Bluetoothのビーコンインフラストラクチャの技術的な基礎知識

Beacon Infrastructure

記事上で, 私たちは、主に実施し、計画、対応するアプリケーションのビーコンインフラに対処したいです. アプリケーションに基づい BLEビーコン ますます一般的になりつつあります. これらのアプリケーション, 特に, 現在、構造化計画の必要性を運転しています. この方法では, Bluetoothは、私たちのプロジェクトのトピックとして発展を続け、より重要になることを続けて.

そのような正当化の予約を除きます, Bluetoothアプリケーションの使用は真の付加価値を提供することができます. すべてのアプリケーションと同様に、, 個々のケースを考慮しなければなりません. 我々は古典的な日々のコンサルティングを検討するものの多くとは対照的に、, 例えば, 業界では、特に生産のビーコンアプリケーションは、むしろ稀です. 他の地域では, 例えば, スマートフォンは中心的なツールです, オフィス環境のような, これは大幅に異なって見えることができます. 故に, スコープを見て, 利益と、そのようなアプリケーションの企画・アプローチ, その必要があるかもしれません, 関連すると便利です.

Bluetooth自体については, スマートフォンや相応に広範囲で使用可能なシステムとの接続は、通常、重要な基礎であります. 利用可能なアプリケーションの選択, 故に, ハンズフリーシステムまたはヘッドセットまたはラップトップからの様々な周辺機器へのスマートフォンの接続を超えて. ブルートゥース基づいて近代的な建物の中に自分の道を見つけているより多くのアプリケーションがあります。.

より多くのアプリケーションの場合 (例えば. スマートフォンのアプリ) BLEビーコンに基づいて適切なビーコン・インフラストラクチャを必要としています, Bluetoothの電源の計画は、ますます重要になってきています. 構造化計画が常に行われるべきです, 生産・クリティカルな要件が適用されます場合は特に.

これに関連して, これは、このような送信機と受信機の配置などの基本的な側面に関係していません. 我々は古典的なネットワーク計画から知っている他の局面はまた、ますます重要な役割を果たしています.

おそらく、ここで最も重要な例は、セキュリティです. 多くのBluetoothの実装で現在公開、セキュリティのギャップを考慮して, これは再び明らかになりました. ブルートゥースの下で使用される暗号化は、脆弱です. 典型的なビーコンアプリケーションで, これは、多くの場合、関連するものとしてではないかもしれません. しかしながら, すぐにBluetooth対応の他の用途が役割を果たして, セキュリティ管理は、対応する重要なものです.

ビーコンインフラストラクチャの技術的な基礎

異なるビーコン規格の大多数は現在ありません, iBeaconであるの最もよく知られている4, Eddystone, uiBeacon, そして、ALT-ビーコン. 彼らはAppleがサポートされているので、最初の2つの規格が特に関連します (iBeacon) そして、Google (Eddystone). ユーザーがiPhoneを使用しているかどうかは問題ではありません。, 自分のモバイルデバイス上のAndroidやWindowsオペレーティングシステム. 信号は、すべてのデバイスによって理解されています. iBeaconプロトコルは、Androidのバージョンからサポートされています 4.3.

異なるビーコンプロトコルは、すべてのBluetooth低エネルギー規格の一部であるので、, 構造は非常に似ています. iBeaconデータパッケージは、したがって、より詳細に示されています. これは、Bluetooth低エネルギーペイロードの一部であります, 今度はプロトコルデータユニットの一部であります (PDU) 実際のBLEフレームの. この意味は 31 から 47 バイト1つのBLEフレーム内iBeaconデータのために使用することができます. データの量が少ないと思われます, but the concept of beacons requires that the intelligence is in the app and not in the beacon itself.

Bluetoothの低エネルギー内iBeaconフレームのデータ構造

ビーコンインフラストラクチャ

かかわらず、個々のプロトコルの, ビーコンは、常に彼らは一定の間隔で送信することを、いくつかの情報を提供します. これらは、汎用一意識別子の値です (UUID), 主要な, マイナー, そしてTXパワー. 前者はのデータ容量を持っています 128 ビット. この結果で 160 ビーコンを使用して送信可能なユーザデータのビット. これは、さまざまなアプリケーションのためのさまざまな情報の優れた構造を可能にします. 例えば, UUIDは、会社を参照することができます, 建物内の特定の位置に建物とマイナーの主要な.

