加利福尼亞理工州立大學(xué)(Cal Poly)研究項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)，使用RFID讀取器的無人機(jī)可以以95%至100%的準(zhǔn)確率讀取附著在鋼鉆或公用管道的標(biāo)簽。這一耗時(shí)一年的研究在多個(gè)地點(diǎn)上進(jìn)行了測(cè)試。
這些測(cè)試項(xiàng)目都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：RFID無人機(jī)在寬廣空間上空讀取RFID標(biāo)簽。這些基于RFID的無人機(jī)方案由Process Expert公司開發(fā)和銷售，適用于石油和天然氣行業(yè)。該公司是由加利福尼亞理工州立大學(xué)工業(yè)與制造工程系教授Tali Freed于2007年創(chuàng)建的。
使用RFID讀取器的無人機(jī)可以采集設(shè)備庫存數(shù)據(jù)/圖 來源網(wǎng)路
這個(gè)方案旨在從油田、存儲(chǔ)場(chǎng)地或工地上采集設(shè)備庫存數(shù)據(jù)，或者是跟蹤在露天場(chǎng)地放牧的牛。
Freed說，該方案的讀取率令人滿意。無論使用無源RFID標(biāo)簽還是有源RFID標(biāo)簽，通過調(diào)整無人機(jī)的高度和速度，均可得到一個(gè)較為滿意的讀取率。這些測(cè)試項(xiàng)目旨在確定無人機(jī)是否可以有效讀取庫存或資產(chǎn)上的RFID標(biāo)簽。
油田通常需要存放成千上萬的管件(用于鉆井作業(yè)的鋼管)，這些管件存放在油田的不同區(qū)域，因此庫存管理是一個(gè)非常耗時(shí)的工作。過去，人工盤點(diǎn)是油田員工唯一的方法。
使用RFID技術(shù)，當(dāng)讀取器在標(biāo)簽標(biāo)記物品范圍內(nèi)，便可實(shí)現(xiàn)讀取。但是在一個(gè)大型的存儲(chǔ)場(chǎng)地里，部署固定式讀取器并不現(xiàn)實(shí)，而定期使用手持式讀取器讀取也很耗時(shí)。因此該團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)無人機(jī)可以解決這一問題。
在首次測(cè)試期間，Cal Poly研究人員將Avery Dennison的RFID標(biāo)簽及Alien的Squiggle標(biāo)簽附著在幾十個(gè)管帽或管道絕緣體上。該測(cè)試在Cal Poly的飛行研究測(cè)試中心進(jìn)行。
該團(tuán)隊(duì)在大疆筋斗云s900無人機(jī)上安裝了Process Expert RFID讀取器系統(tǒng)。該讀取器系統(tǒng)內(nèi)置ThingMagic Mercury 6e模塊和MTI Wireless Edge讀取器天線。
基于RFID的無人機(jī)/圖 來源網(wǎng)路
該小組設(shè)計(jì)了一個(gè)殼體來裝載該系統(tǒng)，系統(tǒng)還內(nèi)置一臺(tái)主機(jī)和一個(gè)電池電源。 整個(gè)系統(tǒng)重達(dá)7.3磅。
研究小組發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)通常能夠在大約12英尺的距離讀取到無源UHF RFID標(biāo)簽。在這個(gè)高度上，讀取率通?？梢赃_(dá)到100%。這些數(shù)據(jù)通過USB傳輸?shù)紺al Poly軟件中。標(biāo)簽ID與無人機(jī)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行綁定。
此后，該小組在Santa Maria的油田進(jìn)行了第二次測(cè)試。這些標(biāo)簽通過絕緣帶綁在管道上。無人機(jī)在每個(gè)區(qū)域停留2分鐘時(shí)間，可以在3米(9.8英尺)高度內(nèi)讀取所有標(biāo)簽。
第三次測(cè)試中，該小組建立了一個(gè)追蹤熱水管道的系統(tǒng)。標(biāo)簽通過絕緣帶綁在管道上。無人機(jī)在2.5米(8.2英尺)的距離上懸停兩分鐘，讀取率達(dá)到95%。
該系統(tǒng)存在一些限制。由于無人機(jī)及讀取系統(tǒng)重量約為12.1磅，因此電池續(xù)航時(shí)間僅為15分鐘。這意味著，無人機(jī)需要降落，進(jìn)行電池更換或充電。Freed說，大型存儲(chǔ)區(qū)域中，客戶需要安排一個(gè)專門的人員來“照看”無人機(jī)，以便及時(shí)更換電池。
由于大多數(shù)油田現(xiàn)場(chǎng)沒有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，用戶通常在完成飛行后使用USB進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該小組發(fā)現(xiàn)，無源RFID是最具成本效益的解決方案，也是最容易安裝的解決方案標(biāo)簽可以直接粘帖在管道上。Freed稱，絕緣和防水標(biāo)簽的價(jià)格大約為1美元，而整套無人機(jī)讀取系統(tǒng)的價(jià)格大約為7400美元。
研究人員還研究在牛上使用有源RFID標(biāo)簽。為了模擬野外的牛，標(biāo)簽放置在地面上或由人員持有。下個(gè)月，他們將進(jìn)一步將標(biāo)簽貼在牛圈上進(jìn)行測(cè)試。他們發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)可以在距地面40到50英尺處讀取標(biāo)簽。
Freed指出，在牛跟蹤應(yīng)用中，有源RFID更有優(yōu)勢(shì)。用戶可以在標(biāo)簽上存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù)，如動(dòng)物的健康或免疫記錄，同時(shí)還可以將計(jì)步器等傳感器附著在牛身上進(jìn)行跟蹤。
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