，我们将看到更多的无人机执行重要任务——特别是在昂贵、危险或人类不可能旅行的地方。在这些情况下，无人机通常可以使行程更快，或更有效地完成任务，风险更小。如果你愿意的话，它们可以充当电子“煤矿里的金丝雀”。

在这篇文章中，我们将介绍无人机的一些物联网应用，这些无人机与业余爱好者飞行的遥控飞机有何不同，以及无人机如何被用于关键任务物联网应用。

无人机能拯救生命吗?

最近，《明尼阿波利斯明星论坛报》上有一则引人入胜的故事:无人机终结失踪男孩之谜．这是一个引人入胜的故事。整个社区的600多人聚集在这个家庭的土地和周围地区寻找失踪的6岁孩子，他在一天放学后和他的狗一起出去玩，然后消失了。

其中一个对此感兴趣并认为他可以提供帮助的人是一架无人机的主人，他拥有一架可以“看到”热点的热像仪。夜幕降临了，除了手电筒的亮光外，谁也看不见。该设备不仅可以寻找温暖的地方，还可以迅速飞越大片的玉米地，而搜索人员要花好几个小时才能把这些玉米地梳理一遍。

无人机主人史蒂夫·费内斯说:“我遇到了一个看起来不一样的热签名斑点。”那是一个明亮的、不规则的形状。它看起来既不像鹿也不像熊。(机敏的读者会注意到，在这个失踪的孩子附近可能有熊或其他野生动物。)

原来那个温暖的斑点是男孩和他忠实的狗，雷明顿。除了发现男孩和他的宠物外，无人机还将工作人员引导到男孩盘腿坐在黑暗中，抱着他的小狗的地方。

这个故事在很多方面都很鼓舞人心。今天的科技可以帮助我们超越人眼有限的能力。鉴于我们没有翅膀和传感器，从根本上来说是脆弱的，无人机可以在地形上快速移动，进入不适合人类的危险地区，甚至可以引导一队搜索者穿过黑暗的玉米地。而且这项技术还在不断进步，使无人机能够飞得离源头更远，执行更复杂的任务。

工作无人机与业余无人机

如今，任何人都有可能拥有一架无人机，也被称为“小型无人驾驶飞机”、“无人驾驶飞行器(UAV)”、“无人驾驶飞机系统”(UAS)或“遥控飞机”(RPA)。根据一篇文章，这些术语确实有不同的含义Botlink．例如，许多人认为无人机一词表明飞行器具有自主能力，而单纯的无人机则没有。为了本文的目的，我们将使用常见的命名-无人机-来指示这类遥控飞机。

开发物联网无人机的项目正在增加。许多开发人员可能从业余爱好者开始，然后意识到他们的无人驾驶飞机在现实世界中有应用，甚至可以用于拯救生命或关键任务，就像明尼苏达州的一名男子帮助寻找失踪的男孩和他的狗一样。所以在业余无人机和工作无人机之间肯定有一个灰色地带。但对于那些正在考虑着手物联网无人机项目的人来说，让我们来谈谈这两个市场的一些区别。

关于业余无人机

无人机的广泛普及对消费者来说是件好事，但它也带来了一些挑战，因为众所周知，私人无人机会飞到限制空域，并因被视为间谍机制而被击落。如果你拥有并操作一架私人无人机，那么负责任地飞行是很重要的，并且要遵守规章制度。这些规定适用于除小型玩具以外的所有类型的个人无人机。

私人无人机的飞行规则很容易找到，至少在美国拥有和运营的无人机很容易找到，在美国，所有飞机都由美国联邦航空管理局(FAA)管理。一定要找到适用于你所在国家的规定。根据一篇来自个人电脑在美国，规则如下:

• 如果你的无人机超过8.8盎司(250克)，你必须注册你的无人机与FAA
• 注册有一个贴纸，你必须把它放在飞船的外部
• 在400英尺或以下飞行你的无人机
• 让你的无人机保持在视线范围内
• 不要在其他飞机附近飞行，特别是在机场附近(你需要保持5英里的距离，或者通知空中交通管制)
• 不要在人群上空飞行
• 不要飞越体育场或体育赛事
• 不要飞到火灾等紧急救援地点附近
• 不要在酒精作用下飞行
• 注意空域要求

关于物联网应用的工作无人机

现在让我们谈谈执行重要任务和任务的无人机。工作中的无人机像服务犬一样有自己的目的，但它们不需要喂食。虽然它们工作努力，但它们不需要薪水。但严肃地说，执行重要任务的专业无人机和业余无人机之间存在一些关键区别:

