物聯網感測器技術在無人機上的應用

無人機在21世紀初迎來高速成長期，並逐步從軍用領域擴展到了民用領域。如今無人機已在貨物運輸與快遞、監測與測量、環境與動物保護、應急救援、環境檢測、電力巡線、航拍測繪、農業植保等多個領域得到廣泛應用。隨著物聯網技術的日益成熟，目前的無人機發展的對物聯網技術的應用越來越多，其中感測器技術在其中就起到了非常重要的作用。

加速設計

加速度計用於確定位置和無人機的飛行姿態。像任天堂Wii控制器或iPhone屏幕位置，這些小的MEMS感測器在維持飛行控制中起到關鍵的作用。

　　MEMS加速度感測器有多種方式感知運動姿態，一種類型的技術能夠感知微型集成電路的微小運動。

　　這類「跳水板」的運動改變了結構中電流的移動，從而指示與重力有關的位移變化。

　　另一種加速度計的技術為熱對流技術，具有幾個明顯的優勢。

　　它沒有移動部件，而是通過一個「熱氣團」的位移來感知的運動變化。這類感測器靈敏度較高，在穩定車載攝像機、電影製作等應用起著至關重要的作用。

　　通過控制上下運動和防振功能，製片人就能夠非常順利的捕獲畫面。此外，由於這些感測器較其他產品有更好的抗震性，熱對流MEMS感測器在無人機螺旋槳運動的抗震性有著完美的表現。

　　慣性測量單元

　　慣性測量單元結合GPS是維持方向和飛行路徑的關鍵。隨著無人機智能化的發展，方向和路徑控制是重要的空中交通管理規則。

　　慣性測量單元採用的多軸磁感測器，在本質上都是精準度極高的小型指南針，通過感知方向將數據傳輸至中央處理器，從而指示方向和速度。

　　傾角感測器

　　傾角感測器，集成了陀螺儀和加速度計為飛行控制系統提供保持水平飛行的數據。這是在易碎品運輸和投遞過程中最重要的穩定性監測應用程序。

　　這類感測器和陀螺儀，結合加速度計，能夠測量到細微的運動變化，使得傾角感測器能夠應用於移動程序，如汽車或無人駕駛飛機的陀螺儀補償。

　　電流感測器

　　在無人機，電能的消耗和使用非常重要，尤其是在電池供電的情況下。電流感測器可用於監測和優化電能消耗，確保無人機內部電池充電和電機故障檢測系統的安全。

　　電流感測器工作通過測量電流(雙向)，理想的情況下提供電氣隔離，以減少電能損耗和消除電擊損壞用戶系統的機會。

　　同時，具有快速的響應時間和高精度的感測器可以優化無人駕駛飛機電池的壽命和性能。

　　磁感測器

　　在無人機，電子羅盤提供關鍵性的慣性導航和方向定位系統的信息。

　　基於各向異性磁阻(AMR)技術的感測器，較其他感測器相比有明顯的地功耗優勢，同時具有高精度、響應時間短等特點，非常適用於無人機的應用。

　　整體解決方案為無人駕駛飛機製造商提供質了量數據感測穩定且緊湊的封裝。

　　發動機進氣流量感測器

　　流量感測器可以用於有效地監測電力無人機燃氣發動機的微小空氣流速。

　　這一功能能夠幫助引擎CPU確定在特定的引擎速度下保持適當的燃料空氣比值，從而改善功率和效率，並減少排放量。

　　許多氣體發動機質量流量感測器都採用熱式技術，主要利用加熱的元件和至少一個溫度感測器來量化質量流量。

　　MEMS熱式氣體質量流量感測器也在微計量範圍內利用熱原理及其適用於對重量要求較高的領域。

隨著技術的不斷成熟與進步，人們對無人機應用價值認知程度的加深，無人機正在發揮越來越重要的工具。深圳北航物聯網技術研究院（http://www.buaaiot.org）認為無人機技術也在不斷創新，隨著無人機智能化的提高，接入網路勢必成為重要趨勢，像任何一個接入網路的設備一樣，「安全」也必將成為無人機未來發展的關鍵。