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Die IoT-Beacon-Technologie bedeutet wörtlich Funkfeuer, ähnlich dem Licht eines Leuchtturms. Im ursprünglichen Sinne handelt es sich dabei um eine mobile oder feste Funkstation, die in der Navigation, beispielsweise in der Luftfahrt oder Schifffahrt, eingesetzt wird. Das Funkfeuer sendet Radiowellen aus, mit denen sich Positionen bestimmen lassen. Im IT-Umfeld kommen Beacons in verschiedenen Bereichen zum Einsatz. Beacons können kleine Bluetooth-Sender, Statusmeldungen in einem WLAN, Tracking-Pixel in einer Nachricht oder auf einer Website und vieles mehr sein.
Apples iBeacon und andere Lösungen
Eine bekannte Implementierung des Bluetooth-Beacon-Verfahrens ist Apples iBeacon. Es handelt sich um ein herstellerspezifisches Protokoll, das auf Bluetooth Low Energy basiert und 2013 eingeführt wurde. Seit dem Betriebssystem iOS 7 unterstützen Apple-Geräte wie das iPhone oder das iPad iBeacon.
iBeacons senden grundsätzlich keine Push-Benachrichtigungen an Empfängergeräte. Sie sammeln und speichern keine Daten, sondern senden Informationen über die eigene Identität oder den eigenen Status. Dank Bluetooth Low Energy (BLE) arbeiten die Geräte extrem energiesparend. iBeacon-Module erreichen Reichweiten von bis zu 30 Metern und kommen beispielsweise in Smartwatches oder Gaming-Pads zum Einsatz.
Eine weitere Implementierung der IoT-Beacon-Technologie ist Eddystone von Google. Eddystone unterstützt sowohl Android- als auch iOS-Geräte. Radius Networks bietet einen alternativen offenen Standard namens AltBeacons an.
Das Web Beacon ist ein Tracking-Pixel für Websites oder E-Mails
Auch außerhalb drahtloser Funktechnologien kommt die IoT-Beacon-Technologie zum Einsatz. Der Web-Beacon ist eine alternative Bezeichnung für ein Tracking-Pixel. Dabei handelt es sich um eine kleine unsichtbare Grafik auf einer Website oder in einer E-Mail.
Das Web Beacon hat oft nur die Mindestgröße von 1 x 1 Pixel. Mithilfe dieser Pixel lässt sich überprüfen, ob eine E-Mail geöffnet oder eine Website aufgerufen wurde. Sobald das Tracking-Pixel von einem Server aufgerufen und geladen wird, registriert ein Dienst dieses Ereignis. Für den Nutzer selbst ist nicht ersichtlich, dass das Pixel angefordert wurde. Der Vorgang läuft für ihn unsichtbar im Hintergrund ab. Der Betreiber des Servers kann jedoch erkennen, wie oft und wie viele Nutzer ein bestimmtes Web Beacon anfordern. Folgende Funktionen lassen sich mithilfe von Web Beacons realisieren:
• Erstellung eines Bewegungsprofils eines Besuchers auf einer Website
• Ermittlung des Betriebssystems, der Browserversion und weiterer Eigenschaften des Endgeräts eines Webseitenbesuchers oder E-Mail-Empfängers
• Ermitteln Sie die IP-Adresse eines Website-Besuchers oder E-Mail-Empfängers
• Ermitteln Sie den ungefähren Standort des Website-Besuchers oder E-Mail-Empfängers über seine IP-Adresse
• Ermitteln Sie die Öffnungsrate und den Öffnungszeitpunkt von E-Mails
Die Funktion einer IoT-Beacon-Technologie im WLAN
In einem WLAN sendet ein Router oder Access Point in regelmäßigen Abständen ein kleines Datenpaket, ein sogenanntes Beacon. Dieses Paket ist eine Art Statusmeldung und enthält Informationen über den Netzwerknamen (Service Set Identifier; SSID), mögliche Übertragungsraten und die verwendete Verschlüsselungsart. Mithilfe des Beacons können Clients einfach eine Verbindung zum WLAN-Access Point herstellen. Sie benötigen lediglich einige zusätzliche Informationen wie das Passwort. Mithilfe des Beacons lässt sich auch die Empfangsqualität eines WLANs überwachen.
