infsoft GmbH

INDOOR POSITIONS-BESTIMMUNG &

NAVIGATION

Ein Handbuch zu Technologien und Use Cases

Erstveröffentlichung am 20.01.2016

Überarbeitet am 24.08.2016

1

INHALT

EINLEITUNG……………………………………………………………………………………………………………………………………..2

1. BRANCHEN………….……………………………………………………………………………………………………………………………3

1.1. LOCATION BASED SERVICES UND INDOOR NAVIGATION IN BAHNHÖFEN ............................................ 3

1.2. LOCATION BASED SERVICES UND INDOOR NAVIGATION IN FLUGHÄFEN ............................................ 4

1.3. CHANCEN VON INDOOR NAVIGATION UND LOCATION BASED SERVICES FÜR MESSEN ....................... 5

1.4. INDOOR NAVIGATION UND LOCATION BASED SERVICES FÜR EINKAUFSZENTREN ............................... 6

1.5. MOBILE SHOPPINGLÖSUNGEN IN FLUGHÄFEN UND BAHNHÖFEN – ZWEI BEISPIELE .......................... 7

1.6. INDOOR NAVIGATION UND LOCATION BASED SERVICES FÜR BÜRO UND INDUSTRIE ......................... 9

1.7. BEACONS UND ORTUNGSTECHNOLOGIE IM TOURISMUS................................................................... 10

2. TECHNIKEN ZUR POSITIONSBESTIMMUNG……………………………………………………………………………………..12

2.1. TECHNIKEN ZUR CLIENTBASIERTEN INDOOR POSITIONS-BESTIMMUNG ............................................ 12

2.2. ORTUNGSVERFAHREN FÜR INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG OHNE GPS ....................................... 13

2.3. INDOOR NAVIGATION MIT WIFI ALS ORTUNGSTECHNIK .................................................................... 14

2.4. INDOOR NAVIGATION & INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG MIT BLUETOOTH ................................. 16

2.5. INDOOR NAVIGATION, INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG UND LBS MIT VLC .................................... 18

2.6. CLIENTSEITIGE UND SERVERSEITIGE INDOOR-POSITIONSBESTIMMUNG ............................................ 20

2.7. INDOOR TRACKING VON PERSONEN UND OBJEKTEN - SO SETZEN SIE ES UM ................................... 21

2.8. HARDWARE IN DER INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG ...................................................................... 22

2.9. ASSET TRACKING UND ANALYSE: HARDWARE FÜR DAS INDOOR TRACKING ...................................... 23

2.10. TRACKING MIT BEACONS ODER RFID – WAS SIND DIE UNTERSCHIEDE? ............................................ 25

2.11. INDOOR NAVIGATION MIT BEACONS – WIE MAN DIE „LEUCHTFEUER“ INTELLIGENT EINSETZT........ 26

2.12. WIE KONFIGURIERT MAN BEACONS UND WIE INSTALLIERT MAN SIE AM BESTEN? ........................... 28

2.13. GOOGLE STELLT NEUES BEACON-SYSTEM EDDYSTONE VOR .............................................................. 31

2.14. INDOOR NAVIGATION MIT ANDROID UND IOS DEVICES ..................................................................... 32

KONTAKT……………………………………………………………………………………………………………………………………….33

2

EINLEITUNG

Liebe Leserinnen und Leser,

seit über zehn Jahren bietet infsoft nun schon Services

rund um Indoorpositionsbestimmung und

Indoornavigation an. Im Gründungsjahr 2005 gab es

noch kaum Smartphones.

Seit dieser Zeit ist viel passiert. Ich bin der Meinung, die

Einführung des iPhones und der Beacon Technologie

waren bisher die größten Meilensteine für die Branche.

Aber das Beste kommt erst noch.

Die Einsatzmöglichkeiten von Indoor Positionsbestimmung sind äußerst vielfältig. Und es stehen

verschiedenste Technologien zur Verfügung. Wir möchten Sie dabei unterstützen, sich in diesem

komplexen Thema zurecht zu finden und haben deshalb einige unserer Texte zusammen getragen,

die für Sie interessant sein könnten. Noch mehr interessante Inhalte finden Sie in unserem Indoor

Navigation Wiki.

Sollten Sie zu dem Thema irgendwelche Fragen haben, können Sie uns gern kontaktieren.

Bleiben Sie in Verbindung und lassen Sie uns Ihre Meinung wissen, zum Beispiel via Facebook and

Twitter.

Alles Gute,

Tobias Donaubauer, CEO

3

1. BRANCHEN

1.1. LOCATION BASED SERVICES UND INDOOR NAVIGATION

IN BAHNHÖFEN

Moderne Bahnhöfe müssen vielen Ansprüchen gerecht werden: Besonders wichtig ist es natürlich, dass die

Passagiere schnell und sicher ihr Ziel erreichen. Vor allem in ihrer Mobilität eingeschränkte Reisende sind hier

möglicherweise froh über Unterstützung. Die zahlreichen Shopbetreiber wünschen sich eine gute

Präsentationsplattform und die Möglichkeit, standortbezogen zu werben. Und auch für den Bahnhofsbetreiber

ergeben sich viele neue Chancen, die ihm beim Gebäudemanagement helfen.

Vorteile für Reisende

Gerade auf einer längeren Reise mit mehreren Umstiegen läuft manchmal nicht alles nach Plan. Eine

Gleisänderung oder eine Verspätung verursacht weniger Stress, wenn der Passagier so früh wie möglich davon

erfährt. Eine Fahrgast-App realisiert das via Push-Benachrichtigung auf das Smartphone und in Echtzeit

aktualisierte Fahrpläne, denn schließlich ist die reale Ankunfts- oder Abfahrtszeit entscheidend, nicht die

geplante. Kann der Gast dann noch von unterwegs sein Ticket buchen und sich auf eine präzise Routenführung

zum Gleis verlassen, spart er vielleicht entscheidende Minuten. Bei der Wegführung können unterschiedliche

Grade der Barrierefreiheit beachtet werden. Sogar intermodale Tür-zu-Tür-Navigation ist möglich – unter

Einbindung anderer öffentlicher Verkehrsmittel. Wer mit dem Auto anreist, dem wird der bestmögliche verfügbare

Parkplatz empfohlen – inklusive transparenter Gebührenübersicht.

Bleibt dann etwas Zeit im Bahnhof, ist mit der App schnell der Weg zu einem bestimmten Shop oder Imbiss

gefunden.

Vorteile für Shops und Restaurants

Shopbetreiber auf Bahnhöfen können potentiellen Kunden passgenaue Angebote senden – beispielsweise nur

denjenigen, die schon in ähnlichen Geschäften waren oder Wiederkehrer sind. Und über einen Rabattcoupon des

Lieblingsgeschäftes direkt auf’s Smartphone wird sich jeder freuen.

Vorteile für Bahnhofsbetreiber

Durch die Indoor Location Analytics-Funktion erfahren Bahnhofsbetreiber viel über die Besucherströme im

Gebäude. In einem übersichtlichen Web-Interface erkennt man auf einer Heat-Map besonders stark frequentierte

Bereiche und kann bei Überfüllung Maßnahmen ergreifen. Auf Basis dieser Daten sind viele weitere Funktionen

realisierbar.

4

1.2. LOCATION BASED SERVICES UND INDOOR NAVIGATION

IN FLUGHÄFEN

Auf Flughäfen mischt sich für die meisten Urlaubsreisenden Vorfreude auf die Ferien mit Stress.

Geschäftsreisende wollen die Wartezeiten möglichst kurz halten und sie sinnvoll nutzen. Flughafen-Betreiber

möchten allen Passagieren den Aufenthalt so reibungslos und angenehm wie möglich gestalten. Geschäfte und

Restaurants haben ein Interesse daran, dass Fluggäste Zeit und Gelegenheit zum Konsumieren finden.

All diese Bedürfnisse können mit den Branchen-Lösungen von infsoft besser erfüllt werden.

Vorteile für Passagiere

Wer selten reist, braucht gerade in so komplexen Gebäuden wie Flughäfen Unterstützung. Fremde Sprachen,

eine unbekannte Umgebung und die komplizierten Wegestrukturen machen es nicht gerade leicht, entspannt in

den Urlaub zu starten. Vor allem mobilitätseingeschränkte Personen benötigen Hilfe.

Hier zeigen sich die Vorteile der Indoor Navigation: Vom Parkplatz oder vom Bahnhof aus zeigt sie den Weg auf

einer übersichtlichen Karte punktgenau an. Sogar intermodale Tür-zu-Tür-Navigation ist möglich. Wird der Weg

schnell und stressfrei zurückgelegt, bleibt auch noch Zeit zum Shoppen und für Restaurantbesuche. Die

maßgeschneiderten Werbemöglichkeiten, die Händler aufs Smartphone senden können, bieten den Kunden viele

Mehrwerte: Sei es ein Coupon oder ein passgenaues Angebot. Zurück von der Reise, hilf die Flughafen-App

dann noch, wieder den Weg zum Auto oder zum öffentlichen Personenverkehr zu finden.

Geschäftsreisende haben alle Infos zum Flug inklusive Bordkarte immer in der Hosentasche und finden schnell

zu einem Ort, an dem sie arbeiten und entspannen können.