TX電力値は、ビーコンまでの距離を推定することができるエンドデバイスの原因であります. そこ, デバイスは、2の補数の形で独自の信号強度についての情報を送信します. こうして, 例えば, 値は0xC8 = 200, 2の補数= 256-200 = 56 の、したがって符号化された信号強度 -56 ビーコン信号のdBmの. これは、受信信号強度インジケータの指標であります (RSSI) そしてそれは、オブジェクトから1メートルを測定する場合、信号がどうあるべきかを示している強いです. もちろん, 本当に既存の状況はここでは考慮されません. 壁やビーコンと受信機の間の人は強く測定された電界強度に影響を与えることができます. 信号の受信のために, 信号が遠くにあるかどうかを見ることができません, それは実際に近い信号のエコーであるかどうか, あるいは、送信機と受信機の間に障害物があるかどうか. それにもかかわらず, この値は、ビーコンの位置に関連して位置決意するための改善された位置決め精度を可能に.

近代的な建物でアプリケーションビーコン

近代的な建物で, 古典的なオフィスの通信に加えて、データ接続を必要とし、より多くのアプリケーションがあります. ここでは、唯一の職場の周辺の接続を意味するものではありません。, マウスなど, キーボードやヘッドセット.

他の多くのエンドデバイスの接続は、多くの場合、古典的な有線ネットワークを必要としません。. WLANを介した接続は、ここでは、多くの場合、今の標準的なケースです. さらには、有線ネットワークがまだ優勢お客様のプロジェクトで, ワイヤレス・アプリケーションへの傾向は、多くの場合、明らかです. すでに今日, しかし、特に将来の建物の中に, より多くのエンドデバイスをワイヤレスで接続されているものとすることができます. この開発の1つの結果は、, 特に, 大規模なWLANカバレッジがしばしば必要とされていること. この事実に基づき、, BLEビーコンに基づいてBluetoothアプリケーションの全シリーズは、携帯電話や無線LANを用いて、第2のデータ接続が必要です.

典型的なBLEビーコンアプリケーションだけではないが、追加のデータ接続が必要です. 示すように、ネットワーク上で利用可能なサービスとサービスが到達することができます. 疑わしい場合には, この接続は、計画して提供されなければなりません.

位置依存アプリケーションは、ビーコンのための最も明白なアプリケーションです. この目的のために, 例えば, 多くのビーコンと小売エリアで, 試みが分析し、顧客の購買行動に影響を与えるために作られました. この “近接マーケティング” ほとんど成功していました, 少なくともヨーロッパでは, そして、より多くの屋内ナビゲーションシステムは現在、代わりに登場しています, それが簡単に、ユーザーが不明な建物の中の自分の道を見つけるために作るべき.

将来の建物の中にアイデアはエレベーターが、それはすぐに欠陥を見込んでいるレポートにそのセンサーを使用していることを、これまで行くと、サービス技術者に通知します. これは、建物に入ってくると、自動的に電子ドアロックに必要なロックの認可を受けたBluetoothビーコンを使用して対応するサービス室にアプリによって導かれ、. かつてそこに, デバイスの現在のサービスマニュアルと技術者へのエレベーターのリンク上のビーコンは、前回のメンテナンスや修理の歴史を呼び出すことができます.

技術の応用分野は多様であり、, 後付けの容易さのために, また、既存のビーコンインフラのための興味深いです.

これまでのアーヘンでクリニックを訪れた誰もが巻き廊下の周りに自分の道を見つけるために屋内ナビゲーションの価値を理解するだろう. そこ, 一部の局は、ビーコンを装備し、従って、患者のための部分的なナビゲーションを可能にされています. 不運にも, 全体の診療所は、ビーコンを装備していませんでした, しかし、ごく少数の地域で. 概念実証として、, 興味深いプロジェクト, しかし、包括的な拡張なし, ユーザーの受け入れはほとんど達成できないだろう.