• 工作中的无人机可以执行商业、工业和军事任务，从娱乐到监视，从农业到包裹递送。
• 它们具有广泛的附加特性和功能来支持其预期用途。这些包括:
  • 无线电和GPS用于位置信息和数据传输
  • 用于记录物体和人的位置、在逃罪犯或体育录像的视频和静止摄像机
  • 用于定位生物、监测天气系统等的光、热、温度传感器
  • 携带和交付有效载荷的能力，包括货物、包裹和医疗用品
  • 能够在农业应用中分配种子或肥料
  • 太阳能电池板充电，以增加电池寿命
• 由于上述原因，工作无人机必须具有工业设计规范:
  • 它们经过硬化处理，可以应付各种环境条件
  • 它们通常有更多的螺旋桨，这取决于它们必须携带的重量
  • 它们通常配备工业级灯、传感器和其他功能

有关无人机用例范围的更多见解，请参阅Dronegenuity页面，商业无人机用例的综合列表．

专业物联网无人机应用示例

以下是对物联网无人机的一些应用的简要调查。由于这些用例中的每一个都可以是自己的一篇文章，我们在这里只是试图提供物联网无人机的广泛概述，以突出它们执行各种任务和任务所需的功能。如果您是无人机技术领域的开发人员，我们希望这将激发您对下一个物联网无人机项目的想象力。

为搜索和救援任务设计的无人机

正如我们在本文开头分享的真实轶事中所看到的那样，无人机技术是搜索和救援任务的理想选择。无人机可以比人或车辆更快地到达偏远地区。他们可以迅速到达车辆无法到达的地区，太大而无法步行穿越，或者太偏远或危险。此外，它们可以带着灯光、传感器和摄像头飞越搜索区域，还可以通过红外技术识别热信号来定位生物。

此外，如图所示，搜救无人机可以运送漂浮设备和救生用品，如食物、水、绳索、救生衣、充气或救生衣。例如，一家公司叫UrbanDrones研发无人机，运送自动充气的救生衣。

装备无人机执行救生任务的技术正在迅速发展。即使是私人无人机也在搜救中发挥着巨大的作用。一个Aerosociety文章据报道，调查结果显示，民用无人机现在平均每周拯救一条生命。

要考虑无人机技术的下一步是什么，请考虑人工智能和机器学习的可能性。例如，这个YouTube视频说明了机器学习如何帮助无人机学习如何识别和导航障碍物以避免碰撞。然后，我们可以想象在洞穴、矿井和隧道等难以导航的空间进行救援任务。

急救无人机

最近的一次IEEE Spectrum文章报道了一架配备了急救设备的无人机和一辆救护车之间的比赛。无人机赢了。该技术旨在尽快为患者提供挽救生命的医疗用品。

举个例子，如果两个人走在街上，其中一个倒下了，这个场景就会发挥作用。在这种情况下，一个可能危及生命的原因是心脏骤停(SCA)。是否有能力挽救受害者的生命取决于是否有AED或自动体外除颤器来重新启动心脏。虽然这些设备通常存放在办公楼的急救箱里，但在任何街角都找不到。

文章写道:“在杂志上描述传感器，在伊拉克北部一个繁忙的城市，无人机系统成功地到达了每一个假测试患者，比救护车快90到120秒。”

无人机在农业中的应用

想象一下，能够派遣一架无人机在田野上执行任务，而不是一架巨大的、重达数吨的、消耗汽油的机器。显然，并不是每一个农业应用都可以用无人机取代，但可以理解的是，在物联网无人机可以完成工作的情况下，节省的时间和费用将相当可观。用于施肥和害虫管理的作物喷洒将是物联网无人机在农业中的一个明显应用，但还有更多:

• 播种随着时间的推移，种植种子以及维持种子生长的营养物质可能会成为一种普遍的主流做法，因为无人机可以快速、精确地完成这项任务，并能将种植成本降低85%。
• 土壤分析根据一篇文章技术评论在美国，无人机可以通过生成精确的3d地图，在作物周期的早期提供洞察，使农民能够规划他们的种子种植模式，以及施肥和灌溉。

看到维基百科关于农业无人机的页面了解更多有关作物监测和FAA法规的信息。

用于运送包裹、物资或货物的无人机

我们都知道，亚马逊很快就会使用无人机来投递包裹。最近文章在新兴科技CVS和UPS之间的联盟将使无人机能够运送药品。广泛的交付用例正在探索中，当这些应用程序进入市场时，将受到监管部门的批准。据推测，一旦无人机递送包裹无处不在，披萨和其他快餐的递送也不会落后。

