Bluetooth bietet eine kostengünstige, energieeffiziente und einfach einsetzbare Technologie für die Indoor-Positionierung und -Verfolgung. Dies hilft dabei, Gegenstände und Personen in Gebäuden und Einrichtungen wie Flughäfen, Einkaufszentren usw. einfach zu lokalisieren oder zu verfolgen sowie Wegbeschreibungen und andere wichtige Informationen zu finden.
Standortinformationen haben in der Regel das Potenzial, weitere Möglichkeiten zu erschließen. So können sie beispielsweise mit anderen Systemen wie IoT, Analysen und weiteren integriert werden, um bestimmte Aktionen basierend auf dem Standort eines Nutzers oder Objekts auszulösen. Typische Anwendungsfälle umfassen das Senden personalisierter Nachrichten an Nutzer, die Steuerung einer Klimaanlage oder das Versenden individueller Marketinginformationen.
Zu den Vorteilen von Bluetooth zählen niedrige Kosten, hohe Energieeffizienz, netzwerkunabhängiger Betrieb, geringere Interferenzen sowie einfache Bereitstellung und Integration in das Bluetooth-Ökosystem.
Warum ist Indoor-Navigation notwendig?
Die Indoor-Navigation ist vergleichbar damit, Besuchern einer Einrichtung eine Karte bereitzustellen, die auf ihrem Smartphone alles anzeigt, was sich in der Anlage befindet. Die Technologie hat das Potenzial, intelligente Gebäude anzutreiben, die Navigation zu verbessern und Zeitverluste beim Auffinden von Gegenständen zu reduzieren. Sie gibt Unternehmern außerdem die Möglichkeit, standortbasierte Inhalte und Werbung bereitzustellen.
Typische Installationen zur Unterstützung von Besuchern bei der Navigation in Gebäuden umfassen das Hinzufügen von Bluetooth-Beacons in den relevanten Bereichen. Einige Anwendungsfälle sind:
- Flughäfen: Nutzer mit der Standortdienste-App auf dem Smartphone können sich leicht zurechtfinden und erhalten dabei Informationen wie die nächste Check-in-Schlange, die Entfernung zum Gate, die Einstiegszeit und mehr. Das Echtzeit-Asset-Tracking erleichtert das Auffinden von Gepäck, Rollstühlen und anderen Gegenständen.
- Einkaufszentren: Unternehmen können BLE-Beacons nutzen, um Benachrichtigungen über Rabattgutscheine und Sonderangebote zu senden, wenn Kunden sich den beworbenen Produkten nähern.
- Museen: Die Technologie ermöglicht es Besuchern, durch verschiedene Bereiche zu navigieren, und kann Karten sowie Audioführungen bereitstellen, was das Nutzererlebnis verbessert. Die Positionierung ermöglicht außerdem standortausgelöste Inhalte.
Verschiedene Arten von Indoor-Positionierungstechnologien
Es gibt verschiedene Indoor-Positionierungstechnologien, darunter Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi, Magnetfelderfassung, Near Field Communication (NFC), Ultra-Wideband (UWB) und mehr. Diese unterscheiden sich häufig hinsichtlich Kosten, Aufwand, Genauigkeit und Kompatibilität.
Die Bluetooth-Positionierungstechnologie bietet je nach Konfiguration und Erweiterungen eine Genauigkeit bis auf Meter- oder Zentimeterebene. Daher eignet sie sich besser für Anwendungen, die keine präzisen Standorte erfordern. Grundsätzlich hat diese Technologie das Potenzial, zufriedenstellende Ergebnisse zu liefern, und ihre Kosten sowie die einfache Bereitstellung machen sie zur idealen Wahl für die meisten Anwendungen.
Wie Bluetooth-Standortdienste funktionieren
Die Indoor-Positionierung basiert auf Bluetooth Low Energy (BLE)-Beacons, die an Objekten, Wänden, Decken und anderen Orten angebracht sind und von dort in vordefinierten Intervallen Funksignale aussenden. Geräte im Sendebereich können die Signale dann empfangen, was dabei hilft festzustellen, ob sich Sender und Empfänger in Reichweite voneinander befinden.
Obwohl ein einziger Beacon ausreicht, um das Vorhandensein eines Objekts festzustellen, kann er den genauen Standort nicht bestimmen. In der Regel steigt die Standortgenauigkeit mit der Anzahl der Beacons. Nachdem festgestellt wurde, dass sich zwei Objekte in der Nähe voneinander befinden, können die Bluetooth-Standortdienste den Received Signal Strength Indicator (RSSI) nutzen, um die Entfernung zwischen ihnen zu schätzen.
BLE-Beacons verfügen in der Regel über keine eingebaute Standortintelligenz, sondern verwenden Standardprotokolle, die bestimmen, was der Beacon überträgt. Gängige Protokolle wie iBeacon und Eddystone übertragen beispielsweise die eindeutigen IDs des Beacons sowie Sendeleistung und andere identifizierbare Informationen.
Bei einer typischen Installation werden den Beacons in einer externen Datenbank oder innerhalb einer mobilen App physische Koordinaten zugewiesen. Dadurch wird sichergestellt, dass die von den Beacons übertragenen Werte in reale Koordinaten umgewandelt werden. Durch den Vergleich der Signalwerte, der Beacon-Koordinaten und des RSSI ist es möglich, die ungefähre Position eines Geräts zu schätzen.
RSSI stellt die Stärke des Signals vom Beacon dar. Der Wert ist bei großer Entfernung niedrig und bei geringerer Entfernung höher. Einige Systeme nutzen Trilateration zur Verbesserung der Genauigkeit. Wie der Name vermuten lässt, erfordert Trilateration mindestens drei Beacons (bekannte Abstände), um die genaue Position zu bestimmen.