同様に, 博物館を容易に展示上のビーコンを用いて拡張することができ、以前のオーディオガイドが博物館アプリに置き換えることができます. また、これは、個々の訪問を超えて顧客ロイヤルティを可能にします. 訪問した後、多くのユーザーが自分のモバイルデバイス上のアプリを残す研究ショー. この, 順番に, 新しい展示やプロモーションについて訪問者に通知するためにオペレータを可能にします.

見本市にも、この技術の恩恵を受けることができます. BLE技術と見本市アプリだけではなく、ユーザーのための屋内ナビゲーションや見本市の指導を可能にしますが、またオペレータに観光客の流れを分析し、制御する機会を提供しています. 会場は超満員の場合, ユーザー感謝することは、別のホールは現在、ほとんどの訪問者を持っていることを通知します.

もちろん, おそらく、空のホールでは、すべてのユーザーがスマートフォンや見本市アプリなしで周りロンピン川されていることをアプリのユーザーのために体験することができます, このシステムは、「見て」いないました. 典型的なユーザーの行動に基づいて (または統計的な平均値に応じて) および適切なソフトウェアと, しかしながら, 相応の良い予測が頻繁に行うことができ.

ビーコン技術と建物の面積全体の供給も新しい利用概念の多くを提供しています. 使用されていない会議室を洗浄する必要はありません。 (以下のことが多いです). そして、使用されることはありません会議室は、おそらくより良い使用に置くことができ. 匿名データは、対応する領域の使用プロファイルを得るためにこれを使用することができます.

bluetoothのビーコンを使用して場所

ビーコン装置を使用する際に三つの異なるユースケースがあります。, 以下により詳細に説明され、概略的に示されています.

ビーコンを使用してのさまざまな方法; 左: 静止ビーコンによるナビゲーション; 中間: オブジェクトにビーコンを移動することで追跡; 正しい: 両方の方法の組み合わせ

屋内ナビゲーションのための可能なセットアップは、ビーコンがしっかりと配置されていることを想定し、各ビーコンが配置されている場合、アプリケーションが知っています. ビーコンインフラストラクチャ内の位置を三角測量することによって決定することができます. 原則として, モバイルデバイスの追加のセンサが使用されています. 位置決意は、加速度センサによって支持することができます, 現在のすべての携帯電話にインストールされています.

資産追跡付き, あなたはビーコンがどこにあるかを知りたいです. したがって、ビーコンが装備されているローカライズされるべきであり、その後、インフラストラクチャ内に配置することができる成分. 医療分野では, 例えば, これは現在、ますます頻繁に計画する必要があり、非常に関連するアプリケーションであります. オペレータは、特定のリソースが配置されている場所を知っていただきたいと思います.

この背後にある考え方は、あなたがより良い計画のリソースにそれを使用して、対応するコンポーネントを探して少ない時間を過ごすことができるということです. 追加の副作用はあなたにも実際の使用についての情報を得ることです. このアプリケーションで, 追加BLE技術とWLANアクセスポイントが頻繁に使用されています.

そのようなインフラストラクチャが使用されている場合, あなたはまた、両方の方法を組み合わせて、両方の屋内ナビゲーションと資産の追跡を有効にすることができます, 従って、建物の使用のための付加価値を作成. ビーコンの低価格のために, これは、高い投資コストに関連付けられていません. あなたは一つの領域で、この技術を展開し、それが少しずつ拡大して開始することができます. しかしながら, より多くのビーコンが、必ずしも位置精度を向上させていないことに注意しなければなりません. あまりにも多くのビーコン信号がある場合, 精度は再び減少します [で 2015]. 広範なユーザビリティを実現するために、, ビーコンインフラの慎重な計画は、賢明かつ必要です.

ビーコン資産追跡の基本計画

これに関連して, 資産追跡手段オブジェクトのビーコンベースの追跡, 等. このための基礎は、通常、追跡される物体上に配置されたBluetoothビーコンを移動させるトラッキングあります. これらのビーコンは、適切なBluetoothの受信機でローカライズされています. だから、ビーコンを受信BLE受信機のインフラストラクチャを必要とします. 基本的なビーコン・インフラストラクチャは、データを評価し、最終的には、ビーコンの位置を決定することができます.