无人机能携带的最大重量是多少?显然，无人机的用途和它们打算运送的有效载荷有很大的不同。但是根据一个无人机科技星球上的文章在美国，“专业无人机的平均运载能力为20至220公斤”，约合44至485磅。

军事行动中的无人机

无人机在军事行动中很普遍，这可能是无人驾驶飞行器最广为人知的用例。维基百科上关于美国军队中的无人机提供一系列数据点。例如，文章指出:

• 2005年，仅战术和战区级无人机就飞行了超过10万飞行小时持久自由行动和伊拉克自由行动．
• 这些无人机的成本从几千美元到数千万美元不等，飞机的重量从不到1磅到超过4万磅不等。

监视显然是军事行动的一个关键用例。一个文章在ZDNet描述了可以从空中监视其他部队的微型无人机。

用于体育和娱乐的无人机

体育赛事和娱乐也是当今商用无人机最常见的用例之一，因为它们提供了出色的航空摄影和视频功能。请注意FAA有严格的规定为了健康和安全，在体育赛事附近使用私人无人机。

但如果不提到2017年Lady Gaga在中场秀上使用无人机的著名场景，我们的故事就不完整。一个科技博客文章对这一事件进行了极好的描述，在这一事件中，300架无人机联网在一起，形成了美国国旗，全部由一个人操作。

无人驾驶赛车

无人机比赛已经成为一项流行的运动，今天你可以找到业余爱好和半专业无人机操作员的联盟。的无人机竞赛维基百科页面为这项运动提供了极好的介绍性描述:

”FPV无人机比赛(其中FPV代表第一人称视角或第一人称视频)是一种参与者控制的运动类型。”无人驾驶飞机(通常是小的)无线遥控飞机或四轴飞行器)，佩戴时配有摄像头头盔显示装置展示无人机的实时摄像头画面。”

FPV非常有趣，因为它使操作员的注意力集中在飞行模式上，就好像操作员在驾驶一架飞行器一样。维基百科页面解释说:“第一人称视角飞行意味着飞行员只能看到无人机看到的东西。这是通过安装在无人机机头上的摄像头的实时视频来完成的。”

无人机案例研究和物联网项目

Digi International有一系列客户为不同的用例制造物联网无人机。以下是两个Digi客户的故事，这些公司将Digi解决方案整合到他们的产品中，服务于专业、商业和政府无人机市场。请注意，您可以在web上找到更多Digi案例研究客户的故事选项卡。

Draganfly创新公司

作为世界上运营时间最长的多旋翼无人直升机制造商，Draganfly创新对创新无人机技术产生了巨大影响。当他们想要为他们的无人机装备先进的点对点通信以进行远程无线控制时，他们求助于Digi国际。他们选择了数码XBee-PRO 900HP，它通过未经许可的900 MHz频段进行通信，非常适合需要远距离通信的应用。低于2 GHz的无线电受建筑物和树木等障碍物的影响较小。

蜻蜓无人机的应用范围很广，从军事行动到搜救、地理调查和犯罪现场调查。你可以在蜻蜓客户故事在Digi.com上。

飞的眼睛

飞的眼睛是一家总部位于法国的专业无人机制造商，用于广泛的商业和工业用例以及政府和军事应用。该公司求助于Digi，通过附加功能来增强他们的技术。他们使用Digi XBee 802.15.4模块用于点对点连接，站点线范围可达两英里。配备两个无线电频率连接的无人机将一个无线电连接到备用降落伞上。在紧急情况下，降落伞被设计用来拯救无人机，并防止在无人机失去飞行能力时对下面的人造成伤害。

“飞行之眼”无人机的应用范围从消防到农业和建筑应用以及娱乐。例如，在执法中，他们的无人机装备用于定位和识别人员，监测不断变化的情况以确定是否需要干预，并监测城市基础设施和道路以确定紧急车辆的接入点。它们配备了热传感器和照明摄像机，以便执行夜间任务。你可以在飞眼客户故事在Digi.com上。

更多物联网无人机项目

除了这些商业无人机案例研究，你可以看到一些私人物联网无人机项目在我们的项目画廊．

和一个数码网络XBee®Techapeek最近在一篇文章中介绍了物联网无人机项目，其中一名开发人员创建了一种名为SwarmTouch的手持机制，可以同时操作多架无人机。