Verschiedene Indoor-Positionierungsanwendungen
Die Möglichkeit, die Entfernung zwischen zwei Objekten zu bestimmen, ermöglicht die Entwicklung weiterer verwandter Anwendungen, die in zwei Hauptkategorien fallen: Proximity- und Positionierungslösungen.
Proximity-Lösungen
Proximity-Lösungen umfassen den Point of Interest (PoI), bei dem Unternehmen den Standort nutzen können, um basierend auf der Position eines Nutzers individuelle Marketinginformationen zu übermitteln. Ein weiterer Bestandteil von Proximity-Lösungen ist die Gegenstandssuche, die es Nutzern ermöglicht, verlegte Gegenstände zu finden.
Point of Interest
Beacons und Empfänger sind an strategischen Punkten in der gesamten Einrichtung verteilt, um sicherzustellen, dass alle Bereiche abgedeckt sind. Wenn Besucher mit Bluetooth-Geräten bestimmte Bereiche betreten, bestimmt das System ihren Standort und sendet entsprechende Informationen an ihre Smartphones.
In einem Einzelhandelsgeschäft beispielsweise können Besucher zusätzliche Produktinformationen erhalten, sobald sie sich in der Nähe bestimmter Regale befinden. Dafür müssen die Besucher die Smartphone-App installieren, die während des Rundgangs auf Übertragungen naher Beacons lauscht. Sobald die Proximity-Lösung die Position der Besucher bestimmt, kann sie auf Basis des nächstgelegenen Beacons Produktinformationen senden.
Gegenstandssuche
Dabei werden identifizierbare Bluetooth-Tags an Schlüsseln, Geldbörsen, Medizingeräten, Werkzeugen und anderen häufig verlegten Gegenständen angebracht. Nutzer installieren dann Standortdienste-Apps auf ihren Smartphones, die sie beim Suchen nach verlorenen Gegenständen starten können.
Bei einer typischen Installation senden die Tags für persönliche Gegenstände ihren Standort in regelmäßigen Abständen. Die Smartphone-App empfängt die Tags und ermittelt dann anhand der geschätzten Entfernung des jeweiligen Tags den nächstgelegenen Standort.
Positionierungslösungen
Indoor-Positionierungslösungen umfassen Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS) für das Asset-Tracking sowie Indoor-Positionierungssysteme für die Wegfindung.
Echtzeit-Ortungssysteme RTLS
Echtzeit-Tracking gilt sowohl für Personen als auch für Assets in Fabriken, Lagerhäusern und anderen Einrichtungen. Der Prozess umfasst das Installieren von Standortempfängern in der gesamten Einrichtung und das Befestigen von Bluetooth-Tags an den Assets oder Mitarbeitern.
Aufgrund des größeren Raums und der Skalierung ist eine ideale Konfiguration eine serverbasierte Einrichtung mit mehreren über das Gebäude verteilten Access Points. Die Access Points oder Knoten empfangen alle Tags und senden die Standortinformationen anschließend an einen zentralen Server. In der Praxis berichten die Empfänger der Location Engine über alle Assets, die sie empfangen können, einschließlich ihrer RSSI-Werte.
Die Location Engine nutzt dann die empfangenen Informationen, den RSSI und die bekannte Locator-Position, um den Standort des getaggten Assets zu bestimmen. Wenn sich ein Asset von einem Ort zum anderen bewegt, kann das System es zusammen mit seiner Bewegung und seinem Zielort verfolgen, solange es sich innerhalb des abgedeckten Bereichs befindet.
Dies funktioniert für Mitarbeiter genauso und kann feststellen, ob sie sich an ihren Arbeitsplätzen oder anderswo aufhalten. Das RTLS kann auch Werkzeuge wie Gabelstapler, Trolleys, Medizingeräte, Patienten und Mitarbeiter verfolgen und ist nützlich für die Sicherheit bei Notfällen.
Echtzeit-Asset-Tracking ermöglicht es Organisationen, das Routing von Produkten oder Objekten zu verbessern, Laufzeiten zu optimieren und Wartungsbedarf frühzeitig anhand des Flusses zu erkennen.
Weitere Vorteile des Echtzeit-Asset-Trackings umfassen:
· Verbessertes Asset- und Bestandsmanagement mit der Möglichkeit, den Lagerbestand in Echtzeit zu pflegen
· Kostensenkung
· Diebstahlreduzierung
· Verbesserung der Sicherheit und des Mitarbeiterschutzes
· Unfallverhütung
· Effizienzsteigerung, Wartungsvorhersage und Reduzierung von Ausfallzeiten
Indoor-Positionierungssysteme (IPS) – Wegfindung
Bluetooth IPS ist eine Wegfindungstechnologie, die Besuchern hilft, sich in großen und komplexen Gebäuden wie Einkaufszentren, Museen, Krankenhäusern, Flughäfen und anderen Einrichtungen zurechtzufinden. Insbesondere kann sie Besucher dabei unterstützen oder führen, die richtigen Richtungen zu ihren gewünschten Bereichen zu finden.
IPS funktioniert in der Regel anders als das RTLS-System. Die Bluetooth-Locator-Beacons oder Sender sind an festen Stellen in der gesamten Einrichtung montiert – im Gegensatz zum RTLS, wo sie sich an beweglichen Zielen befinden. Die Nutzer haben dann Smartphone-Apps, die beim Bewegen im Gebäude auf die Funksignale der festen Locator-Beacons lauschen.
Mithilfe von Trilateration, RSSI und den von den Beacons empfangenen Standortinformationen berechnen die Apps die aktuelle Position des Nutzers, vergleichen diese mit gespeicherten Werten und leiten die Nutzer dann zu ihrem gewünschten Ziel.
Quelle: Amos Kingatua für Medium