Vorteile für Geschäfte und Restaurants

Shopbetreiber auf Flughäfen können potentiellen Kunden zielgruppengenaue Angebote senden – dabei kann

beispielsweise ausgewählt werden, dass nur Kunden, die schon in ähnlichen Geschäften waren oder

Wiederkehrer sind, angesprochen werden. Und über einen Rabattcoupon des Lieblingsgeschäftes wird sich jeder

freuen. Zusätzlich erfahren sie viel über die Besucherströme im oder am Geschäft. Große Stores können die

technischen Möglichkeiten auch für den Diebstahlschutz oder zur Unterstützung der Logistik nutzen: Stichwort

Asset Tracking.

Vorteile für Flughafenbetreiber

Die aufgezählten Vorteile für Shopbetreiber und Passagiere tragen zu höherer Zufriedenheit mit dem Flughafen

bei. Mittels infsoft Indoor Location Analytics können zudem datenschutzkonform detaillierte Informationen über

die Besucherströme gewonnen werden. Ein gutes Argument bei der Vermietung von Flächen und außerdem

hilfreich für die Security: Sobald jemand gesperrte Bereiche betritt oder Areale überfüllt sind, können Aktionen

ausgelöst werden.

5

1.3. CHANCEN VON INDOOR NAVIGATION UND LOCATION BASED

SERVICES FÜR MESSEN

Sind Sie schon einmal auf einer Messe stundenlang durch die Hallen gewandert, mit einem dicken Katalog in der

Hand, auf der Suche nach Ausstellern, die Sie interessieren? Auf der Suche nach einem Bankautomaten, der

Garderobe oder dem richtigen Parkplatz? Vielleicht waren Sie als Aussteller schon in der Situation, dass einfach

zu wenige oder nicht die richtigen Interessenten zu Ihrem Stand gefunden haben. Oder mussten sich als

Messeveranstalter deswegen vor Ausstellern rechtfertigen?

Moderne Indoor Navigationssoftware kann hier Abhilfe schaffen. Eine kanalübergreifende Messelösung bringt

Messeveranstaltern, Ausstellern und Besuchern Mehrwerte.

Vorteile für Messeveranstalter

Als Messeveranstalter wollen Sie Ihr Event für Besucher und Aussteller attraktiv gestalten. Mithilfe einer Messe-

App können Sie Besucher mit Informationen zu Ausstellern, wichtigen Serviceleistungen, Verkehrsmitteln und

dem Rahmenprogramm versorgen. Die Personalisierung der Inhalte sorgt dafür, dass die richtigen Besucher zu

den richtigen Ausstellern finden. infsoft bietet zudem mit Indoor Location Analytics eine Analyse der

Besucherströme an. Während und nach der Messe können Sie so wichtige Erkenntnisse erlangen: wo sind

Hotspots auf dem Gelände, wie viele Personen haben sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in den Hallen oder an

einem Stand aufgehalten? Wie lassen sich Laufwege zum Beispiel bei Überlastung unmittelbar optimieren? Über

Sponsoringoptionen können die Aussteller zur Refinanzierung der Messe-App beitragen.

Vorteile für Aussteller

Aussteller können sich in der Messe-App nicht nur ausführlich mit Bildern, Kontaktdaten und Beschreibung auf

einem Lageplan präsentieren. Mithilfe von Location Based Marketing können sie die richtigen Besucher auf sich

aufmerksam machen. Die Analyse der Besucherströme liefert zudem verlässliche Fakten für die Wahl des

richtigen Standortes.

Vorteile für Messebesucher

Die Indoor Positionsbestimmung in den Hallen hilft Besuchern, den Weg zu den gewünschten Messeständen zu

finden. Die App ist personalisierbar, das heißt, dass auf der Karte diejenigen Aussteller in den Produktkategorien

hervorgehoben werden können, für die sich der Besucher interessiert. Denkbar ist auch eine intermodale

Reiseführung – also ein Routing von der eigenen Haustür bis zum Messestand zum Beispiel mit

umweltfreundlichen öffentlichen Verkehrsmitteln.

6

1.4. INDOOR NAVIGATION UND LOCATION BASED SERVICES FÜR

EINKAUFSZENTREN

Einkaufszentren sind ein Erlebnis. Die Kunden haben eine große Auswahl, die sofort verfügbar ist, die Beratung

stimmt und für eine kleine Pause findet sich immer ein nettes Café oder Restaurant. Kurzum: Es macht einfach

Spaß, in Shoppingcentern einzukaufen. Dabei ist es im Interesse von Shops und Betreibern, dass die Kunden die

Geschäfte und Restaurants entdecken, die sie interessieren – auch wenn sie sie vielleicht noch gar nicht kennen.

Lösungen von infsoft können Betreiber, Shops und Kunden interessante Mehrwerte bieten. Eine gute

Shoppingcenter-App verbessert das Einkaufserlebnis und steigert die Umsätze. Analysetechnologien bieten dem

Betreiber verlässliche Daten zu den Abläufen im Center.

Vorteile für Kunden von Shoppingcentern

Eine Shoppingcenter-App mit integrierter Routing-Funktion verbessert das Einkaufserlebnis erheblich. Sie kann

nicht nur aktuelle Angebote und eine Liste der Shops und Points of Interest anzeigen. Sie führt den Besucher

auch mit den Mitteln der Indoor Navigation direkt dorthin – auf Wunsch sogar unter Einsatz von Augmented

Reality. Außerdem kann sie den Kunden Angebote vorschlagen, die in ihrem Interessensgebiet liegen –

basierend auf früheren Besuchen oder Einkäufen.

Vorteile für Shoppingcenter-Betreiber

Als Betreiber eines Shoppingcenters ist es Ihnen wichtig, dass Ihre Kunden zufrieden sind – denn dann verweilen

sie länger im Einkaufszentrum und besuchen viele Geschäfte und Restaurants. Sie können sie mit einer

Shoppingcenter-App mit integrierter Indoor Positionierung dabei unterstützen, etwa mittels Routingfunktion oder

Location Based Marketing. Beispielsweise kann einem Kunden, der sich in der Nähe eines

Bekleidungsgeschäftes aufhält, ein Rabattcoupon oder ein Angebot auf sein Smartphone geschickt werden.

Diese Informationen sind für den Kunden maßgeschneidert und bieten ihm individuelle Mehrwerte, statt ihn mit

unpassender Werbung zu verärgern.

Mittels Indoor Location Analytics können Besucherströme anschaulich gemessen und analysiert werden. Auch

Ihre Security-Abteilung profitiert davon: Lassen Sie sie benachrichtigen, wenn Personen gesperrte Bereiche

betreten oder bestimmte Areale überfüllt sind. Dabei wird streng auf Datenschutz und Privatsphäre geachtet.

Über Sponsoringoptionen können die Shopbetreiber zur Refinanzierung der App beitragen.

Vorteile für Shopbetreiber

Inhaber von Geschäften in Einkaufszentren können einiges über ihre Kundschaft erfahren: Wie viele Besucher

befinden sich zu einer bestimmten Zeit in der Nähe meines Shops und wie viele betreten den Laden? Wie

navigieren sie dort? Zusätzlich kann sehr zielgerichtetes Location Based Marketing betrieben werden: Senden

Sie einer ausgewählten Zielgruppe Kaufanreize auf ihr Smartphone.

7

1.5. MOBILE SHOPPINGLÖSUNGEN IN FLUGHÄFEN UND BAHNHÖFEN –

ZWEI BEISPIELE UNSERER KUNDEN

Digitalisierung ist für den stationären Einzelhandel derzeit ein zentrales Thema, bei dem es ständig spannende

Entwicklungen gibt. Wer bei Einzelhandel an Innenstädte und Einkaufszentren denkt, liegt sicherlich nicht falsch,

lässt aber einige Big Player außen vor: Flughäfen und Bahnhöfe gehören mittlerweile zu den größten

Shoppingcentern.

So zum Beispiel der Frankfurter Flughafen, der mit seinen 230 für jedermann zugänglichen Geschäften und

Serviceeinrichtungen die größte Shopping-Mall Deutschlands ist. Und im Einkaufszentrum des Zürich

Hauptbahnhof stehen rund 180 Geschäfte, Apotheken und Dienstleistungsbetriebe zur Verfügung. Fraport AG

und SBB (Schweizerische Bundesbahnen) setzen konsequent auf vernetzte mobile Serviceangebote und

Digitalisierung im Retail. infsoft unterstützt die beiden Unternehmen mit mobilen Lösungen.

Umfassende Multichannel-Strategie beim Frankfurter Flughafen

Der Frankfurter Flughafen hat für die Shopping-Funktion seiner App, die auf digitalen Karten von infsoft basiert,

kürzlich bei einem E-Commerce-Kongress in den USA eine Auszeichnung erhalten. Die Jury lobte besonders den

umfassenden Ansatz, mit dem Information, Orientierung, Service und Shopping zusammengeführt und dabei die

verschiedenen Kommunikations- und Absatzkanäle wie Web-Store, App und stationärer Handel einbezogen

wurden. Mehr über den Award

Die digitale Karte und die Ortungstechnologie von infsoft erlauben es, sich via App, interaktivem Infoterminal oder

am PC zuhause im größten Flughafen Deutschlands zu orientieren und sich zu Händlern navigieren zu lassen.

