Technische Basis van Bluetooth Beacon Infrastructure

Beacon Infrastructure

In dit artikel, we in de eerste plaats om te gaan met de uitvoering en planning van overeenkomstige toepassingen en het baken infrastructuur. Aanvragen op basis van BLE bakens steeds vaker. deze toepassingen, met name, op dat moment rijdt de noodzaak van een gestructureerde planning. Op deze manier, Bluetooth blijft ontwikkelen als een onderwerp in onze projecten en steeds belangrijker worden.

Behalve wanneer zij gerechtvaardigd reserveringen, het gebruik van Bluetooth-toepassingen kunnen een echte toegevoegde waarde te bieden. Zoals bij elke toepassing, het individuele geval moet worden beschouwd. In tegenstelling tot een groot deel van wat wij beschouwen als in onze klassieke dag-tot-dag consulting, bijvoorbeeld, baken toepassingen in de industrie en in het bijzonder de productie eerder zeldzaam. In andere gebieden, bijvoorbeeld, waarbij een smartphone is een centraal instrument, zoals in de kantooromgeving, dit kan kijken significant verschillend. daarom, een blik op de scope, het nut en de planning aanpak van dergelijke toepassingen, die noodzakelijk zijn, is relevant en nuttig.

Voor Bluetooth zelf, de smartphone of de verbinding met overeenkomstig wijdverspreide en beschikbare systeembronnen gewoonlijk een belangrijke basis. De selectie van de beschikbare applicaties, daarom, gaat verder dan de smartphone verbindingen met de hands-free-systeem of de headset of vanaf de laptop naar verschillende randapparatuur. Er zijn meer en meer toepassingen die hun weg vinden in de moderne gebouwen op een Bluetooth-basis.

Als er meer en meer toepassingen (bv. smartphone apps) zijn gebaseerd op BLE bakens en vereisen een passende baken infrastructuur, de planning van de Bluetooth-voorziening wordt steeds belangrijker. Gestructureerde planning moet altijd worden uitgevoerd, vooral als de productie-kritische eisen gelden hier.

In deze context, Dit geldt niet alleen betrekking op de fundamentele aspecten, zoals de plaatsing van de zender en ontvanger. Andere aspecten die we kennen van de klassieke netwerkplanning spelen ook een steeds belangrijkere rol.

Misschien wel het belangrijkste voorbeeld hiervan is de beveiliging. In het licht van de momenteel gepubliceerde beveiligingslekken in veel Bluetooth-implementaties, Dit wordt nog eens duidelijk. De encryptie die wordt gebruikt in het kader van Bluetooth is kwetsbaar. In typische toepassingen beacon, kan dit vaak niet zo relevant. Echter, zodra andere toepassingen van Bluetooth een rol spelen, security management is van overeenkomstige belang.

Technische basis van het baken infrastructuur

Er zijn op dit moment een groot aantal verschillende baken normen, de vier bekendste daarvan zijn iBeacon, Eddystone, uiBeacon, en ALT-Beacon. De eerste twee standaarden zijn bijzonder relevant, omdat ze worden ondersteund door Apple (iBeacon) en Google (Eddystone). Het maakt niet uit of de gebruiker met behulp van een iPhone, Android of Windows-besturingssysteem op hun mobiele apparaat. De signalen worden begrepen door alle apparaten. De iBeacon protocol wordt ondersteund sinds Android-versie 4.3.

Omdat de verschillende baken protocollen zijn allemaal onderdeel van de Bluetooth Low Energy Standard, de constructie is vergelijkbaar. De iBeacon gegevenspakket daarom in meer detail. Dit is onderdeel van de Bluetooth Low Energy Payload, die op zijn beurt deel uitmaakt van de Data Unit Protocol (PDU) de eigenlijke gestel BLE. Dit betekent dat 31 van 47 bytes kunnen gebruikt worden voor de iBeacon gegevens binnen één BLE kader. De hoeveelheid data lijkt klein, maar het concept van bakens vereist dat de intelligentie in de app zit en niet in het baken zelf.

