加利福尼亞理工州立大學(Cal Poly)研究項目發現,使用RFID讀取器的無人機可以以95%至100%的準確率讀取附著在鋼鉆或公用管道的標簽。這一耗時一年的研究在多個地點上進行了測試。
這些測試項目都有一個共同的特點:RFID無人機在寬廣空間上空讀取RFID標簽。這些基于RFID的無人機方案由Process Expert公司開發和銷售,適用于石油和天然氣行業。該公司是由加利福尼亞理工州立大學工業與制造工程系教授Tali Freed于2007年創建的。
使用RFID讀取器的無人機可以采集設備庫存數據/圖 來源網路
這個方案旨在從油田、存儲場地或工地上采集設備庫存數據,或者是跟蹤在露天場地放牧的牛。
Freed說,該方案的讀取率令人滿意。無論使用無源RFID標簽還是有源RFID標簽,通過調整無人機的高度和速度,均可得到一個較為滿意的讀取率。這些測試項目旨在確定無人機是否可以有效讀取庫存或資產上的RFID標簽。
油田通常需要存放成千上萬的管件(用于鉆井作業的鋼管),這些管件存放在油田的不同區域,因此庫存管理是一個非常耗時的工作。過去,人工盤點是油田員工唯一的方法。
使用RFID技術,當讀取器在標簽標記物品范圍內,便可實現讀取。但是在一個大型的存儲場地里,部署固定式讀取器并不現實,而定期使用手持式讀取器讀取也很耗時。因此該團隊預測無人機可以解決這一問題。
在首次測試期間,Cal Poly研究人員將Avery Dennison的RFID標簽及Alien的Squiggle標簽附著在幾十個管帽或管道絕緣體上。該測試在Cal Poly的飛行研究測試中心進行。
該團隊在大疆筋斗云s900無人機上安裝了Process Expert RFID讀取器系統。該讀取器系統內置ThingMagic Mercury 6e模塊和MTI Wireless Edge讀取器天線。
基于RFID的無人機/圖 來源網路
該小組設計了一個殼體來裝載該系統,系統還內置一臺主機和一個電池電源。 整個系統重達7.3磅。
研究小組發現,無人機通常能夠在大約12英尺的距離讀取到無源UHF RFID標簽。在這個高度上,讀取率通??梢赃_到100%。這些數據通過USB傳輸到Cal Poly軟件中。標簽ID與無人機GPS數據進行綁定。
此后,該小組在Santa Maria的油田進行了第二次測試。這些標簽通過絕緣帶綁在管道上。無人機在每個區域停留2分鐘時間,可以在3米(9.8英尺)高度內讀取所有標簽。
第三次測試中,該小組建立了一個追蹤熱水管道的系統。標簽通過絕緣帶綁在管道上。無人機在2.5米(8.2英尺)的距離上懸停兩分鐘,讀取率達到95%。
該系統存在一些限制。由于無人機及讀取系統重量約為12.1磅,因此電池續航時間僅為15分鐘。這意味著,無人機需要降落,進行電池更換或充電。Freed說,大型存儲區域中,客戶需要安排一個專門的人員來“照看”無人機,以便及時更換電池。
由于大多數油田現場沒有Wi-Fi網絡,用戶通常在完成飛行后使用USB進行數據傳輸。該小組發現,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簽可以直接粘帖在管道上。Freed稱,絕緣和防水標簽的價格大約為1美元,而整套無人機讀取系統的價格大約為7400美元。
研究人員還研究在牛上使用有源RFID標簽。為了模擬野外的牛,標簽放置在地面上或由人員持有。下個月,他們將進一步將標簽貼在牛圈上進行測試。他們發現,無人機可以在距地面40到50英尺處讀取標簽。
Freed指出,在牛跟蹤應用中,有源RFID更有優勢。用戶可以在標簽上存儲更多數據,如動物的健康或免疫記錄,同時還可以將計步器等傳感器附著在牛身上進行跟蹤。