Wer seine Flugnummer in die App eingibt, bekommt zudem Echtzeitinformationen zu Wartezeiten und

Planänderungen. Die zusätzliche Zeit kann dann beispielsweise zum Einkaufen genutzt werden. Zur Fraport App

Success Story

Über den in die App integrierten Online-Shop auf Basis der Magento-Plattform können Reisende Artikel bereits

von unterwegs aus reservieren und bei ihrer Ankunft in Frankfurt im Shop abholen. Die Zustellung zum Gate oder

nach Hause und ein Online-Bezahlsystem sind in Planung. Für alle Käufe gibt es Prämienpunkte, die direkt am

Flughafen eingelöst werden können.

SBB „Mein Bahnhof“ App ermöglicht Shopping von unterwegs

infsoft hat für die SBB (Schweizerische Bundesbahnen) eine App entwickelt, die den Reisenden hilft, sich im

größten Bahnhof der Schweiz, dem Zürich Hauptbahnhof, zurechtzufinden. Mithilfe von zirka 1200 Beacons wird

der Nutzer in einer interaktiven Karte verortet, die auch Indoor Navigation bietet. Neben vielen weiteren Features

stellt die SBB zunehmend Shopping-Funktionen in den Mittelpunkt. Zur SBB Success Story und zum interaktiven

Demo der App.

In die App ist der SBB SpeedyShop integriert. In diesem Onlineshop kann der Reisende von unterwegs aus

Lebensmittel, Kosmetikprodukte und vieles mehr bestellen und 30 Minuten später am Bahnhof abholen. Praktisch

8

für Pendler und Eilige. Die App enthält außerdem wechselnde Rabatt-Coupons und Sonderangebote, die direkt

am Bahnhof eingelöst werden können. Selbstverständlich sind alle Shops mit Detailinformationen gelistet und

können als Navigationsziel ausgewählt werden.

Zusammenfassung

Mobile Shopping-Lösungen kommen besonders Reisenden zu Gute. Sie können die Zeit im Flieger, in der Bahn

oder während des Wartens sinnvoll nutzen und haben bei der Ankunft schon alles erledigt. Natürlich muss der

Kanal an die Anforderungen der mobilen Nutzung angepasst sein. Ideal ist es zudem, wenn die Shopping-

Funktion von anderen Features der App ergänzt wird, beispielsweise der Anzeige der Wartezeiten, Indoor

Navigation oder interessenbasierten Empfehlungen. Für die Betreiber ergeben sich viele Möglichkeiten, zu

profitieren, zum Beispiel über Umsatzbeteiligungen. Mit Indoor Analytics von infsoft lassen sich außerdem

Besucherströme und Laufwege analysieren, wodurch gegebenenfalls höhere Mieten gerechtfertigt werden

können.

9

1.6. INDOOR NAVIGATION UND LOCATION BASED SERVICES FÜR BÜRO

UND INDUSTRIE

Positionsbestimmung und Navigation können das Management von großen Büro-und Industriearealen erheblich

erleichtern und auch den Mitarbeitern Vorteile bringen. Finden Sie zum Beispiel Personen und Güter im

Gebäude, unterstützen Sie Ihre Security oder bieten Sie Ihren Angestellten eine Mitarbeiter-App.

Vorteile beim Waren- und Personentracking

Angenommen, Ihre Firma verfügt über ein großes Lager. Mithilfe von Indoor Positionsbestimmung können Sie

den Standort von Warenpaletten oder Fahrzeugen metergenau bestimmen und zum Beispiel in einer App oder

webbasierten Plattform verfolgen. Sogar die Erfassung der Ebene in Hochlagersystemen ist beim Asset-Tracking

möglich. Der Werkschutz kann automatisch benachrichtigt werden, wenn Waren einen definierten Bereich

verlassen. Gleiches gilt für Mitarbeiter und Fremdfirmen: Binden Sie sie in ein Einsatzleitsystem ein, zum Beispiel

um Aufgaben zu delegieren.

Vorteile für Mitarbeiter

Eine Mitarbeiter-App erleichtert den Angestellten in großen Firmenkomplexen erheblich die Arbeit und fördert die

sozialen Kontakte. Beispielsweise kann die Anwendung den Weg zu Büros und Besprechungsräumen zeigen und

diese direkt buchen. Mithilfe des Buddyfinders können Kollegen ihre Standorte austauschen und sich etwa zum

Mittagessen oder zu einem Termin verabreden. Auch Öffnungszeiten und Angebot der Kantine, Abfahrtszeiten

der öffentlichen Verkehrsmittel und der Standort des eigenen Autos sind nützliche und zeitsparende

Informationen für die Angestellten.

10

1.7. BEACONS UND ORTUNGSTECHNOLOGIE IM TOURISMUS

Die Tourismusbranche muss immer wieder neue Wege finden, um Kunden zu gewinnen, zu binden und die

Margen zu erhöhen. In vielen Bereichen herrschen hoher Konkurrenzdruck und Preistransparenz – Destinationen

scheinen austauschbar zu sein. Eine Möglichkeit, sich von der Konkurrenz abzuheben, zusätzliche Verkäufe zu

fördern, neue Nischen zu besetzen und Kunden an sich zu binden bieten mobile Apps, die mit

Ortungstechnologien verknüpft sind.

Use Cases für Indoor Positionsbestimmung im Tourismus

Bahn

Bahnkonzerne stellen ihren Kunden bereits heute via App nützliche Informationen zum Fahrplan, zur

Ticketbuchung und zu aktuellen Verspätungen bereit. Immer wichtiger wird die intermodale Navigation. Reisende

können dann idealerweise mit einer App die komplette Reise planen – von der eigenen Haustür über das Taxi

zum richtigen Gleis und am Ankunftsort bis zum Hotel. Ein weiterer Trend sind die Indoor-Navigation an großen

Bahnhöfen und individuelle Vorschläge zum Shoppen, Essen und Trinken vor Ort. Zum Use Case SBB

(Schweizerische Bundesbahnen).

Flughafen

Für Flughäfen gelten ähnliche Regeln wie für die Bahn. Hier ist der Servicegedanke während der Reise

besonders wichtig: Passagiere werden benachrichtigt, wenn sich ihr Flug verschiebt, sich das Gate ändert, wenn

es Wartezeiten am Check-In gibt oder das Boarding möglich ist. Indoor-Navigation und Retail-Anwendungen wie

einen integrierten Onlineshop nach dem Click&Collect Prinzip hat beispielsweise der Frankfurter Flughafen in

seiner App im Angebot. Zum Use Case Frankfurt Airport.

Hotel

Hotels wollen sich auf die Generation-Y und Geschäftsreisende einstellen, die „always on“ sind und persönlichen

Service – gern mit digitaler Unterstützung – erwarten. Weiß die Rezeption schon vor der Ankunft des Gastes über

dessen Präferenzen Bescheid, kann mit „Überraschungsqualität“ gepunktet werden – beispielsweise wenn der

Lieblingsdrink beim Check-In schon bereitsteht. Die Gastdaten können zudem digital übermittelt werden, sodass

das Ausfüllen von Formularen wegfällt. Wenn das System mit Beacon-Technologie arbeitet, kann der Check-In-

Prozess beim Eintreffen automatisch in Gang gesetzt werden und der Gast eine Willkommensnachricht und

individuelle Angebote zum Dazubuchen erhalten. Zur Hotel App conichi.

11

Destination

Destinationen stehen vor der Herausforderung, sich aus der Masse hervorzuheben, indem sie individuelle

Schwerpunkte setzen. Wenn eine Destinations-App auf die Präferenzen eines Gastes zugreifen kann (durch eine

Facebook-Schnittstelle oder durch manuelles Selektieren durch den Gast), kann sie ihm während der gesamten

Customer Journey relevante Angebote unterbreiten, die seinen Urlaub unvergesslich machen. Das können zum

Beispiel Tourenvorschläge für Familien sein, wenn der Gast mit Kindern reist. Beacons, die in der Destination

verteilt sind, können ihn lokalisieren und das Aussenden location-spezifischer Informationen zu

Sehenswürdigkeiten und Events auslösen. Auch eine Willkommens-Nachricht beim Betreten der Tourist-

Information ist eine schöne Geste.

Museen

Museumsapps können dem Besucher Infos und interaktive Inhalte zu Exponaten anzeigen, in deren Nähe er sich

befindet. Indoor Navigation ist in großen Museen ebenfalls hilfreich.

Bei allen Vorteilen bergen die beschriebenen Anwendungen auch Risiken. Die Bereitschaft, Standalone-Apps zu

installieren, sinkt bei den Usern. Bessere Chancen haben Apps, die verschiedene Dienstleistungen

zusammenfassen. Die App muss einen konkreten und leicht zu erkennenden Mehrwert haben. Der Datenschutz

darf nicht vernachlässigt werden. Das Personal vor Ort sollte gut über die Anwendungen Bescheid wissen. Push-

Nachrichten müssen sparsam eingesetzt werden und dürfen nicht in Spam ausarten. Wenn der Funktionsumfang

über Laufweganalyse und Heatmaps hinausgehen soll und ein Rückkanal zum User gewünscht ist, wird eine App

benötigt.

12

2. TECHNIKEN ZUR POSITIONSBESTIMMUNG

2.1. TECHNIKEN ZUR CLIENTBASIERTEN INDOOR POSITIONS-

BESTIMMUNG – GPS, WLAN, BLUETOOTH UND VLC IM VERGLEICH

Techniken zur Indoor Positionsbestimmung: Vor- und Nachteile

In den vergangenen Wochen haben wir im infsoft Blog verschiedene Techniken zur Indoor Positionsbestimmung

vorgestellt.