De gegevensstructuur van de iBeacon raam binnen Bluetooth Low Energy

baken infrastructuur

Ongeacht de individuele protocollen, bakens bieden altijd meerdere stukjes informatie die ze uit te zenden in vaste intervallen. Dit zijn de waarden voor de Universally Unique Identifier (UUID), groot, mineur, en TX Vermogen. De eerste heeft een datavolume van 128 stukjes. Dit resulteert in 160 bits van gebruikersgegevens die kunnen worden verzonden via een baken. Dit maakt een goede structurering van verschillende informatie voor een verscheidenheid aan toepassingen. Bijvoorbeeld, de UUID kan verwijzen naar het bedrijf, majeur naar een gebouw en detailhandel naar een specifieke positie binnen het gebouw.

De TX vermogenswaarde is verantwoordelijk voor de terminal in staat om de afstand schatten het baken. Daar, de inrichting verzendt de informatie over zijn eigen signaalsterkte in de vorm van twee-complement. Dus, bijvoorbeeld, de waarde 0xC8 = 200, twee-complement = 256-200 = 56 en dus een gecodeerd signaalsterkte -56 dBm van het bakensignaal. Dit is een indicatie van de ontvangen signaalsterkte-indicator (RSSI) en geeft aan hoe sterk het signaal moet zijn wanneer deze gemeten wordt een meter van het object. Natuurlijk, de echt bestaande omstandigheden worden niet in aanmerking genomen hier. Een muur of een persoon tussen het baken en de ontvanger kan sterk beïnvloeden de gemeten veldsterkte. De ontvanger van het signaal, kan niet zien of het signaal ver, of zij de echo van een signaal dat eigenlijk dichter, of dat er een obstakel tussen de zender en de ontvanger. niettemin, deze waarde kan een verbeterde positioneringsnauwkeurigheid van de positiebepaling ten opzichte van de positie van het baken.

Beacon toepassingen in moderne gebouwen

In moderne gebouwen, zijn er meer en meer toepassingen die een dataverbinding in aanvulling op de klassieke kantoor communicatie vereisen. Hier hebben we niet alleen maar betekenen de aansluiting van de periferie van de werkplek, zoals de muis, toetsenbord of de hoofdtelefoon.

De aansluiting voor vele andere uiteinde apparaten vaak niet de klassieke bedrade netwerk vereisen. Een verbinding via WLAN is nu vaak het standaard geval is. En zelfs in projecten bij klanten, waar het bekabelde netwerk nog steeds overheerst, de neiging tot draadloze toepassingen vaak evident. reeds vandaag, maar vooral in het gebouw van de toekomst, kan worden aangenomen dat steeds meer eindapparaten draadloos verbonden. Een gevolg van deze ontwikkeling is, met name, dat uitgebreide WLAN-dekking is vaak nodig. Op basis van dit feit, een hele reeks van Bluetooth-toepassingen op basis van BLE bakens vereisen een tweede data-verbinding met mobiele of WLAN.

Een typische BLE beacon toepassing niet alleen, maar vereist een aanvullende gegevensverbinding. Diensten en diensten op het netwerk kan worden bereikt, zoals aangegeven. In geval van twijfel, Hierbij moet worden gepland en verstrekt.

Een plaatsafhankelijke toepassing is de duidelijkste aanvraag bakens. Voor dit doeleinde, bijvoorbeeld, in de retail gebied met vele bakens, een poging werd gedaan om te analyseren en te beïnvloeden het koopgedrag van de klanten. Deze “proximity marketing” heeft had weinig succes, althans in Europa, en meer en meer indoor navigatiesystemen verschijnen nu in plaats, waardoor het makkelijker voor gebruikers om hun weg te vinden zou moeten maken in een onbekend gebouw.

