Technologien für serverseitige Indoor Positionsbestimmung im Vergleich: WLAN vs. BLE vs. UWB vs. RFID

Dieser Beitrag vergleicht die gängigsten Ortungstechnologien für Indoor Lokalisierung miteinander.

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Da GPS sich nicht für die Positionsbestimmung in Innenräumen eignet, kommen hier andere Ortungstechnologien zum Einsatz. In diesem Blogartikel stellen wir die verbreitetsten vor, weisen auf Vor- und Nachteile hin und nennen gängige Anwendungsfälle.


Real-time locating systems (RTLS) werden verwendet, um den Standort von Objekten oder Personen in Echtzeit automatisch zu ermitteln und zu verfolgen. RTLS können beispielsweise bei der Palettenortung in Lagerhallen, bei der Lokalisierung von medizinischen Geräten in einer Klinik oder bei der Identifizierung von Personen aus Sicherheitsgründen Anwendung finden.

In einem serverseitigen Lokalisierungssysteme werden die Signale von Sender-Hardware oder entsprechenden mobilen Endgeräten von festinstallierter Empfänger-Hardware empfangen. Die Daten werden dann an einen Server übermittelt und die Position wird berechnet. Zu den gängigsten Ortungstechnologien gehören WLAN, Bluetooth Low Energy (BLE), Ultra-wideband (UWB) und RFID.

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Vergleich von Ortungstechnologien für die serverseitige Indoor Positionsbestimmung

WLAN

Auf WLAN basierende Lokalisierungssysteme bestimmen die Position von Geräten mit aktiviertem WLAN (z.B. Smartphones, Tablets) und Wi-Fi-Tags. Die Genauigkeit von WLAN bei der serverseitigen Indoor Positionsbestimmung variiert von acht bis 15 Meter. Die erzielbare Ortungsgenauigkeit hängt von Voraussetzungen wie der Reflexion in Korridoren und der Abschirmung der Signale von Wänden oder dem eigenen Körper ab.

Vorteile

  • alle Wi-Fi-fähigen Geräte können getrackt werden, auch ohne Anmeldung im WLAN-Netzwerk
  • unter Umständen kann die Bestandinfrastruktur genutzt werden (z.B. Cisco DNA Spaces)

Schwächen

  • relativ ungenau
  • Nutzung randomisierter MAC-Adressen wenn Geräte nicht mit einem WLAN-Netzwerk verbunden sind
  • hoher Energieverbrauch bei WLAN Tags

Empfohlene Verwendung
Analyse von Bewegungsprofilen (z. B. für Veranstaltungen oder in einem Einkaufszentrum).

Relevanter Anwendungsfall
Tracking von Besucherströmen in Stadien

BLUETOOTH LOW ENERGY (BLE)

Beacons sind kleine drahtlose Funksender, die Daten mittels Bluetooth Low Energy übertragen. Sie sind relativ günstig, können bis zu fünf Jahre und mehr mit einer Knopfzelle betrieben werden und haben im Innenbereich eine Reichweite von bis zu 70 Metern. Beacons gibt es in den unterschiedlichsten Formen (Tags, ISO-Karten, Armbänder etc.), sind skalierbar und sehr portabel.

Die Genauigkeit liegt bei Bluetooth 4 typischerweise bei weniger als acht Metern. Die neue 5.1 Version der Bluetooth Spezifikation ermöglicht Anwendungsfälle zur Richtungserkennung („Direction Finding“) und kann Assets mit einer Genauigkeit von unter einem Meter lokalisieren (bei bestehender Sichtverbindung).

Vorteile

  • Hardware ist kostengünstig und unauffällig
  • geringer Energieverbrauch
  • für die meisten Anwendungsfälle ausreichende Genauigkeit

Schwächen

  • gedämpfte Signalausbreitung innerhalb von Gebäuden

Empfohlene Verwendung
Beacons können für Indoor Tracking Lösungen in allen Branchen von der Industrie bis hin zu Krankenhäusern und Büros zum Einsatz kommen. Neben Assets können mit der Technologie auch Personen getrackt werden.

Relevante Anwendungsfälle

ULTRA-WIDEBAND (UWB)

Ultra-wideband ist eine Kurzstrecken-Funktechnik. Die Ortungsgenauigkeit liegt bei unter 30 Zentimetern und ist damit deutlich höher als die von Beacons oder WLAN. Auch Höhenunterschiede können sehr genau ermittelt werden. Des Weiteren können sehr geringe Latenzzeiten erzielt werden.

Vorteile

  • hohe Genauigkeit
  • genaue Messung von Höhenunterschieden möglich
  • niedrige Latenzzeiten
  • nahezu störungsfrei bei konstanter Sichtverbindung

Schwächen

  • kostenintensiv
  • kürzere Batterielebensdauer als BLE Beacons

Empfohlene Verwendung
Tracking-Lösungen im industriellen Umfeld mit hoher Präzisionsanforderung und geringer Anzahl an Assets.

Relevante Anwendungsfälle

RFID

RFID nutzt Funkwellen zur Identifikation von Objekten. Die passive RFID-Technologie funktioniert nur in der Nähe von speziellen RFID-Lesegeräten, welche ein Energiefeld erzeugen und die RFID-Tags aktivieren. Ein Informationsaustausch kann nur stattfinden, wenn Lesegerät und RFID Tag nicht mehr als einen Meter voneinander entfernt sind. Die Technologie erlaubt nur eine punktuelle Positionsbestimmung der zu trackenden Assets.

Vorteile

  • geringe Kosten pro Asset
  • keine Batterie notwendig

Schwächen

  • kurze Reichweite (< 1m)
  • Lesegerät meldet nur die Information „gesehen“ oder „nicht gesehen“
  • Installation erfordert aufwendige Planung
  • Infrastruktur kann kostenintensiv sein

Empfohlene Verwendung
Tracking Lösungen mit einer großen Anzahl von Assets (z.B. in der Logistik, Distribution und im Bestandsmanagement) oder Systeme zur Zugangskontrolle.

Relevanter Anwendungsfall
Tracking von Verbrauchsmaterialien in einem Labor

FAZIT

Letztlich ist die Wahl der richtigen Technologie von mehreren Faktoren abhängig. Dazu gehören die (Präzisions-)Anforderungen an das System, die Bedingungen vor Ort, die Anzahl der zu trackenden Assets und das Budget.

Bei der Wahl der passenden Technologie für Ihr Projekt beraten wir Sie gerne. Kontaktieren Sie uns.

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