Indoor Ortung mit BLE Tags

Bluetooth Low Energy (BLE) Tags, auch Beacons genannt, sind kleine Bluetooth Hardware-Komponenten, die zur Ortung von Personen, Objekten oder Fahrzeugen verwendet werden. Bei serverseitigen Anwendungen sind die Beacons an den zu verfolgenden Objekten angebracht oder werden von Personen getragen. Mithilfe eines Sender-Empfänger-Modells kann die Position der Beacons auf einem Server ermittelt werden.

Bluetooth ist das Protokoll der Wahl für die Implementierung von Ortungs- und Proximity-Lösungen. Bluetooth Low Energy ist ein bewährter, besonders energieeffizienter Standard, der den Weg für zahlreiche RTLS- und IoT-Lösungen geebnet hat. Die Technologie bietet viele Anwendungsmöglichkeiten, von der Verfolgung von Assets in industriellen Umgebungen bis hin zur Ortung von Patienten in Krankenhäusern.

In einigen Fällen kann die Angle of Arrival (AoA)-Technologie (direction finding) die Ortungsgenauigkeit noch weiter verbessern. Diese Technologie ermöglicht Tracking Lösungen mit zentimetergenauer Positionsbestimmung. Es ist jedoch zu beachten, dass die Zentimetergenauigkeit nur bei einer bestehenden Sichtverbindung zwischen Beacon und Empfänger-Hardware erreicht werden kann. Somit ist der Einsatz vor allem für Ortungssysteme auf offenen Flächen (z.B. Industriehallen) sinnvoll.

Arten von BLE Tags

BLE Tags gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Damit eignen sie sich für eine Vielzahl an unterschiedlichen Anwendungsfällen und können in jeder Branche zum Einsatz kommen. Es kann grob unterschieden werden zwischen Asset Tags, die zur Verfolgung von Objekten eingesetzt werden, und Wearables, die zur Ortung von Personen dienen. In beiden Fällen können die Beacons zusätzlich mit Sensorfunktionen wie einem Bewegungs- oder Temperatursensor ausgestattet sein.

Funktionsweise von BLE Tags

Je nach den Anforderungen an das Ortungsprojekt und den Voraussetzungen vor Ort kann das Indoor Positionierungssystem auf unterschiedliche Weise eingerichtet werden. Im Folgenden geben wir einen Überblick über drei mögliche Setups eines Ortungssystems mit BLE Tags.

Echtzeit Ortung

Infografik Serverseitige Positionsbestimmung Locator Nodes
infsoft Infografik: Serverseitige Positionsbestimmung mit infsoft Locator Nodes

Eine Echtzeit Ortung kann durch die Installation von infsoft Locator Nodes auf dem gesamten Gelände erreicht werden. Diese Lösung ermöglicht eine zuverlässige Ortung, erfordert aber einen vergleichsweise hohen Installationsaufwand, da die Locator Nodes sowohl eine Verbindung zum Netzwerk als auch eine kontinuierliche Stromversorgung benötigen. Die an den zu verfolgenden Objekten angebrachten BLE Tags senden Bluetooth Signale an nahe gelegene infsoft Locator Nodes, die in regelmäßigen Abständen auf dem Gelände installiert sind. 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 Tags bei unter 8 Metern bis etwa unter einem Meter.

Infografik Serverseitige Positionsbestimmung Smart Plug Ble Tags
infsoft Infografik: Serverseitige Positionsbestimmung mit infsoft Locator Beacons Smart Plug

Eine Lokalisierung in Echtzeit kann außerdem mit infsoft Locator Beacons Smart Plug realisiert werden. Der Vorteil dieses Setups ist, dass zur Installation der Smart Plugs lediglich eine freie Steckdose benötigt wird. Die Smart Plugs sind dann durchgängig mit Strom versorgt und können kontinuierlich die Umgebung nach Signalen scannen. In einem solchen Aufbau senden BLE Tags Signale an die Locator Beacons Smart Plug. Diese leiten die Daten an einige wenige zentral installierte infsoft Locator Nodes weiter. Von dort werden die Daten an die infsoft LocAware Plattform® gesendet und die Position wird bestimmt.

Zeitversetzte Ortung

Infografik Serverseitige Positionsbestimmung Locator Beacons 1
infsoft Infografik: Serverseitige Positionsbestimmung mit infsoft Locator Beacons

Alternativ kann auch eine zeitversetzte Ortung realisiert werden. In vielen Fällen ist eine leicht zeitversetzte und raumgenaue Ortung ausreichend. In diesem Szenario senden BLE Tags Signale aus, die von infsoft Locator Beacons empfangen werden. Die Locator Beacons leiten die Informationen an einen zentral installierten infsoft Locator Node weiter. Von dort werden die Daten an die infsoft LocAware Plattform® gesendet, wo die Position ermittelt wird. Der Vorteil der Lösung ist der geringere Installationsaufwand, da die infsoft Locator Beacons batteriebetrieben sind und keine Netzwerkverbindung benötigen.

Echtzeit Ortung mit Smart Wearables

Infografik Echtzeittracking Beacon Armband
infsoft Infografik: Serverseitige Positionsbestimmung mit Beacon Armbändern

Eine weitere Möglichkeit ist die Echtzeit Ortung mit intelligenten Wearables. Stationär installierte infsoft Locator Beacons oder Beacons senden Signale aus, die von Beacon Armbändern, die von Personen getragen werden, empfangen werden. Die Daten werden dann an einen infsoft Locator Node und die infsoft LocAware Plattform® weitergeleitet. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass nur eine geringe Anzahl von infsoft Locator Nodes benötigt wird und die Beacon Armbänder am Ende des Tages einfach wieder aufgeladen werden können.

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:

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