Het idee in het gebouw van de toekomst gaat zo ver dat de lift gebruikt de sensoren op het verslag dat zij verwacht een defect snel en informeert de onderhoudstechnicus. Dit komt in het gebouw en ontvangt automatisch de vereiste autorisaties voor elektronische deursloten en wordt geleid door de app de overeenkomstige dienst kamer met Bluetooth bakens. Eenmaal daar, een baken op de lift links naar het apparaat zijn huidige service manual en de technicus kan roepen de geschiedenis van de vorige onderhoud en reparatie.

De toepassingsgebieden van de techniek zijn divers en, te wijten aan het gemak van retrofit, Ook interessant voor bestaande baken infrastructuur.

Iedereen die ooit de kliniek heeft bezocht in Aken zal de waarde van indoor navigatie waarderen om hun weg te vinden rond de kronkelende gangen. Daar, sommige stations zijn voorzien van bakens en aldus mogelijk maken gedeeltelijke navigatie voor de patiënt. helaas, de hele kliniek was niet uitgerust met bakens, maar slechts in een beperkt aantal gebieden. Als een proof-of-concept, een interessant project, maar zonder een grote uitbreiding, aanvaarding door de gebruiker zal nauwelijks haalbaar zijn.

evenzo, een museum kan eenvoudig worden uitgebreid met bakens op de exposities en de vorige audiogidsen kan worden vervangen door een museum app. Dit maakt het ook mogelijk klantenbinding voorbij de individueel bezoek. Uit onderzoek blijkt dat veel gebruikers laat de app op hun mobiele apparaat na een bezoek aan. Deze, op zijn beurt, kan de bestuurder de bezoeker te informeren over nieuwe tentoonstellingen of promoties.

Een beurs kan ook profiteren van deze technologie. Een beurs app met BLE technologie maakt het mogelijk niet alleen indoor navigatie of beurs leidraad voor de gebruiker, maar biedt ook de operator de mogelijkheid om te analyseren en controleren van de stroom van bezoekers. Als een hal is overvol, gebruikers kunnen het op prijs stellen om te worden geïnformeerd dat een andere zaal heeft momenteel nauwelijks bezoekers.

Natuurlijk, het kan dan worden ervaren voor de app gebruiker die in de zogenaamd lege zaal alle gebruikers ravotten zonder de smartphone en de beurs app, waarbij het systeem niet “gezien”. Op basis van de typische gebruikersgedrag (of volgens het statistisch gemiddelde) en met de juiste software, echter, een dienovereenkomstig goede voorspelling kan worden gemaakt vaak.

Het gebied-brede levering van een gebouw met beacon technologie biedt ook een brede waaier aan nieuwe gebruiksconcepten. Een vergaderruimte die niet is gebruikt, hoeft niet te worden schoongemaakt (of minder vaak). En een vergaderzaal die nooit wordt gebruikt kan wellicht beter worden benut. Anonieme gegevens kunnen worden gebruikt dit om een ​​gebruiksprofiel van het overeenkomstige gebied krijgen.

Locatie met behulp van bluetooth bakens

Er zijn drie verschillende use cases bij het gebruik van bakens apparaten, die hierna in meer detail hieronder en zijn schematisch weergegeven.

Verschillende manieren van het gebruik van het baken; links: navigatie door vaste bakens; midden-: het volgen van bewegende objecten op bakens; Rechtsaf: de combinatie van beide methoden

Een mogelijke opstelling voor binnenhuisnavigatie aangenomen dat de bakens stevig gepositioneerd en de toepassing weet waar elk baken zich bevindt. De positie binnen het baken infrastructuur kan worden bepaald door trilateratie. Als een regel, de extra sensoren van de mobiele apparaten worden gebruikt. De positiebepaling kan worden ondersteund door de versnellingssensoren, die worden geïnstalleerd in alle huidige mobiele telefoons.

