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無人機已經存在了很長一段時間，但是看到正在出現的用例是很有趣的，特别是在物聯網領域。無人機是有趣的玩具，許多人把它作為一種業餘愛好。但随着時間的推移，越來越多的商業和專業無人機正被用于一系列商業應用和關鍵任務——從體育攝影到科學、研究、軍事任務、醫療目的以及搜救等。我們稱之為物聯網無人機。
随着物聯網（IoT）和工業物聯網（IIoT）的大規模發展，我們将看到更多的無人機執行重要任務——特别是在人類旅行成本高昂、危險或不可能的地方。在這些情況下，無人機通常可以使旅行更快或更有效地完成一項任務，而且風險更小。如果你願意的話，它們可以充當電子“煤礦裡的金絲雀”。
在這篇文章中，我們将介紹無人機的一些物聯網應用，這些無人機與愛好者駕駛的遙控飛機有何差別，以及無人機在關鍵任務物聯網應用中的應用。
無人機能拯救生命嗎？
最近，《明尼阿波利斯星報》上有一則引人入勝的故事：無人機終結失蹤男孩之謎。這是一個引人入勝的故事。600多人組成的整個社群都在四處搜尋這個家庭的土地和周圍地區，尋找失蹤的6歲孩子，他放學後一天出去和他的狗玩耍，然後消失了。
其中一位對他感興趣并認為他可以幫忙的人是一架無人機的主人，該無人機配有一個可以“看到”熱點的熱相機。夜幕降臨，手電筒發出的光芒使人看不見。這種裝置不僅可以尋找溫暖的地方，而且可以迅速飛越廣闊的玉米地，搜尋者要花上好幾個小時來梳理。
無人機的主人史蒂夫·菲恩斯說：“我遇到了一個看起來不同的熱浪特征斑點。“這是一個明亮的，不規則的形狀。它看起來不像鹿或熊。”（這裡精明的讀者會注意到在這個失蹤的孩子附近可能有熊或其他野生動物。）
那個溫暖的家夥原來是那個男孩和他忠實的狗，雷明頓。除了發現這名男孩和他的寵物外，無人機還引導勞工們到達男孩在黑暗中盤腿坐着，抱着他的小狗的地方。
這個故事在很多方面都很鼓舞人心。今天的科技可以幫助我們用人類的眼睛超越我們有限的能力。雖然我們缺乏翅膀和傳感器，而且基本上是脆弱的，但無人機可以在地形上快速移動，進入不适合人類生存的危險地區，甚至可以引導一隊搜尋者穿過黑暗的玉米地。而且這項技術不斷進步，使無人機能夠從源頭更遠的地方飛行，執行更複雜的任務。
工作無人機與業餘無人機
如今，任何人都有可能擁有無人機，也被稱為“小型無人機”、“無人機”、“無人機系統”（UAS）或“遙控飛機”（RPA）。根據一篇關于Botlink的文章，這些術語确實有不同的含義。例如，許多人認為術語“無人機”表示飛行器具有自主能力，而僅僅是無人機則沒有。在本文中，我們将使用通用的命名——無人機——來表示這類遙控飛機。
開發物聯網無人機的項目正在增多。許多開發人員可能從業餘愛好者開始，然後意識到他們的無人駕駛飛機有現實世界的應用程式，甚至是救命或任務關鍵的目的——就像明尼蘇達州的人幫助尋找迷路的男孩和他的狗一樣。是以，在業餘無人機和工作無人機之間肯定存在一個灰色地帶。但對于那些正在考慮着手物聯網無人機項目的人來說，讓我們來談談區分這兩個市場的一些事情。
關于業餘無人機
無人機的廣泛使用對消費者來說是美妙的，但也帶來了一些挑戰，因為衆所周知，私人無人機會飛入受限的空中空間，并因被視為間諜機制而被擊落。如果你擁有并操作一架私人無人駕駛飛機，那麼負責任地飛行是很重要的，并且要遵守規章制度。這些适用于除小玩具以外的所有類型的個人無人機。
私人無人機的飛行規則很容易找到，至少對于在美國擁有和營運的無人機來說，所有飛機都由美國聯邦航空管理局（FAA）管理。一定要找到适用于你們國家的法規。根據PCMag的一篇文章，美國的規則如下：
- 如果你的無人機重量超過8.8盎司（250克），你必須向聯邦航空局注冊你的無人機
- 注冊帶有一個貼紙，你必須放置在工藝的外部
- 在400英尺或400英尺以下駕駛無人機
- 讓你的無人機在視線範圍内
- 切勿在其他飛機附近飛行，尤其是在機場附近飛行（您必須保持5英裡的距離，或通知空中交通管制員）
- 切勿飛過人群
- 切勿飛越體育場或體育賽事
- 切勿在火災等緊急響應措施附近飛行
- 切勿在幹擾下飛行
- 注意空域要求
關于适用于物聯網應用的無人機
現在我們來談談執行重要任務和任務的無人機。工作的無人機有一個類似服務犬的目的，但它們不必被喂養。雖然他們努力工作，卻沒有薪水。但嚴肅地說，執行重要任務的專業無人機和愛好無人機之間有一些關鍵的差別：