三辺測量を用いた位置決意

三辺測量を用いた位置決意

技術的および計画の観点から, これは、WLANアクセスポイントを使用してパケットの信号強度に基づいて、WLAN端末装置の位置の非常に連想させます. WLANを使用して場所とは対照的に, BLEのために必要な受信局の数が低い場合が多いです. 最終的には, しかしながら, これは構造的な環境に依存します, アプリケーションと他のフレームワークパラメータの精度要件. 計画の一部は、WLANの計画に匹敵するので、. 無線セルと同様に, 対応するカバレッジエリアを定義して計画されなければなりません.

したがって、ほとんどのプロの環境で利用できる無線LANアクセスポイントの多くは今も青であることは驚くべきことではありません
歯の無線モジュールを持参. 対応ブルートゥースビーコン・インフラストラクチャは、このように既にWLANインフラを介して作成され. かなりの程度まで, 資産追跡アプリケーションのための計画はほとんど古典的なインフラ計画であります.

WLAN計画ツールは現在、Bluetoothの計画の最初の基本的な機能をサポート [openreality.com]. WLANに似たBLEカバレッジが人気エカハウサイトサーベイツールでシミュレートすることができます. 機能は、現在、十分な信号強度を有するビーコンの最小数を受信することができる無線セルの表示に限定されます. 不運にも, 位置精度に関する直接的な結論は、現在のバージョンではまだ不可能です.

対応プラットフォームは、ビーコンの投与のために必要とされます, 位置決意およびおそらく他の管理機能. ここでも, WLANのメーカーから対応するソリューションがあります.

このようなアーキテクチャは、バッテリ駆動ビーコンを監視することが可能となります. システムがインストールされたビーコンの状態を返すことができるよう、数年後に実現が期待される電池交換を簡略化することができます. メーカーの情報や構成に応じて, バッテリは間の期間後に交換する必要があります 3 そして、さえ 8 年. その他の運用タスクもビーコンインフラが文書化されなければならないと全体のアーキテクチャを維持しなければならないという事実に起因します. 加えて, 安全関連の側面, こうした現在のソフトウェアとファームウェアのバージョンへの更新など, 考慮に入れると行わなければなりません. 対応する努力を考慮する必要があります.

アーキテクチャに加え、, もう一つの重要な課題は、それに基づいてアプリケーションの企画です. 全体, インフラストラクチャの概念のための構造化計画を提供するだけでなく、必要があります, だけでなく、アプリケーションの実装のための. これは、その後、要求分析を含み, ラフコンセプト, ビーコンインフラの要件の定義 (エリアカバレッジに必要な精度またはカバレッジエリアから) アプリケーションおよびユーザインターフェイスの対応する仕様.

恒久的にインストールされている資産は、資産の追跡のためのブルートゥース・アーキテクチャの基礎となるため, 古典的なWLAN計画に類似した計画に便利です. 結果は、WLANの計画と同等の手順であります. 位置ビーコン計画は典型的にはドラフトを必要とすること、ここで念頭に置くべきです. この理由の一つは、ビーコンとほとんどが低インフラストラクチャ要件の低価格であります. 加えて, トラッキングおよび追跡アプリケーションの場合、, WLANインフラがうまくとして使用する場合、特定の割合はすでにWLAN計画によって予め決定されます.

図に示した計画の個々の局面 5 これと同じ深さを必要とせずに、古典的なWLAN計画に似ています. インフラストラクチャを計画する場合, アプリケーションのパラメータを知っていると考慮することがすでに重要です, そのような必要な位置精度として. アプリケーション開発に鎖交することが有用であることが多いです. インフラベースのBluetoothアーキテクチャを計画するための重要な要件は、特定のアプリケーションの要件には、Bluetoothを用いて実装されるべきです. 資産の追跡に関連して、, これらは、エリアカバレッジと必要な位置の精度を含みます. これは、その建物の中に決定されます (または地形) 対応する精度が要求される分野. 場所のために使用されるBLE受信機の必要な密度で、この、結果.

WLANプランニングへのBluetooth計画類似の構造

計画の基本ナビゲーション / アプリ・ベースのアプリケーション

上記ビーコンを備えたオブジェクトの位置とは対照的に, スマートフォンアプリにおける典型的なナビゲーションや位置決意は、広範なビーコン・インフラストラクチャを必要としません.