Met asset tracking, u wilt weten waar de bakens zijn gevestigd. Componenten die moeten worden gelokaliseerd zijn derhalve voorzien van bakens en kan vervolgens zich binnen de infrastructuur. In de zorgsector, bijvoorbeeld, Dit is op dit moment een zeer relevant applicatie die heeft steeds vaker te worden gepland. De operator zou graag willen weten waar bepaalde middelen worden gevestigd.

Het idee hierachter is dat je het beter kunt gebruiken om plannen middelen en minder tijd besteden aan het zoeken naar de corresponderende component. Een bijkomend neveneffect is dat je ook informatie over het feitelijke gebruik krijgen. In deze toepassing, WLAN access points met extra BLE technologie worden vaak gebruikt.

Indien een dergelijke infrastructuur gebruikt, u kunt ook beide methoden te combineren en in staat zowel binnen als navigatie en asset tracking, waardoor toegevoegde waarde voor het gebruik van het gebouw. Als gevolg van de lage prijs van de bakens, dit is niet geassocieerd met hoge investeringskosten. U kunt beginnen met de uitrol van deze technologie in een gebied en vervolgens uit te breiden beetje bij beetje. Echter, moet worden opgemerkt dat meer bakens locatie nauwkeurigheid niet per se te verbeteren. Als er te veel bakensignalen, de nauwkeurigheid weer af [in 2015]. Om op grote schaal bruikbaarheid te bereiken, zorgvuldige planning van het baken infrastructuur is zinvol en noodzakelijk.

Planning basis van baken asset tracking

In deze context, tracering betekent een bakens gebaseerde volgen van objecten, enz. De basis hiervoor is meestal het volgen van bewegende Bluetooth bakens die op voorwerpen geplaatst worden bijgehouden. Deze bakens zijn gelokaliseerd door de juiste Bluetooth-ontvangers. Dus u een infrastructuur van BLE ontvangers nodig dat de bakens te ontvangen. Een beacon onderliggende infrastructuur data evalueren en uiteindelijk bepalen van de positie van het baken.

Positiebepaling via trilateratie

Positiebepaling via trilateratie

Vanuit een technisch en planning perspectief, Dit doet sterk denken aan de locatie van de draadloze eindtoestellen basis van de signaalsterkte van de pakketten via het WLAN toegangspunten. In tegenstelling tot de locatie met behulp van WLAN, het aantal ontvangststations nodig BLE vaak lager. Uiteindelijk, echter, dit is afhankelijk van structurele, de nauwkeurigheidseisen van de toepassing en andere parameters framework. Een deel van de planning is dus vergelijkbaar met WLAN planning. Net als bij radio cellen, corresponderende dekkingsgebieden worden gedefinieerd en gepland.

Het is dan ook niet verwonderlijk dat veel van de WLAN access points in professionele omgevingen zijn nu ook een blauw
Breng een tand radiomodule. Een overeenkomstige Bluetooth baken infrastructuur dus reeds gecreëerd door het WLAN infrastructuur. Grotendeels, planning voor asset tracking-toepassingen is een bijna klassieke infrastructuur planning.

WLAN planning gereedschappen ondersteunen nu de eerste basisfuncties voor Bluetooth planning [openreality.com]. BLE dekking vergelijkbaar met WLAN kan worden gesimuleerd in de populaire Ekahau Site Survey gereedschap. De functionaliteit is momenteel beperkt tot het weergeven radiocellen waarbij een minimum aantal bakens met voldoende signaalsterkte te ontvangen. helaas, een directe conclusie over de locatie nauwkeurigheid is nog niet mogelijk in de huidige versie.

Een overeenkomstige platform is vereist voor de toediening van de bakens, positiebepaling daarvan en eventueel andere beheersfuncties. Ook hier, Er zijn overeenkomstige oplossingen van WLAN fabrikanten.

