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Indoor Ortung mit BLE 4.0 / 5.1 Tags

BLE 4.0 / 5.1 Tags sind kleine Bluetooth Hardware-Komponenten ("Beacons"), die zur Lokalisierung von Personen, Gegenständen oder Fahrzeugen verwendet werden. BLE Tags können nicht nur in serverseitigen Verfahren (Asset Tracking, Position wird auf einem Server bestimmt), sondern auch in clientseitigen Anwendungen (Indoor Navigation, Berechnung und Darstellung der Position erfolgt auf einem mobilen Endgerät) eingesetzt werden.

Bluetooth ist das Protokoll der Wahl für die Realisierung von Proximity-Lösungen. Bluetooth Low Energy 4.0 ist ein bewährter, besonders energieeffizienter Standard, der den Weg für zahlreiche RTLS- und IoT-Lösungen ebnete (Beacon Tracking, Indoor Navigation mit Beacons). Die neue 5.1 Version der Bluetooth Spezifikation wird in Kürze dank Angle of Arrival (AoA)-Technologie Anwendungsfälle zur Richtungserkennung ("Direction Finding") und zentimetergenauen (serverseitigen) Positionsbestimmung ermöglichen. Auch dicht nebeneinander gelagerte Assets können auf diese Weise eindeutig identifiziert werden. Bei der Nutzung von Bluetooth 5.1 ist jedoch zu beachten, dass nur bei bestehender Sichtverbindung zwischen Beacon und Empfängerhardware eine verlässliche Positionsbestimmung erfolgen kann. Somit ist der Einsatz vor allem für Ortungssysteme auf offenen Flächen (z.B. Industriehallen) sinnvoll.


Funktionsweise von BLE Tags

infsoft Infografik: serverseitige Positionsbestimmung mit BLE 4.0 und 5.1 Tags

In serverseitigen Anwendungen sendet der am zu verfolgenden Asset befestigte BLE Tag Bluetooth-Signale an in der Nähe installierte infsoft Locator Nodes. Bei Bluetooth 5.1 werden die Signale zur Realisierung der Richtungserkennung zunächst von phasengesteuerten Gruppenantennen empfangen und an einen per USB verbundenen Locator Node übermittelt. Der Locator Node verarbeitet die bereitgestellten Daten und sendet sie via WLAN oder Ethernet an die infsoft LocAware platform®. Dort kann die Position in einer Karte dargestellt werden und es können u.a. Bewegungsstatistiken abgerufen werden. Die Genauigkeit bei einem serverseitigen Verfahren liegt bei BLE 4.0 Tags bei unter 8 Metern (1-3 Metern bei Verwendung von Locator Nodes AoA), bei BLE 5.1 Tags bei bestehender Sichtverbindung bei etwa 0,5-1 Meter. Bluetooth Beacons haben eine Reichweite von bis zu 75 Metern.

In clientseitigen Verfahren, bei denen die Positionsdaten unmittelbar auf einem Client (Smartphone) dargestellt werden sollen, empfängt das Smartphone Bluetooth-Signale von im Gebäude installierten BLE Tags (Beacons) und bestimmt über eine Signalstärkemessung die Position. Das mobile Endgerät kann die Daten, falls gewünscht, zur intelligenten Weiterverarbeitung auch an die infsoft LocAware platform® übermitteln. Die Genauigkeit bei einem clientseitigen Verfahren liegt bei 1-3 Metern, die Reichweite bei bis zu 30 Metern.


Bezugsquellen für BLE Tags (Bluetooth Beacons)

infsoft stellt selbst keine Beacons her, vermittelt jedoch gern den Kontakt zu entsprechenden Herstellern. Weiterhin gibt es auch Netzwerkausrüster, die Bluetooth in ihre Lösungen integrieren, zum Beispiel Cisco. Hier eine Auswahl einiger Anbieter von Beacon-Hardware:


Use Cases für Indoor Ortung mit BLE Tags

Es gibt vielfältige Anwendungsszenarien für die Verwendung von BLE-Tags in RTLS-Lösungen. Hier einige Beispiele:

Eine Tracking Lösung erleichtert die Auffindbarkeit von Werkzeugen in einer Werkstatt und ermöglicht eine Auslastungsanalyse von Arbeitsmitteln.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Tracking, Geobasierte Services
Eingesetzte Sensorik: Bluetooth Low Energy (Beacons)
Anwendungsbeispiel: Tracking von Werkzeugen in einer Kfz-Werkstatt


Eine Tracking Lösung am Flughafen ermöglicht Einsichten in den Standort und die Bewegungen von Vermögenswerten wie Rollstühlen und Gepäckwagen.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Tracking
Eingesetzte Sensorik: Bluetooth Low Energy (Beacons)
Anwendungsbeispiel: Tracking von Gepäckwagen und Rollstühlen am Flughafen

In Krankenhäusern verbessern eine Navigations-App und eine Digital Signage Lösung die Qualität der Patientenerfahrung, erleichtern die Orientierung auf dem Gelände und steigern die allgemeine Patientenzufriedenheit.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Navigation
Eingesetzte Sensorik: Bluetooth Low Energy (Beacons)
Anwendungsbeispiel: Indoor Navigation und Digital Signage im Krankenhaus

Ein System für Echtzeit-Tracking und Zustandsüberwachung erleichtert die Einhaltung geeigneter Temperaturbedingungen bei der Lagerung von pharmazeutischen Produkten.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Tracking, Geobasierte Services
Eingesetzte Sensorik: Bluetooth Low Energy (Beacons), Temperatursensor
Anwendungsbeispiel: Überwachung der Umgebungsbedingungen in der Pharmalagerung



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