Bluetooth Beacon Indoor Navigation- Wenn GPS über seinen Grenzen liegt

Bluetooth Beacon Idor Nevigation

In geschlossenen Räumen, wie Messen, Einkaufszentren oder Flughäfen, Das GPS-Signal wird zu schwach und macht eine gezielte Navigation in Innenräumen unmöglich. jedoch, Die Indoor-Navigation mit Bluetooth-Beacon ist eine willkommene Hilfe für den Weg zu Ihrem Ziel. In diesem Artikel, Ich werde die Innenpositionierung des Bluetooth-Beacons erläutern. Ich stelle Ihnen auch die App vor, mit der wir das Konzept erleben können.

Motivation zum Umgang mit der Bluetooth Beacon Indoor Navigation

Jedes Mal, wenn ich eine Messe besuchte, Ausstellung oder ähnliche Veranstaltung, Ich bin in die folgende Situation geraten: Am Eingang, Ich erhielt einen Flyer mit einem Lageplan der Veranstaltung und einer kurzen Beschreibung jedes Standes.

Das erste, was ich versuchte, war, meine eigene Position auf der Karte zu finden. Dann suchte ich nach Ständen, die mich interessierten. Schließlich, Ich habe eine optimale Route gefunden, damit ich alle Stände auf kürzestem Weg besuchen kann.

Kennen Sie diese Überlegungen vielleicht aus dem Besuch Ihrer eigenen Messe??

In solchen Situationen, Ich dachte immer wieder darüber nach, wie schön es wäre, wenn es eine mobile Anwendung gäbe, die die Navigation in geschlossenen Räumen / Gebäuden übernehmen könnte. Die Frage blieb immer, Warum gibt es keine solchen Apps für die Indoor-Navigation?? Ist die Implementierung dieser Funktionen äußerst komplex?, teuer oder unmöglich?

Ich teilte meine Gedanken zur Indoor-Navigation mit meinem Kollegen Jan Winter, und wir begannen zu untersuchen, wie eine Navigations-App mit einer interaktiven Karte für jedes Ereignis implementiert werden kann.

Bluetooth Beacon Indoor Navigation Herausforderungen

Beim Erstellen einer Navigations-App mit einer interaktiven Karte für ein Ereignis, Es sind zwei grundlegende Probleme zu lösen: die Implementierung von Navigation und Kartendigitalisierung.

Navigation

Die Navigation ist wichtig, um Ihre eigene Position zu bestimmen, zur Routenplanung und zur Navigation. Das “klassisch” Die Version der Navigation basiert auf globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) wie GPS, GLONASS, Galileo oder Beidou und arbeitet einwandfrei in offenen Räumen außerhalb von Gebäuden.

Das GNSS-Signal ist teilweise oder gar nicht in einem Gebäude vorhanden, so dass die Navigation sehr ungenau oder gar nicht möglich ist. Hier werden andere Ortungstechnologien zur automatischen Positionsbestimmung eingesetzt.

Da die meisten Messen und Ausstellungen in geschlossenen Räumen stattfinden, bietet die Indoor-Navigation selbst ein sehr breites Anwendungsspektrum, Wir haben uns entschlossen, uns auf diese Art von Technologie zu konzentrieren.

Wie bereits erwähnt, Die Navigation innerhalb eines Gebäudes wird als Indoor-Navigation oder Indoor-Standortverfolgung bezeichnet. WLAN- oder Bluetooth-Technologien werden meist zur Positionsbestimmung eingesetzt. In beiden Fällen, Die aktuelle Position kann auf der Grundlage von Signalstärken und Koordinaten verschiedener Signalquellen wie WLAN-Routern oder Bluetooth-Beacons berechnet werden (BLE Leuchtfeuer) und die Entfernungen zu ihnen.

Nach weiteren Recherchen und Abwägen der Vor- und Nachteile, Wir haben uns für die Bluetooth-Technologie entschieden. Wir verwenden Bluetooth-Beacons und iBeacon-Navigation als Signalquellen. Dies sind Bluetooth-Geräte mit geringem Energieverbrauch (Bluetooth Low Energy, abgekürzt BLE).

Das Indoor Location Beacon kann seine Identifikationsdaten an andere in der Nähe befindliche elektronische Geräte senden. In unserem Fall, Das sind Smartphones. Die Identifikationsdaten unterscheiden sich je nach Protokoll, d.h.. Eddystone oder iBeacon.

Bluetooth Beacon Die Navigation in Innenräumen bietet gegenüber WLAN die folgenden Vorteile:

• Geringer Energieverbrauch: Die Positionierung der Bluetooth-Bake muss nicht an das Stromnetz angeschlossen werden. Die Akkulaufzeit beträgt durchschnittlich zwei bis fünf Jahre.
• Niedrigere Anschaffungskosten: Ein Bluetooth-Beacon mit geringem Stromverbrauch kostet ungefähr 20 zu 30 Euro.
• Flexibilität bei der Installation: dank kleiner Abmessungen und unterschiedlicher Formen, Das Bluetooth Low Energy Beacon kann überall platziert werden und bleibt normalerweise unentdeckt.