Bluetoothのビーコンは一般的に、ここでのインフラを形成します. この, ネットワーク内の対応するサービスによって補わ, 位置決意するのに十分です. スマートフォンやアプリはいくつかのビーコンを受信します. これに基づいて, 対応するサービスは、データ接続を介して位置を算出することができます, 例えばWLANや携帯ラジオなど. WLANアクセスポイントに匹敵するインフラが必要とされていない場合でも、, 特定のアーキテクチャはまだ必要です. 可用性の要件は、バックエンドに応じて発生します. これらは、他のネットワークインフラストラクチャの要件に匹敵するかもしれ.

正確な位置を決定するために、, スマートフォンは、BLEビーコンの十分な数を受信して​​評価する必要があります. メーカーによって, それはまた、ビーコンを監視することにより、運転費を制御するために、ビーコンを監視するために、WLANアクセスポイントにインストールされているBluetoothモジュールを使用するためにここに意味を作ることができます.

同様に、, アクセスポイントのBluetooth送信機は、多くの場合、ビーコンとして使用することができます. WLANインフラストラクチャ, 故に, 追加の目的を果たし、従って、ビーコンと非バッテリ動作の基本的な供給を形成します. 特別なメーカー固有の特殊な形状も言及する価値があります. 例えば, シスコが提供する、いわゆるビーコンポイント. 同じメーカーからバックエンドインフラストラクチャと組み合わせて, これは、の柔軟な配置を可能にします “バーチャル” 対応する有線BLEインフラによってビーコン. 対応する受信特性とハードウェアとソフトウェアとセクタアンテナは部屋内の位置に応じて異なるビーコンが受信可能にするために使用されています. その背後にあるシステムは、位置を計算します.

とにかく, 計画とテストを実施する前に行うべきです. 異なる精度要件は、実装に対応する差分を作ります. 古典的なアプリケーションベースのロケーションおよびナビゲーションの場合におけるビーコン位置を計画する際, WLAN計画の計画手順への明確な違いがあります. これは、通常、無古典的なインフラストラクチャまたはそれは限られた範囲でのみ構築されていることが主な要因であります (メーカーによって).

このような位置計画の一環として、受動的インフラの企画として、この排除ポイント. それにもかかわらず, フレームワークのパラメータと要件を定義する必要が, エリアカバレッジと位置精度の要件は、ビーコンの位置を選択する際に考慮しなければならないため. また、ここで注意多くの場合、そのする必要があります, 特に電池駆動ビーコンの場合, 追加のビーコンによるその後の適応または補充は、比較的少ない労力で可能です.

概要

明らかにそれBluetoothは関連付けられたアプリケーションのためにますます関連になりつつあることを示しています. そして、技術は非常に多くのアプリケーションでは、他のネットワークビーコンの基盤技術から離脱した作品にもかかわらず、, よく見ます, そしてこのように構成された計画が便利かつ有用です.

これは、アプリケーションの企画から始まり、WLANなどのネットワーク技術上の影響の計画に至るまで続け. Bluetoothの計画は、ネットワーク計画の古典的な側面を無視することはできません, このような要件の分析など, 供給エリアの定義, 等.

あなたは現在、WLANインフラストラクチャを計画している場合, あなたは、ビーコン技術に対処する必要があります, それは、低投資コストで使用するための大きな付加価値を表すことができますので、. 古典的な計画ソフトウェアは、現在、部分的にしかBLEインフラの現実的なシミュレーションを作成することができます. しかしながら, これはすぐに増加する周波数で可能となり、, 上記のすべて, 詳細レベルにおける利得. 必要な計画のオプションへの最初のアプローチは今、対応するソフトウェアで見つけることができます.

用途に応じて、, アプリケーションのためのビーコンのインフラ計画は、古典的なネットワークのためのよりも低くすることができます, 焦点は、ソフトウェアやスマートフォンのアプリであることが多いので、. したがって、運用責任は、多くの場合、ITで見られることを過小評価すべきではありません. WLANインフラストラクチャを通じWLANまたはBLEサポートを介した接続が必要な場合に遅くとも, 新しい責任はIT部門で発生します. 全体, 追加の努力があります. このために, 余りに, Bluetoothは、現在の計画とITの戦略的な方向で役割を果たすべきであると考慮されるべき.