GPS zur Indoor Positionsbestimmung

WLAN zur Indoor Positionsbestimmung

Bluetooth zur Indoor Positionsbestimmung

VLC (Visible Light Communication) zur Indoor Positionsbestimmung

Infografik: Vor- Und Nachteile der verschiedenen Techniken zur Indoor Positionsbestimmung

Jede dieser Technologien hat ihre Vor- und Nachteile und oftmals können sie einander ergänzen. Wir haben

GPS, WLAN, Bluetooth/Beacons und VLC in einer Infografik zusammengefasst, um sie besser vergleichbar zu

machen. Wenn Ihnen die Grafik gefällt, leiten Sie sie doch an Ihre Kollegen weiter oder teilen Sie sie auf

Facebook, Twitter und Co.

13

2.2. ORTUNGSVERFAHREN FÜR INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG

OHNE GPS

GPS-Empfang kann innerhalb und außerhalb von Gebäuden gestört sein

Positionsbestimmung und Navigation mit dem Smartphone sind eine große Hilfe im Alltag. Wo wären wir ohne die

freundliche Stimme von Google Maps, die uns überall den richtigen Weg anzeigen kann? Aber, Moment, überall

stimmt nicht ganz. Der GPS-Empfang kann eingeschränkt sein, beispielsweise in Tunneln, Parkhäusern, unter

einer Wolkendecke, im Wald, in Häuserschluchten, in Gebäuden – kurz gesagt: GPS Navigation funktioniert nur,

wenn Sichtkontakt zu mehreren Satelliten besteht. Und es gibt ein weiteres Problem: GPS kann nicht erkennen,

auf welcher Ebene (Stockwerk) sich das Gerät befindet. Doch es gibt Möglichkeiten, solch ein „Indoor GPS“

umzusetzen.

Indoor Navigation und Positionsbestimmung ohne GPS

Die Notwendigkeit der Navigation endet nicht vor der Eingangstür eines Gebäudes. In komplexen, mehrstöckigen

Arealen wie zum Beispiel Flughäfen, Messen, Bahnhöfen, Krankenhäusern, Einkaufszentren, Bürogebäuden,

Industrieanlagen und vielen mehr wünscht man sich eine ebenso genaue Wegeführung wie auf der Straße. Im

Bereich Asset- und Personen-Tracking, Location Based Services und Geofencing kommt es auf eine genaue

Standortbestimmung an.

Indoor Ortung und Navigation in Gebäuden sind deshalb ein großes Thema in vielen Branchen.

14

2.3. INDOOR NAVIGATION MIT WIFI ALS ORTUNGSTECHNIK

WLAN kann zur Indoor Positionsbestimmung und -Navigation genutzt werden

WLAN ist in Innenräumen eine gute Alternative zu GPS, das für die Positionsbestimmung in Gebäuden nicht zur

Verfügung steht. Ein WiFi Positioning System (abgekürzt WPS) kann meist ohne großen Aufwand umgesetzt

werden, da WLAN-Accesspoints in den meisten Gebäuden schon vorhanden sind. Der Vorteil ist, dass man zum

Beispiel vorhandene Kassensysteme, Kunden-Hotspots und WiFi-Spots von Geschäften oder Ausstellern nutzen

kann. Der User muss sich nicht mit einem WLAN verbinden, eingeschaltetes WLAN genügt.

Zur Positionsbestimmung wird das sogenannte Fingerprinting herangezogen. Aussagekräftig sind hierbei die

Stärke der WiFi-Signale (Received Signal Strength Indication, kurz RSSI) und die MAC-Adresse (Media-Access-

Control). Auf dem Smartphone muss eine entsprechende App installiert sein, die aufgrund dieser Daten die

aktuelle Position berechnet. Voraussetzung ist eine Datenbank mit Informationen über die Standorte, mit der

diese Daten abgeglichen werden. Wie die Daten gesammelt werden, erfahren Sie weiter unten im Artikel.

Genauigkeit von Wifi zur Indoor Positionsbestimmung

Die Präzision hängt von verschiedenen Faktoren ab, etwa der Anzahl der verfügbaren Netzwerke, der Reflexion

beispielsweise in Korridoren und nicht zuletzt der Abschirmung durch Wände, Decken und den eigenen Körper.

Die Genauigkeit von WiFi zur Indoor Positionsbestimmung liegt je nach Voraussetzungen bei fünf bis 15 Metern.

Durch Sensorfusion – also die Nutzung der Smartphone-Sensoren – kann die Genauigkeit noch verbessert

werden. Ein großer Vorteil gegenüber GPS ist die Möglichkeit, die aktuelle Ebene (Stockwerk) zu bestimmen.

Einrichtung des Indoor Positioning Systems mit Wlan

Die Kalibrierung der Positionsbestimmung erfolgt über eine einmalige Referenzmessung im Vorfeld, bei der die

Signalstärken der WiFi-Netzwerke bestimmt werden. Dazu bietet infsoft eine App an, mit der der Kunde die

Messung einfach selbst durchführen kann. Bei dieser Lösung handelt es sich um eine clientseitige

Positionsbestimmung, für die eine App benötigt wird. Mehr Informationen, das SDK und Videos dazu finden Sie in

unserem Developer Portal.

Wenn sich eine serverseitige Lösung für das Projekt besser eignet, können die eigens von infsoft entwickelten

Locator Nodes eingesetzt werden. Hierbei brauchen die Nutzer keine App, alle WiFi-fähigen Devices werden

erfasst und WiFi Tracking (Asset Tracking zum Beispiel von mobilen Gütern) ist möglich. Locator Nodes

unterstützen auch Bluetooth Low Energy.

15

Vor- und Nachteile von Indoor Positionsbestimmung mit Wlan

Vorteile:

Positionsbestimmung ohne GPS im Innenraum ist möglich

vorhandene WLAN-Infrastruktur kann genutzt werden

Devices müssen nur WLAN aktivieren

Rückkanal zum Kunden vorhanden

erkennt das aktuelle Stockwerk

hohe Reichweite (bis zu 150 Meter)

Nachteile:

relativ ungenau (5-15 Meter) im Vergleich zu BLE/RFID

keine clientseitige Positionsbestimmung mit WiFi unter iOS möglich – hier kann BLE eine Alternative sein

Nutzer braucht eine App

Anwendungsszenarien von Wifi zur Positionsbestimmung und Indoor Navigation

WiFi Indoor Navigation ist überall dort sinnvoll, wo WLAN GPS in Gebäuden ersetzen muss. Beispielsweise in

komplexen Strukturen wie Einkaufszentren, Messehallen, Bahnhöfen, Flughäfen, Krankenhäusern, Museen,

Büro- und Industriekomplexen. Eine Indoor Navigations-App sorgt hier für verbesserten Besucherservice und die

Analyse von Bewegungsprofilen ist möglich.

16

2.4. INDOOR NAVIGATION & INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG

MIT BLUETOOTH

Indoor Navigation und Indoor Positionsbestimmung mit Bluetooth

In den vergangenen Jahren hat sich auf dem Markt für Bluetooth einiges getan. Die Technologie an sich ist nicht

neu, die Funktionsweise von Bluetooth ist seit den 1990er Jahren bekannt. Doch erst in letzter Zeit haben sich mit

der energiesparenden Bluetooth-Variante BLE (Bluetooth Low Energy, oder auch Bluetooth Smart genannt) und

den Beacons ganz neue Einsatzszenarien ergeben. Apple hat mit seinen iBeacons und Google erst kürzlich mit

Eddystone Beacons weitere Bewegung in den Markt gebracht.

Indoor Navigation mit Bluetooth

Der Bedarf, Bluetooth zur Indoor Navigation einzusetzen, kommt daher, dass GPS in Gebäuden nicht verfügbar

ist. Bluetooth Navigation ist also in Innenräumen eine Alternative zur GPS Navigation. Bluetooth Beacons können

Signale aussenden, jedoch nicht empfangen. Sie sind relativ günstig, können bis zu zwei Jahren mit einer

Knopfzelle betrieben werden und haben im Innenbereich eine Reichweite von maximal 30 Metern. Die

Genauigkeit liegt bei bis zu einem Meter. Sie werden einerseits in clientseitigen Lösungen eingesetzt, das heißt,

die Positionsbestimmung erfolgt via App auf dem Endgerät selbst. Hierbei muss Bluetooth auf dem Device

aktiviert sein. Andererseits sind auch serverseitige Trackinglösungen mit Beacons realisierbar.

Zur Positionsbestimmung bei Clientlösungen sind mehrere Beacons notwendig, die eindeutige Signale

aussenden, aus denen die App mittels Fingerprinting den Standort berechnet. Auf Basis von Beacons kann auf

dem Smartphone auch eine Aktion ausgelöst werden, zum Beispiel die Anzeige eines Rabattcodes oder eines

Hinweises.

Anwendungsbereiche der Beacon Indoor Navigation

Die häufigste Anwendung finden Bluetooth Beacons derzeit im stationären Handel. Sie verknüpfen die Online- mit

der Offline-Welt und sollen den Absatz am Point of Sale (POS) etwa durch Coupons oder Werbeanzeigen

steigern. Gefragt sind auch Navigationsfunktionen in komplexen Gebäuden oder detaillierte Informationen zu

Exponaten in Museen und auf Messen.