Kartenkonvertierung

Indoor Location Beacon

Wir wollten, dass die Karte auf Benutzerinteraktionen reagiert. Wenn Sie auf einen bestimmten Ort tippen, Die App muss diesen Ort eindeutig identifizieren. Dadurch können sie eine Beschreibung oder zusätzliche Informationen zu einem Stand oder Raum anzeigen, beispielsweise. Zusätzlich, Es sollte möglich sein, einen bestimmten Ort auf der Karte zu markieren, beispielsweise, um die aktuelle Position des Benutzers anzuzeigen.

Aus den oben beschriebenen Anwendungsfällen folgt, dass, zusätzlich zum Bild des Lageplans, Es sind Metadaten erforderlich, die die Koordinaten enthalten, Größen, und Formen von Kartenelementen.

Die Suche nach Software, die das Bild einer Karte oder eines Lageplans analysieren und auswerten kann, hat nichts gebracht.

Wir, deshalb, beschlossen, stattdessen ein Programm zu finden, mit denen Sie Objekte auf einer Karte manuell markieren und benennen und die resultierenden Daten in ein offenes Datenformat exportieren können. Wir haben LibreCAD bemerkt.

Diese kostenlose CAD-Software hat alle unsere Anforderungen erfüllt und kann die Projektdaten als SVG-Datei exportieren.

Standortverfolgung des Prototyp-Beacons

Um unsere Idee umzusetzen und gleichzeitig ein Feldexperiment durchzuführen, Wir haben uns entschlossen, einen Prototyp einer mobilen Navigations-App für unser Büro in Leipzig zu entwickeln.

Es ist eine Einzelbildschirmanwendung für Android und iOS mit den folgenden Funktionen:

Zoomen: Der Benutzer kann die Karte vergrößern und verkleinern.
Zimmerbeschreibung: Wenn Sie auf einen Büroraum oder einen Bereich tippen, Die entsprechende Beschreibung wird in einem neuen Bildschirm angezeigt.
Filterfunktion: Wenn bestimmte Filterkategorien im Filter-Popover aktiviert sind, Die zugehörigen Räume und Bereiche sind auf der Karte markiert.
Positionierung: Wenn Sie auf die Standortschaltfläche tippen, Die Navigations-App zeigt die Büroräume oder Bereiche an, in denen sich der Benutzer gerade befindet.

Damit kann der Standort bestimmt werden, In jedem Büroraum haben wir ein oder zwei Bluetooth-Beacons installiert, abhängig von seiner Größe.

Das iBeacon-Protokoll wird für die Kommunikation zwischen Beacon und Smartphone verwendet, da es sowohl mit iOS als auch mit Android kompatibel ist.

Arbeiten des Indoor Location Beacon

Zuweisen eines Bluetooth-Beacons zu einem bestimmten Raum, Wir verwenden die Identifikationsdaten des iBeacon-Protokolls, welches die UUID enthält, Haupt- und Nebenwerte des Geräts. Die UUID gibt an, dass sie zu einer bestimmten Supergruppe gehört (Zum Beispiel ein bestimmtes Gebäude).

Der Hauptwert weist das Beacon einer Untergruppe zu, beispielsweise, eine Etage des Gebäudes, und der Nebenwert identifiziert das Leuchtfeuer selbst und somit, beispielsweise, ein bestimmter Raum.

Wir haben eine schnelle und benutzerfreundliche Methode zur Digitalisierung der Karte entwickelt: Sie laden das Kartenbild in LibreCAD, Markieren Sie den Umriss der einzelnen Büroräume und Bereiche, Weisen Sie jeder Gliederung eine ID zu und exportieren Sie das Ergebnis als SVG-Datei.

Wir haben die Namen und Beschreibungen der Räume und die Daten für die Filterfunktionen manuell in eine JSON-Datei geschrieben und sie zusammen mit dem Bild der Karte und der zugehörigen SVG-Datei in die Android- und iOS-Projekte eingefügt.

Wenn es beginnt, Die App liest alle Metadaten ein und erstellt daraus eine interaktive Bürokarte.

MOKOSMART H2 Indoor Navigation Beacon

Fazit

Bluetooth Beacon Indoor-Navigationssystem ist ein vielversprechendes und vielseitiges Konzept. Es kann verwendet werden, um Ihre eigene Position zu bestimmen, Messestände zu identifizieren, Bereiche in einem Museum, Böden, und Räume eines Gebäudes und vieles mehr.

Weitere Funktionen sind ebenfalls möglich. Beispielsweise, Sie können Ihr Smartphone verwenden, um das Smartphone beim Betreten eines Lesesaals stummzuschalten oder ortsspezifische Aktionen im Allgemeinen auszulösen.

Bluetooth-Beacons sind sehr flexibel. Sie sind einfach zu installieren und zu konfigurieren, kann überall platziert werden und benötigt keine zentrale Stromversorgung.

 

 

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