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Beacon:Bluetooth Low Energy (BLE) Sender

Ein Beacon ist ein Sender der auf der Bluetooth Low Energy (BLE) Technologie basiert. Er ermöglicht die Lokalisierung von Personen oder Gegenständen. Zudem können auch Sensorwerte geliefert werden wie Bewegung (Beschleunigungs-/ Neigungsmesser), Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck, Licht und Magnetismus.

Bluetooth Low Energy ist eine energiesparende Weiterentwicklung von Bluetooth. Die Laufzeit derBatterie kann daher 2-8 Jahre betragen. Ebenso ist der Energieverbrauch auf den Endgeräten, wie z.B. einem Smartphone, durch BLE niedriger.

Gerätemit BLE 4.0 sind bis auf 1-3 Meter genau. Mitit der kommenden BLE 5.1 Technik ist sogar eine Genauigkeit von 0,5-1m möglich.

Funktionsweise von BLE Beacon

Jeder BLE Senderhat einen individuellen UUID Code. Dieser Code beinhaltet die Zugehörigkeit zu einer Obergruppe (z.B. Hamburg), einen Major Wert (z.B. ein Geschäft in Hamburg) und einen Minor Wert (z.B. Beacon XY in der Schuhabteilung in dem Geschäft in Hamburg). Eddystone Beacon können zusätzlich eine frei wählbare URL senden und Telemetriedaten wie Temperatur oder Betriebsspannung.

Den UUID Code sendet der Beacon an einen Empfänger. Der Empfänger erkennt den spezifischen Senderund seine Entfernung. 

Der Empfänger kann entweder schon das Endgerät sein (clientseitig) wie z.B. ein Smartphone oder das Empfangsgerät sendet die Daten über WLAN, Ethernet oder UMTS (serverseitig) an ein Endgerät.

Smartphones und Tablets sind ab iOS7 beziehungsweise Android 4.3 mit dieser Technologie ausgestattet und somit für Beacon empfänglich. Jedoch erst mit einer entsprechenden App können sie von diesem Sender angesprochen werden.

Die Reichweite der clienseitigen Methode beträgt bis zu 30 m. Die der serverseitigen Methode bis zu 75 m.

Auf dem Endgerät können die Daten nun durch eine Software oder App sinnvoll ausgewertet werden je nach Anwendungsziel.

Chancen von BLE 5.1 und AoA Technologie

Mit BLE 5.1 und der AoA Technologie (Angel of Arrival) wird es auch möglich sein, die Richtung eines Signals zu erkennen und die Genauigkeit auf 0,5-1 m zu erhöhen.

Bisher konnte beispielsweise nur bestimmt werden, in welchem Teil eines Lagers sich ein Artikel befindet, der mit einem BLE Gerätversehen wurde. Die neue Technologie ermöglicht jedoch die genaue Bestimmung, in welchem Hochregal oder Regalposition der Artikel gelagert ist.

Dies funktioniert auf der Basis von 360° Antennen. Die Antennen empfangen Signale eines mobilen 2,4 GHz Senders (BLE Beacon oder WLAN fähiges Smartphone) der sich in ihrer Reichweite befindet. Sie erkennen die Entfernung und den Winkel des Signals und können somit seine Position feststellen.
Die Antenne sendet die gescannten Daten über eine USB Schnittstelle an einen Empfänger. Der Empfänger sendet die Daten an ein Endgerät (serverseitig).

Auf dem Endgerät können die Daten mittels einer Software oder App verarbeitet werden entsprechend dem Anwendungsziel.

Indoor Nutzung von BLE Beacon

Die Einsatzmöglichkeit in Räumen ist vielseitig.

Der Sender kann an einem Gegenstand angebracht werden oder von einer Person mitgeführt werden. Die Empfangsgeräte in den Räumen erkennen, welcher Beacon sich gerade in ihrer Reichweite befindet und geben die Daten an eine Plattform auf dem Endgerät weiter.

Auf diese Weise kann z.B. in einem Lager die genaue Position eines Artikels ermittelt werden. Gleichzeitig kann festgestellt werden, wo Regalflächen leer stehen. Dadurch können Kommissionierer unterstützt werden bei der Entscheidung von Routen und Kommissionsaufträgen. Auch die Lagermitarbeiter sparen Zeit.

In Krankenhäusern kann in Notfällen schnell ermittelt werden, wo sich der nächste Facharzt befindet und so schnell Hilfe gerufen werden.

Aber auch Demenzkranke in einem Pflegeheim, können mit dieser Technologie schnell gefunden werden, wenn sie sich verlaufen haben.

Eine feste Installation in einem Raum ist ebenfalls möglich, wie z.B. an der Vitrine in einem Museum. Kommt der Besucher mit einer entsprechenden App auf seinem Smartphone in die Nähe dieses Bluetooth-Gerät, kann er entsprechende Informationen zum Ausstellungsthema erhalten. Dazu braucht der Nutzer keine Internetverbindung oder GPS Ortung. Das BLE Signal ist ausreichend.

Mit dieser Methode wird jedoch hauptsächlich im Handel experimentiert. Der Hamburger Flughafen kooperiert z.B. mit der Shopping App Yoints. In den Geschäften am Flughafen wurden Beacon installiert. Die Nutzer dieser App können in Zukunft allein durch ihre Anwesenheit in den Geschäften Punkte sammeln und bekommen aktuelle Sonderangebote sowie Rabattaktionen angezeigt.

Fest installierte Senderkönnen auch dabei helfen, Besuchermassen bei Sportveranstaltungen oder bei Messen zu leiten. Auf der Suche nach Essensständen können die Nutzer der entsprechenden App zu einer freien Versorgungsstation in einer anderen Halle geführt werden.

Outdoor Nutzung von BLE Beacon

Außerhalb von Räumen machen am meisten mobile Beacon Sinn.

Werkzeuge, Geräte oder Maschinen können damit versehen werden. Diese senden ein Signal an eine GNSS Box in ihrem Transportfahrzeug. Die Box sendet ihre Position an ein Endgerät z.B. an das Smartphone des Fahrers und an den PC in der Zentrale. Ist das Objekt aufgeladen, kann mit Hilfe der Box die aktuelle Position des Geräts übertragen werden. Wird das Gerät abgeladen und von der Box entkoppelt, wird der Ort der Entkopplung festgehalten. Auf diese Weise kann immer überprüft werden, auf welcher Baustelle sich gerade welches Gerät oder Maschine befindet, mit welchen Geräten ein Einsatzfahrzeug beladen ist und ob eine Maschine an einer Baustelle vergessen wurde.

Diese Methode kann auch für Containervermietungen nützlich sein. So weiß das Unternehmen immer, wo sich seine Container gerade befinden.

Aber auch fest installierte Beacon können im Outdoor Bereich genutzt werden. So können diesean Sehenswürdigkeiten für eine mobile Stadtführungs App eingesetzt werden.