Möglich ist auch die Analyse von Besucherströmen. Darauf basierend kann die Ware optimal angeordnet oder

Laufwege optimiert werden. Die technischen Möglichkeiten bieten viele Chancen, dem Besucher, Passagier,

Mitarbeiter oder Kunden relevante Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort zukommen zu lassen.

17

Einrichtung der Indoor Positionsbestimmung via Bluetooth

Die Kalibrierung der Positionsbestimmung erfolgt genauso einfach wie beim Einsatz von WiFi. infsoft stellt eine

Kalibrierungs-App zur Verfügung, mit der der Kunde selbständig arbeiten kann. infsoft bietet auch ein Beacon

Management Tool an, mit dem Ausfälle leicht erkannt werden können. Wir verkaufen selbst keine Beacons,

vermitteln aber gern den Kontakt zu Anbietern. Bei Fragen zur Installation und Parametrierung helfen wir jederzeit

weiter. Kontaktieren Sie uns.

Vor- und Nachteile von Indoor Positionsbestimmung mit Beacons

Vorteile:

kostengünstige, unauffällige Hardware

geringer Energieverbrauch

flexible Einbindung in die Infrastruktur (Batteriebetrieb oder Stromversorgung über Lampen und

Hauselektrik)

funktionieren überall, wo andere Techniken keinen Empfang haben

breite Plattformkompatibilität (Android und iOS)

hohe Positionsgenauigkeit im Vergleich zu WiFi

Nachteile:

zusätzliche Hardware

App ist Voraussetzung für Client-Ortung

relativ geringe Reichweite (ca. 30m)

18

2.5. INDOOR NAVIGATION, INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG UND

LOCATION BASED SERVICES MIT VLC (VISIBLE LIGHT

COMMUNICATION)

VLC kann in Gebäuden eine alternative Ortungsmethode sein

In den letzten Blogbeiträgen haben wir bereits die gängigsten Indoor-Ortungsverfahren vorgestellt: WLAN und

Bluetooth. Beide sind bereits in vielen unterschiedlichen Anwendungsszenarien im Einsatz und haben sich

bewährt. Mit VLC (visible light communication) kommt gerade ein interessantes neues Verfahren zur

Datenübertragung zur Marktreife, das wir hier vorstellen möchten.

Visible Light Communication – was kann die Technologie?

VLC kann als Ortungsverfahren eingesetzt werden, das sich vor allem für den Innenbereich eignet. Spezielle

LEDs oder Leuchtstofflampen senden für den Menschen unmerklich flackerndes Licht aus, das von der

Smartphonekamera oder einem einzelnen Photodetektor, beispielweise am Einkaufskorb angebracht, empfangen

wird. Hierdurch werden zum Beispiel Indoor Navigation (via App) und Tracking (Analyse von Bewegungsprofilen

via App) möglich. VLC könnte in Zukunft auch für drahtlose Internetverbindung sorgen.

Technisch funktioniert das Ganze so: Jede Lampe hat eine ID, die sie in pulsierendes Licht übersetzt und an

Smartphones im Empfangsbereich versendet. In einer Karte, auf die die App zugreifen kann, sind die Lampen

samt ID verortet. Über den Einfallswinkel kann die Position noch genauer bestimmt werden. Zusätzliche

Hardware wie Beacons können dort einspringen, wo das Licht nicht vordringt.

Einsatzgebiete für VLC

VLC eignet sich für alle Branchen und Use Cases, in denen auch Beacons eingesetzt werden. Beispiele sind:

Supermärkte, Einkaufszentren, Baumärkte, Flughäfen, Bahnhöfe, Hotel & Gastronomie, Parkhäuser, das

Gesundheitswesen, Museen, Messen, Büros und Industriegebäude. Über VLC kann das Smartphone seine

Position bestimmen (clientbasiert), dafür und für einen Rückkanal ist eine App notwendig. So können auch

Benachrichtigungen (etwa Coupons) an den Nutzer gesendet werden. Serverseitiges Tracking, das auch Geräte

ohne App einschließt, funktioniert nur mit zusätzlicher Hardware an der Lampe.

Konkrete Use Cases sind: Ein Passagier kann mittels App und VLC ganz einfach sein Auto im

Flughafenparkhaus wiederfinden. Kunden in einem großen Supermarkt werden auf kürzestem Weg zu den

Produkten auf ihrer Einkaufsliste gelotst.

19

Vor- und Nachteile von Visible Light Communication

Vorteile:

Lampen sind großflächig vorhanden und homogen Verteilt

Beacons können die Positionsbestimmung ergänzen

Signale sind leicht begrenzbar

moderne LEDs sparen Strom

die Stromversorgung ist nicht von Batterien abhängig

VLC ist genau (unter einem Meter) und besitzt eine hohe Reichweite (bis acht Meter)

keine störende, auffällige oder aufwändig anzubringende Hardware

funktioniert plattformübergreifend

Nachteile:

der Akku des Smartphones wird belastet

geringere Flexibilität in der Installation als bei Beacons

Überwiegend innen einzusetzen

hohe Kosten bei vorhandener Lichtinfrastruktur – Nachrüsten nicht immer sinnvoll

Rückkanal und Tracking erfordert Spezialhardware bzw. App

20

2.6. CLIENTSEITIGE UND SERVERSEITIGE INDOOR-

POSITIONSBESTIMMUNG

Clientseitige und serverseitige Positionsbestimmung: Was sind die Unterschiede und welche Methode ist für

welchen Einsatzzweck geeignet?

Clientseitige Indoor-Positionsbestimmung

Bei der clientseitigen Positionsbestimmung wird die Position direkt auf dem Endgerät bestimmt. Auf dem Device

muss eine entsprechende App installiert sein, die die Signale auswertet, die von WLAN-Accesspoints, LED

und/oder Beacons ausgesendet werden. Die App enthält eine Datenbank, mit der die Signalstärken abgeglichen

werden – so kann das Endgerät über ein Fingerprinting-Verfahren seine Position im Raum ermitteln, ohne mit den

Accesspoints verbunden zu sein. Über die App kann der Betreiber der Location Nachrichten an den Besucher

senden – zum Beispiel standortbasierte Anzeigen oder nützliche Hinweise. Die Positionsdaten verlassen das

Gerät des Nutzers bei der reinen Positionsbestimmung nicht.

Endgerätbasierte Positionierung ist vor allem geeignet für Indoor-Navigation im Einzelhandel, auf Messen, in

Bahnhöfen, Flughäfen, Museen und Krankenhäusern. Ein großer Vorteil ist, dass vorhandene WLAN-

Accesspoints direkt genutzt werden können. Bei Projekten, die ausschließlich auf WLAN setzen, können Apple

Devices nicht einbezogen werden, da diese clientseitig über WLAN keine Position bestimmen können.

Serverseitige Indoor-Positionsbestimmung

Bei der infrastrukturbasierten Positionsbestimmung sendet ein WiFi-fähiges Device, ein Tag oder ein Bluetooth

Beacon einen eindeutigen Schlüssel (MAC-Adresse, UUID) aus. Spezifische Hardware erfasst die Signale und

übermittelt sie an einen Server, der mittels Fingerprinting aus den Signalstärken eine Position berechnet.

Infrastrukturbasierte Positionierung erfasst alle Geräte, eine App ist nicht notwendig. Besonders geeignet ist diese

Methode für Asset- und Personentracking. Beispielsweise kann die Position von medizinischen Geräten im

Krankenhaus, Fahrzeugen in Industrieanlagen und Waren im Einzelhandel festgestellt werden. Durch Geofencing

ist es möglich, eine Benachrichtigung auszulösen, wenn ein Gegenstand einen festgelegten Bereich verlässt

(Diebstahlschutz). Das Tracken von Personen kann Location-Inhabern wertvolle Informationen über

Besucherströme geben und Arbeitgebern die aktuelle Position ihrer Mitarbeiter, beispielsweise auf einem großen

Messestand, mitteilen. Das Tracking erfolgt in den meisten Use-Cases anonymisiert.

21

2.7. INDOOR TRACKING VON PERSONEN UND OBJEKTEN

- SO SETZEN SIE ES UM

Indoor Tracking von Personen und Objekten

Indoor Location Tracking und Indoor Ortung von Personen und Objekten werden für immer mehr Firmen aus den

unterschiedlichsten Branchen interessant. Dafür gibt es zwei verschiedene Herangehensweisen: clientseitiges

und serverseitiges Tracking. Lesen Sie hier mehr über die Unterschiede und welche Methode für Ihren

Einsatzzweck geeignet ist.

Funktionsweise von Indoor Location Tracking

Clientseitiges Tracking bedeutet, dass die Position der zu lokalisierenden Person auf einem mobilen Endgerät

(üblicherweise Smartphone) ermittelt wird. Eine darauf installierte App detektiert die Position anhand von im

Raum verteilten Beacons oder WLAN Accesspoints – Letzteres funktioniert nicht mit iOS-Devices.