Een dergelijke architectuur maakt het ook mogelijk om de batterijen te controleren bakens. Het vervangen van de batterij te verwachten een paar jaar na de implementatie kan worden vereenvoudigd omdat het systeem de status van de geïnstalleerde bakens kan terugkeren. Afhankelijk van de informatie van de fabrikant en de configuratie, kunnen de batterijen moeten worden vervangen na een periode van tussen 3 en zelfs 8 jaar. Andere operationele taken ook het gevolg zijn van het feit dat baken infrastructuur moeten worden gedocumenteerd en de hele architectuur moet worden gehandhaafd. Daarnaast, veiligheid relevante aspecten, zoals updates om de huidige software en firmware-versies, moet in aanmerking worden genomen en uitgevoerd. De bijbehorende inspanning moet rekening worden gehouden met.

In aanvulling op de architectuur, Een andere belangrijke taak is de planning van de applicatie op basis van deze. globaal, het is dus niet alleen nodig om gestructureerde planning leveren voor het uitstippelen van de infrastructuur, maar ook voor de uitvoering van de applicatie. Dit omvat dan behoefteanalyse, een ruwe begrip, de definitie van de vereisten voor het baken infrastructuur (van de vereiste nauwkeurigheid om het gebied dekking of de dekkingsgebieden) en de bijbehorende details van de applicatie en gebruikersinterface.

Omdat een actief die permanent is geïnstalleerd dient als basis van de Bluetooth-architectuur voor asset tracking, planning analoog aan klassieke WLAN planning is nuttig. Het resultaat is een procedure die vergelijkbaar is met WLAN planning. Hierbij moet worden eraan herinnerd dat de planning baken posities vergen doorgaans minder diepgang. Een reden hiervoor is de lage prijs van de bakens en de veelal lage eisen infrastructuur. Daarnaast, bij tracking and tracing toepassingen, een bepaald gedeelte reeds bepaald door de WLAN planning als de WLAN infrastructuur te gebruiken en.

De afzonderlijke aspecten van de planning weergegeven in figuur 5 dus lijken op klassieke WLAN planning zonder dat dezelfde diepte. Bij de planning van de infrastructuur, is het al belangrijk om te weten en de parameters van de applicatie rekening te houden met, zoals de vereiste locatienauwkeurigheid. Daarom is het vaak handig om met elkaar te verbinden met applicatie-ontwikkeling. Belangrijke eisen voor het plannen van een infrastructuur op basis van Bluetooth-architectuur, zijn met name de vereisten van de toepassing die moet worden uitgevoerd met een Bluetooth. In verband met asset tracking, deze omvatten de dekkingsgraad en de nauwkeurigheid van de gewenste locatie. Er moet worden vastgesteld welk gebouw (of terrein) gebieden een overeenkomstige nauwkeurigheid vereist. Deze resultaten dan de vereiste dichtheid van de BLE ontvangers die worden gebruikt voor de locatie.

Structuur van Bluetooth planning analoog aan WLAN planning

Planning basics navigatie / app-gebaseerde applicaties

In tegenstelling tot de locatie van objecten voorzien van een baken bovenbeschreven, typische navigatie of plaatsbepaling in een smartphone app vereist geen uitgebreide beacon infrastructuur.

De Bluetooth-bakens vormen meestal de infrastructuur hier. Deze, aangevuld met een bijbehorende dienst in het netwerk, volstaat locatiebepaling. De smartphone of app ontvangt meerdere beacons. Op deze basis, een overeenkomstige dienst kan Vervolgens berekent de positie via een dataverbinding, zoals WLAN of mobiele radio. Zelfs als een infrastructuur die vergelijkbaar is met WLAN access points niet nodig is, een bepaalde architectuur blijft geboden. Beschikbaarheid ervan ontstaan ​​dienovereenkomstig de backend. Deze kunnen vergelijkbaar zijn met de vereisten van andere netwerk infrastructuur.