- 工作無人機可以執行商業、工業和軍事任務，從娛樂到監視，從農業到包裹運送。
- 它們有很多附加功能和功能來支援它們的預期用途。這些可能包括：
- 用于位置資訊和資料傳輸的無線電和GPS
- 用于記錄物體和人、在逃罪犯或運動錄像的錄影機和靜止錄影機
- 用于定位生物、監測天氣系統等的光、熱和溫度傳感器
- 運輸和傳遞有效載荷的能力，包括貨物、包裝和醫療用品
- 在農業應用中配置設定種子或肥料的能力
- 用于充電以延長電池壽命的太陽能電池闆
- 基于上述原因，工作無人機必須具有工業設計規範：
- 它們經過硬化處理，能夠處理一系列的環境條件
- 它們通常有更多的螺旋槳，這取決于它們必須攜帶的重量
- 它們通常配備工業級的燈、傳感器和其他功能
有關無人機使用案例範圍的優秀文章，請參閱《科學》雜志上的文章10無人機每天做的非謀殺性的事情，内容是如何工作的。
專業物聯網無人機的示例應用
下面簡要介紹一下物聯網無人機的一些應用。由于這些用例中的每一個都可能是它自己的一篇文章，我們在這裡隻是試圖提供物聯網無人機的大緻概述，以突出它們執行各種任務和任務所需的功能。如果您是無人機技術領域的開發人員，我們希望這将為您的下一個物聯網無人機項目激發您的想象力。
為搜救任務設計的無人機
正如我們在本文開頭分享的現實轶事中所看到的，無人機技術是執行搜尋和救援任務的理想選擇。無人機能夠比人或車輛更快地到達偏遠地區。他們可以很快到達車輛無法通行的區域、太大而不能步行穿過的區域、太遠或危險的區域。此外，它們還可以用燈光、傳感器和照相機在搜尋區域上空飛行，還可以利用紅外技術識别定位生物的熱信号。
此外，如圖所示，搜救無人機可以運送漂浮裝置和救生用品，如食物、水、繩索、救生衣、充氣物或救生圈。例如，一家名為“城市無人機”的公司開發了無人機，這種無人機可以提供自動充氣的救生裝置。
裝備無人機執行救生任務的技術正在迅速發展。就連私人無人機也在搜救中産生了巨大影響。美國航空協會的一篇文章報道了調查結果，顯示民用無人機現在平均每周拯救一條生命。
考慮無人機技術的下一步，考慮人工智能和機器學習的可能性。例如，這個YouTube視訊示範了機器學習如何幫助無人機學習如何識别和導航障礙物以避免碰撞。我們可以想象在洞穴、礦井和隧道等難以航行的空間執行救援任務。
急救無人機
IEEE頻譜最近的一篇文章報道了一架配備急救裝置的無人機和一輛救護車之間的比賽。無人機赢了。這項技術旨在盡快為病人提供救命的醫療用品。
舉個例子，如果兩個人沿着一條街道走，一個人倒了，這種情況就會發生。在這種情況下，一種可能危及生命的原因是心髒驟停（SCA）。挽救受害者生命的能力取決于AED或自動體外除顫器的可用性，該除顫器設計用于重新啟動心髒。雖然這些裝置經常存放在辦公樓的急救櫃裡，但在任何街角都找不到。
文章報道：“在《傳感器》雜志上描述，無人機系統成功地到達了伊拉克北部一個繁忙城市的每一個假測試病人，到達的速度比救護車快90到120秒。”
毋庸諱言，救護車和急救人員仍然是需要的，但救生物資的到來可以讓路人在急救車行駛途中有快速反應的能力。
無人機在農業上的應用
想象一下，能夠派一架無人駕駛飛機在一塊地上執行任務，而不是一台巨大的多噸瓦斯機。顯然，并不是所有的農業應用都可以用無人機代替，但在物聯網無人機可以完成任務的情況下，節省的時間和費用是可以了解的。用于施肥和害蟲管理的作物噴施将是物聯網無人機在農業上的一個明顯應用，但還有更多：
- 播種：随着時間的推移，播種以及營養物質的維持很可能成為一種普遍的主流做法，因為無人機可以快速、精确地完成這項任務，并且可以将播種成本降低85%。
- 土壤分析：根據《技術評論》的一篇文章，無人機可以通過制作精确的三維地圖，使農民能夠規劃他們的播種模式，以及施肥和灌溉，在作物周期的早期提供洞察。
有關作物監測和聯邦航空局法規的更多資訊，請參見農業無人機的維基百科頁面。
運送包裹、物資或貨物的無人機
我們知道，亞馬遜很快就會使用無人機進行包裹遞送。最近在新興科技雜志上發表的一篇文章報道了CVS和UPS之間的一個聯盟，該聯盟将使無人機能夠提供藥品。一系列傳遞用例正在探索中，随着這些應用程式進入市場，它們将獲得監管部門的準許想必，一旦無人機包裹遞送無處不在，比薩餅和其他快餐的遞送也不會落後太遠。