Beim serverseitigen Tracking werden die zu lokalisierenden Personen oder Objekte mit einem Beacon (BLE) oder

Smartphone ausgestattet. Dieser Sender übermittelt seine Kennung via Bluetooth Low Energy kontinuierlich an

kleine Empfänger, die im Raum angebracht sind. infsoft entwickelt diese selbst („Locator Nodes“). Sie benötigen

lediglich eine Stromversorgung und eines der Geräte eine Internetverbindung. Die detektierten Kennungen

werden mit den gemessenen Feldstärken an einen Cloud-Server weitergegeben und dort in eine Geokoordinate

umgerechnet. Eine benutzerfreundliche Web-Plattform zeigt auf einer digitalen Karte an, wo sich die getrackten

Devices befinden. Die Daten können auch in anderen Systemen von infsoft weiterverarbeitet werden, zum

Beispiel um anonymisierte Bewegungsprofile oder Heatmaps zu erstellen.

Lesen Sie hier mehr über clientseitige und serverseitige Positionsbestimmung und unsere Indoor Tracking

Lösungen.

Use Cases für Indoor Tracking

Clientseitiges Tracking bietet sich an, wenn ein Rückkanal zu den zu ortenden Personen gewünscht ist, über den

man zum Beispiel Coupons oder Informationen senden kann. Voraussetzung ist, dass alle Personen ein aktuelles

Smartphone besitzen oder es ihnen zur Verfügung gestellt wird.

Serverseitiges Tracking eignet sich auch für Asset Tracking, wenn beispielsweise die Position von Waren oder

Produktionsequipment ermittelt werden soll. Durch Geofencing lässt sich auch Diebstahlschutz umsetzen.

Serverseitiges Tracking von Personen funktioniert auch ohne Smartphone und App, ein unauffälliger und

günstiger Beacon in der Jackentasche reicht in Kombination mit den Locator Nodes zur Positionsbestimmung.

Beacons können auch das Auffinden von Personen im Evakuierungsfall erleichtern. Um sicher zu stellen, dass

der Mitarbeiter den Empfänger immer bei sich trägt, kann er in die ISO-Card integriert werden.

22

2.8. HARDWARE IN DER INDOOR POSITIONSBESTIMMUNG

Indoor Positionsbestimmung und Indoor Navigation sind stark von Software-Produkten geprägt: um die digitale

Karte zu erstellen und Routen zu kalibrieren, Ergebnisse auszuwerten und die Funktionen den Nutzern per App

bereitzustellen. Sobald es jedoch um die passende Ortungstechnologie geht, kommt Hardware ins Spiel.

Beacons zur Indoor Positionsbestimmung nutzen

Bluetooth Beacons sind die am häufigsten verwendete Methode zur Indoor Positionsbestimmung. Mit Einführung

des iBeacon-Standards von Apple haben sie einen regelrechten Boom erlebt und andere Formate wie Googles

Eddystone sind wegen interessanter Features im Kommen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Sie sind dank

Batteriebetrieb und niedriger Kosten pro Stück flexibel und auch temporär einsetzbar. Der Energieverbrauch ist

dank Bluetooth Low Energy Technologie (BLE) gering und die Batterielaufzeiten steigen. Beacon Management

Plattformen erleichtern die Pflege der Beacon-Infrastruktur. Die Genauigkeit liegt bei einem bis drei Metern, was

für die meisten Projekte mehr als ausreichend ist. Hinzu kommt, dass Beacons bei clientseitiger Ortung, anders

als WLAN, plattformübergreifend funktionieren.

Eine typische clientbasierte Installation mit Beacons hat infsoft am Zürich Hauptbahnhof umgesetzt. Reisende

nutzen die Turn-by-Turn-Navigation, um zum richtigen Gleis zu gelangen und bekommen nützliche Angebote und

Informationen via App. Hier geht es zur Success Story

Doch auch serverbasierte Lösungen sind mit Beacons umsetzbar. Sie ermöglichen beispielsweise das Auffinden

von Personen und Objekten in großen Industriearealen (Personentracking/Evakuierungsfall), die Analyse von

Laufwegen, Anwendungen im Sicherheitsbereich (Zugangskontrolle, Totmannschaltung, Diebstahlschutz) und

Workplacemanagement. Hierfür ist eine zusätzliche Hardwarekomponente erforderlich, die infsoft Locator Nodes.

infsoft Locator Nodes – serverseitiges Tracking von Personen, Objekten und Tieren

infsoft Locator Nodes sind kleine, strombetriebene Geräte (beispielsweise auf Basis von Raspberry Pi), auf die

eine Firmware von infsoft aufgespielt wird. Damit können alle mobilen Endgeräte (z.B. Smartphones), WiFi-

fähigen Devices (auch Wifi-Tags) und Beacons (an Personen/Güter geheftet, auch in Form von Aufklebern oder

Armbändern möglich) erfasst und serverseitig getrackt werden. Sie erreichen eine Genauigkeit von bis zu 5

Metern. infsoft Locator Nodes werden an das Stromnetz angeschlossen. Sie verbinden sich untereinander,

sodass nur ein Gerät Internetzugang via Ethernet-Kabel, WLAN oder UMTS braucht. infsoft Locator Nodes bieten

gerade im Industriebereich vielfältige Möglichkeiten. Wenn Sie Unterstützung bei Ihrem Projekt brauchen, sind wir

gern für Sie da.

23

2.9. ASSET TRACKING UND ANALYSE: HARDWARE FÜR DAS INDOOR

TRACKING

Indoor Tracking, also das Auffinden von Personen und Gegenständen in Gebäuden, steht bei Unternehmen hoch

im Kurs. Die Einsatzszenarios sind sehr vielfältig.

Auffinden von Waren während des gesamten Fertigungsprozesses

Tracking von Arbeitsgeräten und Fahrzeugen

Positionsbestimmung von Mitarbeitern/Patienten und Laufwegeanalysen

Indoor Navigation für Kunden zu bestimmten Produkten

Diebstahlschutz und weitere Security-Maßnahmen, z.B. Evakuierung

Ausgeben von Richtungsanweisungen an Fahrzeugführer

infsoft Locator Nodes: individuelle Einsatzmöglichkeiten

infsoft Locator Nodes sind eine speziell für die Bedürfnisse unserer Kunden entwickelte Hardware. Sie können

alle mobilen Endgeräte (z.B. Smartphones), WiFi-fähigen Devices (z.B. WiFi Tags) und Bluetooth Beacons (an

Personen/Güter geheftet) erfassen und serverseitig (ohne App) tracken. Die kleinen Empfänger werden in

regelmäßigen Abständen im Gebäude verteilt und an das Stromnetz angeschlossen. Eines der Geräte ist mit dem

Internet verbunden. Die Locator Nodes erfassen die Daten, die sie vom Sender (meist Smartphone oder Beacon)

erhalten und leiten sie an einen Cloudserver weiter, wo die Daten verarbeitet werden. Mit den verschiedenen

Tools von infsoft ist es dann beispielweise möglich, die Position einzusehen oder Bewegungsabläufe zu

analysieren – in öffentlichen Bereichen anonymisiert. infsoft Locator Nodes können auch als Beacons fungieren.

infsoft Locator Tags: die flexible Trackinglösung

infsoft Locator Tags sind perfekt für große Flächen, auf denen nur wenige Objekte oder Personen getrackt

werden sollen, zum Beispiel bei der Positionsbestimmung von medizinischen Geräten in einer Klinik. Locator

Tags sind kleine WiFi- und BLE-Sender, die recht kostengünstig sind und an alle zu beobachtenden Objekte oder

Personen geheftet werden. Damit ihre Position berechnet werden kann, werden Bluetooth-Beacons im Gebäude

verteilt. Diese sind günstig (3-30 Euro) und können einfach an die Wände geklebt werden. Die Locator Tags

empfangen die Bluetooth-Signale der Beacons und senden die Daten an einen Server, wo die Position berechnet

wird. Die Beacons können unabhängig davon zusätzlich für eine präzise Indoor Navigation, zum Beispiel für

Mitarbeiter und Kunden, genutzt werden.

24

infsoft Ultra-wideband (UWB): für hohe Genauigkeit

Indoor Positionsbestimmung mit Ultra-wideband ist für bestimmte Trackinglösungen im Industrieumfeld

interessant, die Genauigkeiten von 10-30 Zentimetern und geringe Latenzzeiten erfordern. Die Installation kann

serverseitig (Visualisierung der Positionsdaten im Backend, keine Anzeige auf einem Client (Smartphone) oder

clientseitig (Visualisierung der Positionsdaten auf einem Client (Smartphone) und ggf. Übermittlung an Backend)

erfolgen. Mithilfe von Ultra-wideband Anchors und einem infsoft Locator Tag, bzw. einem zusätzlichen infsoft

Locator Node bei serverseitigen Installationen, können so Fahrzeuge, Waren und Personen genau geortet

werden.

25

2.10. TRACKING MIT BEACONS ODER RFID – WAS SIND DIE

UNTERSCHIEDE?

Oft fragen uns Kunden und Interessenten, ob wir ihnen bei Tracking-Projekten Beacons oder RFID als Hardware

empfehlen würden. Wie immer kommt es auf die Anforderungen und Gegebenheiten vor Ort an. Meist fällt jedoch

die Entscheidung für Beacons, denn RFID ist nicht für die flächendeckende Ortung, sondern eher für eine

punktuelle Objektidentifizierung geeignet.