Om de exacte positie te bepalen, de smartphone moet ontvangen en een voldoende aantal BLE bakens te evalueren. Afhankelijk van de fabrikant, kan het ook zinvol zijn om de Bluetooth-modules in WLAN access points geïnstalleerd gebruiken om de bakens te volgen met het oog op de operationele uitgaven te beheersen door het bewaken van de bakens.

hetzelfde, De Bluetooth-zenders in de access points kan vaak worden gebruikt als bakens. De WLAN infrastructuur, daarom, vervult een ander doel en vormt een niet batterijgevoede basislevering met bakens. Speciale fabrikant-specifieke bijzondere vormen zijn ook het vermelden waard. Bijvoorbeeld, Cisco biedt de zogenaamde beacon punten. In combinatie met de backend infrastructuur van dezelfde fabrikant, Dit maakt de flexibele plaatsing van “virtueel” bakens door een overeenkomstige bedrade infrastructuur BLE. Sector antennes met bijbehorende ontvangst eigenschappen en hard- en software worden gebruikt om verschillende bakens te ontvangen, afhankelijk van de positie in de ruimte. Het achterliggende systeem berekent vervolgens de positie.

In elk geval, planning en tests moeten plaatsvinden vóór de tenuitvoerlegging. De verschillende nauwkeurigheidseisen een overeenkomstige verschil in uitvoering. Bij het plannen van het baken posities in het geval van klassieke app op basis van locatie en navigatie, Er is een duidelijk verschil met de planologische procedure voor WLAN planning. Dit is voornamelijk te wijten aan het feit dat meestal niet klassieke infrastructuur of die alleen opgebouwd in beperkte mate (afhankelijk van de fabrikant).

Dit elimineert punten zoals het voorbereiden van de passieve infrastructuur van positie planning. niettemin, raamwerk parameters en eisen moeten worden gedefinieerd, omdat de dekkingsgraad en de eisen voor de locatie nauwkeurigheid moet rekening worden gehouden bij het kiezen van het baken posities. Ook moet worden opgemerkt dat in veel gevallen, met name bij batterijgevoede bakens, latere aanpassing of aanvulling van aanvullende bakens kan met relatief weinig inspanning.

Overzicht

Het toont duidelijk aan dat Bluetooth wordt steeds belangrijker als gevolg van de bijbehorende toepassingen. En hoewel de technologie werkt heel los van andere netwerk baken infrastructuurtechnologieën in vele toepassingen, onder de loep, en dus gestructureerde planning is handig en nuttig.

Dit begint met de planning van de applicaties en loopt door tot de planning van de invloed op netwerktechnologieën zoals WLAN. Bluetooth planning kan niet de klassieke aspecten van netwerkplanning negeren, zoals eisenanalyse, de definitie van leveringsgebieden, enz.

Als u op dit moment van plan bent een WLAN-infrastructuur, je moet omgaan met beacon technologie, omdat het een grote toegevoegde waarde voor gebruik met lage investeringskosten kan vertegenwoordigen. De klassieke planning software is op dit moment slechts gedeeltelijk in staat om een ​​realistische simulatie van BLE infrastructuren. Echter, Dit zal spoedig mogelijk steeds vaker en, bovenal, verwerven in detailniveau. De eerste benaderingen van de vereiste planning opties is nu te vinden in de bijbehorende software.

Afhankelijk van de toepassing, het baken infrastructuur planning voor toepassingen kan lager zijn dan voor een klassieke netwerk, omdat de focus ligt vaak op de software of smartphone app. Het moet dan ook niet worden onderschat dat de operationele verantwoordelijkheid vaak wordt gezien in IT. Uiterlijk wanneer een verbinding via WLAN of BLE ondersteuning via de WLAN infrastructuur vereist, een nieuwe verantwoordelijkheid ontstaat in de IT-afdeling. globaal, er is een extra inspanning. Om deze reden, te, Bluetooth moet een rol spelen in de huidige planning en de strategische koers van IT spelen en rekening worden gehouden met.