Beacons können aber auch weitere Funktionen haben. Auch im IT-Umfeld werden Beacons häufig in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Dabei kann es sich um kurze, regelmäßig gesendete Datenpakete in einem WLAN handeln, um kleine, Bluetooth-basierte Sender, um Tracking-Pixel in einer Nachricht oder auf einer Website und vieles mehr. Apple hat zudem eine proprietäre Technologie namens iBeacon entwickelt.
Einige Bezahldienste nutzen Beacons, um automatisches Bezahlen ohne Berührung der Kasse zu ermöglichen. Die IoT-Beacon-Technologie spielt eine wichtige Rolle im Internet der Dinge (IoT). Mithilfe der Funktechnologie können vernetzte Objekte Informationen miteinander austauschen. Beacons bieten insbesondere im Bereich der industriellen Produktion und Industrie 4.0 großes Potenzial. Die Technologie kann eingesetzt werden, um Werkstücke, Maschinen oder Personen zu identifizieren und Produktionsprozesse intelligent zu vernetzen. Mobile Anwendungen und Tablets oder Smartphones ermöglichen die Steuerung und Überwachung der Prozesse.
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 zwar noch den Löwenanteil aus, Eddystone gewinnt jedoch aufgrund seiner interessanten Eigenschaften stetig an Marktanteilen. Im heutigen Blogartikel beschäftigen wir uns mit der Frage, welche Einstellungen durch iBeacons beeinflusst werden können und wie man Beacons generell am besten am Standort anbringt.
Bericht zur Verbreitung von Beacon-Protokollen
1. ABSCHIRMUNG
Die Signale von Beacons können durch verschiedene Materialien abgeschirmt werden. Dies können zum Beispiel Holz-, Beton- oder Metallwände sein. Dies muss auch bei der Montage an Säulen im Raum berücksichtigt werden. Der optimale Platz für Beacons liegt in etwa 2.5 bis 4 Metern Höhe. In geringerer Höhe können Menschen die Signale abschirmen. Günstige Plätze sind an Wänden im Gebäude und an Balken an der Decke. Eine gute Alternative kann auch die Montage in Lampenfassungen sein, da diese gleichmäßig im Gebäude verteilt sind und den Beacon mit Strom versorgen können. Wichtig ist, dass sich möglichst keine störenden Objekte zwischen den Sendern befinden.
2. STÖRUNGEN
Wir werden von Kunden häufig gefragt, ob Beacons Störungen in Funknetzen oder technischen Geräten verursachen und ob umgekehrt Beacon-Signale durch sie verfälscht werden können. Für den ersten Fall können wir Entwarnung geben. Beacons beeinflussen andere Signale nicht und auch medizinische Geräte bleiben ungestört. Werden Beacons jedoch in einem Raum mit vielen WLAN-Signalen installiert (beispielsweise auf einer Messe), kann es zu Störungen kommen, da sich BLE und WLAN den gleichen Frequenzbereich (2.4 GHz) teilen.
3. KONFIGURATION VON IBEACON
iBeacons enthalten zahlreiche Kennzahlen und bieten vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten. Diese Daten können über eine Smartphone-App oder eine Software des Herstellers eingesehen und bearbeitet werden.
UUID: Die UUID gibt grundsätzlich die Zugehörigkeit des Beacons zu einer übergeordneten Gruppe an (z.B. „gehört zum Flughafen XY“). Alle Beacons dieses Betreibers haben die gleiche UUID und können somit zugeordnet werden.
Major: Hiermit wird angegeben, zu welcher Gruppe mehrere Beacons gehören. Dies könnten beispielsweise alle Beacons im Terminal 1 am Frankfurter Flughafen sein. Auch der Einsatzzweck kann differenziert werden, beispielsweise „Positionsbestimmung PKW“ und „Navigation für Verkäufer“ in einem Autohaus.
Minor: Identifiziert einzelne Beacons, deren genaue Position auf einer digitalen Karte aufgezeichnet ist.
Die Sendeleistung ist die bei einem Kalibrierungsprozess einen Meter vom Beacon entfernt gemessene Signalstärke (RSSI-Wert – Received Signal Strength Indication). Sie wird ermittelt und dauerhaft eingegeben. Die eingestellte Sendeleistung kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung beeinflussen. Eine höhere Signalstärke bedeutet einen höheren Energieverbrauch. Die Sendeleistung wird in dBm gemessen. Dezibel Milliwatt (dBm) ist die Leistungsstufe in Dezibel basierend auf 1 mW. Eine hohe Sendeleistung beträgt beispielsweise -59 dBm, während -81 dBm eher niedrig ist.