Vor- und Nachteile von Beacons und RFID beim Tracking von Objekten und Personen

RFID Tags brauchen überall dort eine Leseeinheit, wo die Position festgestellt werden soll. Da die Leseeinheiten

relativ teuer sind, können sie nicht flächendeckend installiert werden. So sind nur punktuelle

Positionsbestimmungen möglich (z.B. „Objekt hat Halle 10 passiert“). Wird ein Objekt oder eine Person hingegen

mit einem Beacon ausgestattet, kann die Position in Echtzeit festgestellt und der komplette Laufweg verfolgt

werden. Beacons arbeiten mit Bluetooth Low Energy Signalen, die jedes moderne Smartphone empfangen kann,

im Gegensatz zu RFID-Signalen.

Mit Beacons sind sowohl client- als auch serverseitige Ortungsverfahren möglich. Clientseitig bedeutet, dass die

Position direkt auf dem Endgerät (Smartphone) bestimmt wird. Hierzu ist eine App notwendig, an die auch

Nachrichten gesendet werden können (Rückkanal). Serverseitige Positionsbestimmung liegt vor, wenn Bluetooth

Beacons Signale aussenden, die von einer Hardware (infsoft Locator Nodes) detektiert und an einen Server

weitergeleitet werden. Eine App ist dafür nicht nötig.

RFID ermöglicht keine automatische Positionsbestimmung oder Navigation. Ein typischer Anwendungsfall ist das

Tracking von Waren in einem großen Lager. An bestimmten Stellen passiert eine Ware ein Lesegerät. Dieses

identifiziert das Objekt und gibt die Information „Ware XY hat Kontrollpunkt 5 passiert“ an einen Server bzw. eine

Datenbank weiter.

Mithilfe von Beacons kann man in Verbindung mit infsoft Locator Nodes mit einer Genauigkeit von unter 5 Metern

jederzeit feststellen, wo sich die Ware befindet und welchen Weg sie zurückgelegt hat.

Zusammenfassend kann man feststellen, dass Beacons die flexiblere und leistungsfähigere Technologie sind. In

Fällen mit geringen Anforderungen können RFID Tags jedoch eine günstige Alternative sein.

26

2.11. INDOOR NAVIGATION MIT BEACONS – WIE MAN DIE

„LEUCHTFEUER“ INTELLIGENT EINSETZT

Indoor Navigation mit Beacons - wir beantworten die meist gestellten Fragen. Foto: estimote/infsoft

Indoor Navigation mit Beacons ist für unterschiedliche Einsatzzwecke gut geeignet und bringt viele Vorteile mit

sich. In zahlreichen unserer Kundenprojekte sind Beacons erfolgreich im Einsatz. Doch es tauchen auch immer

wieder Unklarheiten und Bedenken auf. In diesem Artikel möchten wir einige Fragen zu Reichweite, Genauigkeit,

Einsatzszenarien und Batterielaufzeit von Beacons beantworten und die Möglichkeiten unterschiedlicher Beacon-

Typen vorstellen. Außerdem soll es um die neue Beacon-Management-Plattform von infsoft gehen, die die

Überwachung von vielen Beacons vereinfacht.

Reichweite, Genauigkeit, Einsatzmöglichkeiten und Batterielaufzeit von Beacons

Bluetooth Low Energy (Bluetooth LE, Bluetooth Smart, BLE) ist eine energiesparende Funktechnik, die seit 2009

in Beacons und Endgeräten Verbreitung findet. Die Reichweite beträgt in Gebäuden etwa zehn bis 30 Meter, die

Genauigkeit liegt bei bis zu einem Meter. Bluetooth kann innen und außen in clientseitigen und serverseitigen

Szenarien verwendet werden und funktioniert plattformübergreifend.

Normalerweise arbeiten Beacons mit Batterien, die je nach Sendestärke und –intervall spätestens nach fünf bis

zehn Jahren ersetzt werden müssen. Manche Beacons können aber auch an die Hauselektrik oder an Lampen

angeschlossen werden und von dort ihre Energie beziehen. Beacons mit integriertem Bewegungssensor können

sich zum Energiesparen selbst abschalten, wenn sich der Gegenstand, an dem die befestigt sind, über längere

Zeit nicht bewegt.

Beacons sind einfach anzubringen (kleben, schrauben) und eignen sich so auch für ungewöhnliche oder

temporäre Locations. Die Kosten liegen bei drei bis 30 Euro pro Stück. Beacons sind mit unterschiedlichen

Gehäusetypen erhältlich, die verschiedene IP-Schutzklassen erfüllen. So gibt es zum Beispiel Beacons, die für

den Außeneinsatz geeignet und wasser- und staubdicht sind.

Arten von Beacons - Eddystone und iBeacon

Die beiden wichtigsten Beacon-Formate auf dem Markt stammen von Apple (iBeacon) und Google (Eddystone).

iBeacons wurden 2013 eingeführt und verhalfen der Beacon-Technologie zu einem regelrechten Boom. Sie

senden eine eindeutige ID aus, die von mobile Apps auf allen Endgeräten empfangen und interpretiert werden

können, die BLE unterstützen. Durch Fingerprinting oder Trilateration kann so die Position eines Gerätes im

Raum ermittelt und Indoor-Navigation realisiert werden. iBeacons sind auf dem Markt sehr verbreitet und

benötigen eine externe Datenbank oder eine App, um sinnvoll zum Einsatz zu kommen.

27

Eddystone wurde von Google 2015 auf den Markt gebracht und kann open source verwendet werden. Neben

der eindeutigen ID können sie eine URL und Sensordaten aussenden. Smartphones brauchen keine spezielle

App, um die URL zu empfangen – so ergeben sich völlig neue Möglichkeiten für das Proximity Marketing.

Sensordaten über Luftfeuchtigkeit, Geräuschpegel, Luftverschmutzung und Temperatur könnten zum Beispiel

dazu genutzt werden, beim Asset Tracking von Lebensmitteln eine Benachrichtigung auszulösen, sobald eine

bestimmte Temperatur überschritten ist.

Vorteile einer Beacon Management Plattform

Um in einem großen Areal die Beacons immer im Blick zu haben, bietet sich eine Beacon Management

Plattform an. Unser Kunde SBB (Schweizerische Bundesbahnen) nutzt „Beacon Alive“, das in die infsoft

Calibration Tools integriert ist, um die zirka 1.200 Beacons im Zürich Hauptbahnhof zu managen. Damit ist es

beispielsweise möglich, den Batteriestatus der Beacons auszulesen und bei Unterschreitung eines

bestimmten Grenzwertes bei einem festgelegten Prozentsatz von Beacons eine Benachrichtigung

auszulösen. Die letzte Rückmeldung der Beacons wird ebenfalls angezeigt und in der Karte farblich markiert.

So wird das Austauschen von defekter Hardware deutlich vereinfacht. Zudem können Beacons über die

Plattform automatisch verortet werden, was das Anbringen erleichtert. Das Parametrieren (Sendeintervall, -

dauer und -stärke) ist ebenfalls mit den meisten Beacontypen möglich.

Sie möchten unsere Backend-Tools genauer kennen lernen? Registrieren Sie sich im Developer Portal.

infsoft verkauft selbst keine Beacons, wir beraten Sie aber gern bei der Auswahl und stellen den Kontakt zu

Händlern her. Schreiben Sie uns.

28

2.12. WIE KONFIGURIERT MAN BEACONS UND WIE INSTALLIERT MAN SIE

AM BESTEN?

Mittlerweile gibt es vier Beacon-Standards: iBeacon von Apple, Googles Eddystone, UriBeacon und Altbeacon.

iBeacons machen immer noch den Löwenanteil aus, doch Eddystone gewinnt aufgrund seiner interessanten

Eigenschaften stetig Marktanteile. Im heutigen Blogartikel befassen wir uns mit der Frage, welche Einstellungen

man an iBeacons beeinflussen kann und wie man Beacons im Allgemeinen am besten in der Location anbringt.

Proxbook Report zur Verbreitung von Beacon-Protokollen (THE PROXBOOK REPORT - THE STATE OF THE

PROXIMITY INDUSTRY Q4 2015 18.01.2016, S. 10)

1. Abschirmung

Die Signale von Beacons können durch verschiedene Materialien abgeschirmt werden. Das können zum Beispiel

Holz-, Beton- oder Metallwände sein. Bei der Installation an Säulen im Raum muss man das ebenso beachten.

Der beste Platz für Beacons liegt in etwa 2,5 bis 4 Metern Höhe. Auf niedrigerer Höhe können Menschen die

Signale abschirmen. Günstige Plätze sind an Wänden im Gebäude und an Trägern an der Decke. Eine gute

Alternative kann auch das Anbringen in Lampenfassungen sein, da diese gleichmäßig im Gebäude verteilt sind

und den Beacon mit Strom versorgen können. Wichtig ist, dass zwischen den Sendern möglichst keine störenden

Objekte sind.

2. Interferenzen

Oft werden wir von Kunden gefragt, ob Beacons bei Funknetzen oder technischen Geräten für Störungen sorgen

und ob umgekehrt Beacon-Signale von diesen verfälscht werden können. Für den ersten Fall können wir

Entwarnung geben. Beacons beeinflussen andere Signale nicht und auch medizinische Geräte bleiben ungestört.

Installiert man jedoch Beacons in einem Raum mit sehr vielen WiFi-Signalen (zum Beispiel auf einer Messe),

können Interferenzen auftreten, da sich BLE und WiFi den gleichen Frequenzbereich (2,4 GHz) teilen. Das

Problem lässt sich jedoch leicht umgehen, indem man bei der Konfiguration des WiFi die Kanäle 2,3,4,13 und 14

vermeidet und stattdessen 1,6,7,8,9,10,11 und 12 nutzt. Bluetooth lastet die zur Verfügung stehenden restlichen

Kanäle gleichmäßig aus (Frequency Hopping). In der Grafik gelb markiert sind die Advertising Channels, die zur

Positionsbestimmung genutzt werden. Die blau eingefärbten Kanäle sind für Zusatzfunktionen wie z.B. einen

Temperatursensor reserviert.