無人機最大的重量是多少？顯然，無人駕駛飛機的用途和它們打算傳遞的有效載荷有很大的不同。但根據《無人機科技星球》（Drone Tech Planet）的一篇文章，專業無人機的平均載重量為20至220公斤，約為44至485磅。
軍事行動中的無人機
無人機在軍事行動中普遍存在，這可能是無人駕駛飛行器最著名的使用案例。維基百科關于美軍無人機的網頁提供了一系列資料點。例如，該條規定：
- 2005年，僅戰術級和戰區級無人飛機就飛行了10萬小時以上，以支援持久自由行動和伊拉克自由行動。
- 這些無人機的成本從幾千美元到數千萬美元不等，飛機的價格從不足一磅到超過40000磅不等。
監視顯然是軍事行動的關鍵用例。ZDNet的一篇文章描述了可以從空中監視其他部隊的微型無人機。
運動和娛樂用無人機
體育賽事和娛樂活動也是當今商用無人機最常見的使用案例之一，因為它們提供出色的航空攝影和視訊功能。請注意，聯邦航空局對在體育賽事附近使用私人無人機的健康和安全有嚴格的規定。
但如果不提及2017年Lady Gaga中場秀中著名的無人機使用，我們這裡的故事就不完整。一篇科技危機的文章對這一事件進行了精彩的描述，300架無人機聯網在一起，共同創造了美國國旗，全部由一個人操作。
無人機比賽
無人機比賽已經成為一項流行的運動，今天你可以找到愛好聯盟和半職業無人機營運商。無人機競速Wikepedia頁面提供了這項運動的精彩介紹：
“FPV無人機比賽（其中FPV代表第一人稱觀看或第一人稱視訊）是一種運動類型，參與者控制“無人機”（通常是小型無線電控制飛機或四架直升機），配備錄影機，同時佩戴頭戴式顯示器，顯示無人機的直播錄影機信号。”
FPV真的很有趣，因為它能讓操作者專注于飛行模式，就像操作者在駕駛飛行器一樣。維基百科頁面解釋道：“FPV（第一人稱視角）飛行意味着飛行員隻能看到無人機看到的東西。這是通過安裝在無人機機頭上的錄影機的實時視訊流來實作的。”
無人機案例研究和物聯網項目
Digi International有一系列客戶為不同的用例建構物聯網無人機。以下是兩個Digi客戶故事，講述的是将Digi解決方案融入其産品中的公司，這些産品服務于專業、商業和政府無人機市場。請注意，您可以在Digi.com的Customer Stories頁籤上找到更多的Digi案例研究。
Draganfly Innovations Inc.（采用XBee PRO 900HP）
作為世界上運作時間最長的多旋翼無人直升機制造商，Draganfly Innovations對創新型無人機技術産生了巨大影響。當他們想為他們的無人機配備先進的點對點通信，用于遠端無線控制時，他們轉向了Digi International。他們選擇了Digi XBee PRO 900HP，它可以在未經許可的900兆赫頻段進行通信，非常适合需要遠端通信的應用。低于2千兆赫的無線電受建築物和樹木等障礙物的影響較小。
Draganfly無人機應用廣泛，從軍事行動到搜救、地理調查和犯罪現場調查。您可以在Digi.com上的Draganfly客戶故事中閱讀更多内容。
Flying Eye（采用Digi XBee 802.15.4）
飛眼公司是一家總部位于法國的專業無人機制造商，用于廣泛的商業和工業用途以及政府和軍事用途。該公司轉向Digi，通過附加功能來增強他們的技術。他們使用Digi XBee 802.15.4子產品進行點對點連接配接，站點範圍可達兩英裡。裝備有兩個射頻鍊路的無人機将一個無線電專用于備用降落傘。降落傘是在緊急情況下部署的，其設計目的是在飛機失去飛行能力時拯救無人機，防止對下面的人造成傷害。
飛眼無人機的使用範圍從消防到農業、建築應用和娛樂。例如，在執法部門，他們的無人機能夠定位和識别人員，監測不斷變化的情況，以确定是否需要幹預，并監測城市基礎設施和道路，以确定緊急車輛的接入點。他們裝備了熱傳感器和照明錄影機，以便執行夜間任務。你可以在Digi.com上閱讀更多關于飛眼客戶的故事。
更多物聯網無人機項目
除了這些商業無人機案例研究，您可以在我們的項目圖庫中看到一些私人物聯網無人機項目。
Techapeek最近在一篇文章中提到了一個Digi XBee®物聯網無人機項目，在這篇文章中，一位開發人員建立了一種稱為SwarmTouch的手持機制，可以同時操作多個無人機。