Sendeintervall: Das Sendeintervall gibt an, in welchen Zeitabständen (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.
Wie können Sie iBeacons und IoT-Beacon-Technologie im Haus nutzen?
Ein iPhone, das mitdenkt: Sobald man sich an den Schreibtisch setzt, öffnet sich der Safari-Browser, beim Öffnen des Kühlschranks in der Küche poppt die Liste der heute noch zu erledigenden Einkäufe auf und abends, wenn man gemütlich auf dem Sofa sitzt, startet sofort die Remote-App zur Bedienung des Apple TV.
Möglich wird dies durch sogenannte iBeacons. Das Wort „iBeacons“ stammt von Apple und wurde erstmals auf der WWDC im Juni 2013 erwähnt. Im Grunde handelt es sich dabei um kleine Hardware-Tasten, die Bluetooth LE (Bluetooth 4.0) unterstützen. Diese Beacons senden Informationen per Bluetooth an das mobile Endgerät. Allerdings funktionieren diese Beacons nicht allein, sondern erfordern eine entsprechende App, die sowohl die iBeacon- als auch die IoT-Beacon-Technologie unterstützt. MOKOSmart hat es vor einigen Wochen vorgemacht: Wer die MOKOBeacon-App heruntergeladen hatte, bekam regelmäßig Neuigkeiten und Informationen zu Jobs und Karriere auf dem iPhone-Display angezeigt, sobald er sich an den entsprechenden Hotspots in den Messehallen befand.
iBeacons im Vergleich zu NFC
Ähnlich funktioniert es mit NFC. Diese Technologie wurde auf dem Mobile World Congress vorgestellt. iOS-Geräte unterstützen NFC allerdings nicht, und es sieht nicht so aus, als würde Apple daran bald etwas ändern. Wer regelmäßig Technikmessen besucht, kann es kaum leugnen: Zubehörhersteller setzen zunehmend auf Bluetooth 4.0, während NFC ins Hintertreffen gerät. Beim mobilen Bezahlen hat NFC die Nase vorn. Anders als NFC können iBeacons jedoch einen ganzen Raum mit einem eigenen „Netzwerk“ ausstatten. Betritt der Kunde ein Geschäft, informiert ihn seine Smartphone-App über aktuelle Sonderangebote. Ein weiterer Vorteil: iBeacons verbrauchen sehr wenig Strom. Glaubt man einigen Herstellern, soll die Batterie bis zu zwei Jahre halten.
iBeacons für zu Hause
Im Dezember 2013 stattete Apple in den USA 254 Apple Stores mit iBeacons aus, in Deutschland ist man davon noch weit entfernt. Es gibt bereits einige Anbieter, die iBeacons vertreiben und mit Placed gibt es auch eine App, mit der ihr iBeacons sogar zu Hause nutzen könnt. Voraussetzung ist, dass eure iOS-Geräte Bluetooth 4.0 unterstützen. Das ist erst ab dem iPhone 4S der Fall. iPad 4, iPad Air und iPad Mini mit und ohne Retina-Display unterstützen diesen Standard für Tablets. Außerdem müsst ihr den entsprechenden Apps den Zugriff auf Ortungsdienste erlauben.
Wenn Sie jetzt einen passenden iBeacon auf dem Sofa, Kühlschrank oder Schreibtisch platzieren, werden bestimmte Aktionen ausgelöst, sobald Sie sich in einem Umkreis von einem Meter um das jeweilige Objekt befinden. Placed unterstützt Apps wie MOKOBeacon, Remote, den Timer, Wunderlist (eine Aufgaben-App), Safari und die Kalender-App Fantastical. Nachdem Sie den iBeacon am Möbelstück angebracht haben, geben Sie dessen UUID ein oder verwenden Sie die UUID, die Sie vom Hersteller erhalten haben. Anschließend definieren Sie die Apps oder URLs, die in der Nähe des iBeacons aktiv sein sollen. Beispielsweise startet die Fernbedienungs-App für Apple TV automatisch, sobald Sie sich dem an Ihrem Sofa angebrachten iBeacon nähern.
Sie können auch Ihre eigenen Apps entwickeln, die mit dem entsprechenden iBeacon funktionieren. MOKOSmart bietet IoT-Beacon-Technologie und Beacon-SDK.