29

Frequency hopping - Bluetooth vs. WiFi (Infografik von infsoft)

3. Konfiguration von iBeacons

iBeacons tragen eine Reihe von Kennzahlen und verfügen über mehrere Konfigurationsmöglichkeiten. Mithilfe

einer Smartphone-App oder einer Software des Herstellers können diese Daten eingesehen und bearbeitet

werden.

UUID: die UUID übermittelt ganz generell die Zugehörigkeit des Beacons zu einer Obergruppe (z.B. „gehört zum

Flughafen XY“). Alle Beacons dieses Betreibers haben die gleiche UUID und können so zugeordnet werden.

Major: Damit wird angegeben, zu welcher Gruppe mehrere Beacons gehören. Beispielsweise könnten das alle

Beacons im Terminal 1 des Frankfurter Flughafens sein. Auch der Einsatzzweck kann damit unterschieden

werden, zum Beispiel „Positionsbestimmung Autos“ und „Navigation für Verkäufer“ in einem Autohaus.

Minor: Identifiziert einzelne Beacons, deren genaue Position in einer digitalen Karte erfasst wird.

TX Power ist die Signalstärke, die in einem Kalibriervorgang einen Meter vom Beacon entfernt gemessen wird

(RSSI-Wert - received signal strength indication). Sie wird bestimmt und fest eingetragen. Die eingestellte

Sendeleistung kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung beeinflussen. Höhere Signalstärke bedeutet

höheren Energieverbrauch. TX Power wird in dBm gemessen. Dezibel Milliwatt (dBm) ist der Leistungspegel in

Dezibel, bezogen auf 1mW. Eine hohe Sendeleistung ist zum Beispiel -59 dBm, wohingegen -81 dBm eher gering

ist.

30

Sendeintervall: Das Sendeintervall gibt an, in welchen zeitlichen Abständen (z.B. 1000 Millisekunden) der

Beacon Signale aussendet. Auch hier gilt: Je höher das Sendeintervall, desto höher der Energieverbrauch

(doppelte Sendefrequenz ca. doppelter Energieverbrauch). Es bedeutet aber auch, dass die Position schneller

und aktueller bestimmt werden kann.

Eddystone beacons von Google tragen mehrere „frame types“, die sich von iBeacon unterscheiden:

Eddystone-UID: (16-stellige ID, die Gruppenzugehörigkeit und Identität eines einzelnen Beacons angibt),

Eddystone-URL (frei wählbare URL) und Eddystone-TLM (aktueller Status des Beacons). Lesen Sie mehr zu

Eddystones frame types auf Github.

31

2.13. GOOGLE STELLT NEUES BEACON-SYSTEM EDDYSTONE VOR – NEUER

BEACON-STANDARD MIT ALLEN LÖSUNGEN VON INFSOFT

KOMPATIBEL

Googles neues Produkt Eddystone. Quelle: Google Developers

Google hat Mitte Juli 2015 sein eigenes Beacon-System präsentiert. Damit bietet der Konzern eine

Konkurrenzlösung zu Apples iBeacons an, die etwa seit zwei Jahren auf dem Markt sind. Eddystone ist im

Gegensatz zu iBeacon ein quelloffenes Format. Das bedeutet, dass ihm ein Open Source Code zugrunde

liegt, der bei Github veröffentlicht ist. Außerdem funktioniert es plattformübergreifend, unterstützt also nicht

nur Android, sondern auch iOS und alle anderen Geräte, die BLE (Bluetooth Low Energy) nutzen. Zudem

kann es via „Ephemeral Identifiers“ (EID) einzelne Geräte aus der Masse identifizieren und ansprechen.

Anwendungsgebiete für Eddystone Beacons

Beacons sind kleine Sender, die mittels Bluetooth Low Energy Signale zum Beispiel an Smartphones

schicken. Die Reichweite von Beacons beträgt in Gebäuden etwa zehn Meter. Diese Signale bestanden

bisher nur aus einer Seriennummer zur Standortbestimmung. Googles Eddystone Beacons können zusätzlich

eine URL mitliefern; Dadurch wird die Übertragung von ortsbezogenen Anzeigen oder Informationen möglich,

ohne dass auf den Empfängergeräten eine App installiert sein muss.

Beispiele für die Anwendung sind:

Standortbezogene Werbung und Services in Einkaufszentren, Flughäfen und Bahnhöfen

Indoornavigation und Indoorpositionsbestimmung in komplexen Gebäuden, zum

Beispiel Messehallen

Waren- und Personentracking in Büro- und Industriearealen

Analyse von Besucherströmen zum Beispiel in den Sicherheitsbereichen von Flughäfen

32

2.14. INDOOR NAVIGATION MIT ANDROID UND IOS DEVICES –

UNTERSCHIEDE UND EINSATZMÖGLICHKEITEN

Die richtige Ortungstechnologie ist der zentrale Erfolgsfaktor für ein Indoornavigations-Projekt. Die am weitesten

verbreiteten sind Bluetooth-Low-Energy-Beacons und WiFi. Doch welche Technologie ist für welches mobile

Betriebssystem geeignet?

Im Dezember 2015 waren die Marktanteile der Betriebssysteme iOS und Android in Deutschland wie folgt verteilt:

Android 72,6%, iOS 20,2%. In Japan hingegen liegt der Anteil der Android-Geräte bei nur 44,4%, iOS

Smartphones machten 54,1% aus. Bei der Entscheidung für eine Ortungstechnologie sollte man also kalkulieren,

ob und wenn ja wie viele Nutzer sie potentiell ausschließt. Zur Statistik.

Indoor Navigation mit Android

Die clientseitige Indoor-Positionsbestimmung auf Android-Geräten ist unkompliziert. Das Betriebssystem

unterstützt alle gängigen Methoden, unter anderem Beacons, WiFi und Visible Light Communication. Auch die

serverseitige Ortung, zum Beispiel zum Indoor-Tracking von Personen oder Gegenständen, ist problemlos

möglich. Die Positionsbestimmung mit WiFi hat einen großen Vorteil: Meistens kann man vorhandene

Infrastruktur in Form von WLAN-Accesspoints, Hotspots oder sogar internetfähigen Kassensystemen nutzen. Das

Endgerät muss nicht mit dem WLAN verbunden sein, aktiviertes WiFi reicht aus. WiFi ist also in den meisten

Fällen eine kostengünstige Möglichkeit, Indoor-Navigation umzusetzen.

Leider ist Indoor-Positionsbestimmung mit WiFi nicht besonders genau: 5 bis 15 Meter können erreicht werden.

Das eigentliche Problem jedoch ist, dass bei der clientseitigen Indoor-Positionsbestimmung mit WiFi alle iOS-

Geräte ausgeschlossen sind. Wirklich praktikabel ist die Lösung deshalb nur, wenn der Anteil der Android-Geräte

extrem hoch ist, beispielsweise weil ein Museum eigene Geräte an die Besucher ausgibt oder in Ländern wie

Brasilien mit einem Android-Anteil von über 90 Prozent.

Indoor Navigation unter iOS

Endgeräte mit dem Betriebssystem iOS ab Version 4.3 unterstützen die clientseitige (endgerätbasierte) Ortung

via WLAN nicht. Serverseitiges Tracking ist möglich. Apple setzt für die clientbasierte Ortung auf die Beacon-

Technologie. iBeacons und Eddystone-Beacons ermöglichen eine auf bis ein bis drei Meter genaue Ortung und

Navigation und sind flexibel einsetzbar. Apple arbeitet seit längerer Zeit an eigenen Indoor Mapping Tools, die der

Thematik sicherlich neue Impulse geben werden.

33

KONTAKT

Die infsoft GmbH mit Sitz in Großmehring bei Ingolstadt bietet seit 2006 Lösungen zu den

Schwerpunktthemen Indoor Navigation, Indoor Analytics, Indoor Tracking und Location Based Services an.

Neben Gesamtlösungen für Großkunden bietet infsoft auch skalierbare Software Development Kits (SDK),

die Entwickler als Kerntechnologien in Drittapplikationen einbinden können. Zu unseren langjährigen Kunden

zählen u.a. der Flughafen Frankfurt, Vodafone, Schweizerische Bundesbahnen (SBB) und Daimler.

Indoor Positionssysteme ermöglichen eine bessere Orientierung in komplexen Gebäuden und erlauben neue

Anwendungen im Bereich von geo-basierten Angeboten und standortbezogenem Marketing. "smart

connected locations" ist der Leitgedanke von infsoft, was bedeutet, dass alle Backend-Tools und

gesammelten Daten miteinander verknüpft und ausgetauscht werden, um zusätzlichen Nutzen zu generieren

- über den blauen Punkt in der Karte hinaus.

Telefon: +49 (0) 8407 - 939 680 - 0

E-Mail: contact@infsoft.com

Web: www.infsoft.de | www.indoornavigation.de

infsoft GmbH

Ingolstädter Straße 13

85098 Großmehring

Für den Inhalt verantwortlich: Tobias Donaubauer