Neste artigo, queremos principalmente lidar com a implementação e o planejamento dos aplicativos correspondentes e a infraestrutura de beacon. Aplicativos baseados em Balizas BLE estão se tornando cada vez mais comuns. Esses aplicativos, em particular, estão atualmente levando à necessidade de um planejamento estruturado. Nesse caminho, O Bluetooth continua a se desenvolver como um tópico em nossos projetos e se torna mais importante.
Exceto para tais reservas justificadas, o uso de aplicativos Bluetooth pode oferecer valor agregado real. Como com todo aplicativo, o caso individual deve ser considerado. Em contraste com muito do que consideramos em nossa consultoria clássica do dia-a-dia, por exemplo, aplicações de farol na indústria e especialmente na produção são bastante raras. Em outras áreas, por exemplo, onde um smartphone é uma ferramenta central, como no ambiente de escritório, isso pode parecer significativamente diferente. Portanto, uma olhada no escopo, o benefício e a abordagem de planejamento de tais aplicações, que pode ser necessário, é relevante e útil.
Para o próprio Bluetooth, o smartphone ou a conexão com um sistema correspondentemente difundido e disponível é geralmente uma base importante. A seleção dos aplicativos disponíveis, Portanto, vai além das conexões do smartphone para o sistema viva-voz ou do fone de ouvido ou do laptop para vários dispositivos periféricos. Existem cada vez mais aplicativos que estão encontrando seu caminho em edifícios modernos com base no Bluetooth.
Se mais e mais aplicativos (por exemplo. aplicativos de smartphone) são baseados em beacons BLE e requerem uma infraestrutura de beacon adequada, o planejamento do fornecimento de Bluetooth está se tornando cada vez mais importante. O planejamento estruturado deve ser sempre realizado, especialmente se os requisitos críticos de produção se aplicam aqui.
Neste contexto, isso não se refere apenas aos aspectos básicos, como a colocação do transmissor e do receptor. Outros aspectos que conhecemos do planejamento de rede clássico também estão desempenhando um papel cada vez mais importante.
Talvez o exemplo mais importante aqui seja a segurança. Tendo em vista as lacunas de segurança publicadas atualmente em muitas implementações de Bluetooth, isso se torna óbvio mais uma vez. A criptografia usada no Bluetooth é vulnerável. Em aplicações típicas de beacon, isso pode muitas vezes não ser tão relevante. Contudo, assim que outros usos do Bluetooth desempenharem um papel, gerenciamento de segurança é de importância correspondente.
Noções básicas técnicas de infraestrutura de beacon
Atualmente, há um grande número de padrões de beacon diferentes, os quatro mais conhecidos são iBeacon, Eddystone, uiBeacon, e ALT-Beacon. Os primeiros dois padrões são particularmente relevantes porque são suportados pela Apple (iBeacon) e Google (Eddystone). Não importa se o usuário está usando um iPhone, Sistema operacional Android ou Windows em seus dispositivos móveis. Os sinais são compreendidos por todos os dispositivos. O protocolo iBeacon é compatível desde a versão Android 4.3.
Uma vez que os diferentes protocolos de beacon fazem parte do Bluetooth Low Energy Standard, a estrutura é muito semelhante. O pacote de dados iBeacon é, portanto, ilustrado com mais detalhes. Isso faz parte do Bluetooth Low Energy Payload, que por sua vez faz parte da Unidade de Dados do Protocolo (PDU) do quadro BLE real. Isso significa que 31 fora de 47 bytes podem ser usados para os dados iBeacon dentro de um quadro BLE. A quantidade de dados parece pequena, mas o conceito de beacons exige que a inteligência esteja no aplicativo e não no próprio beacon.
A estrutura de dados do quadro iBeacon dentro do Bluetooth Low Energy
Independentemente dos protocolos individuais, beacons sempre oferecem várias informações que enviam em intervalos fixos. Estes são os valores para o Identificador Único Universal (UUID), Principal, Menor, e TX Power. O primeiro tem um volume de dados de 128 bits. Isto resulta em 160 bits de dados do usuário que podem ser transmitidos usando um beacon. Isso permite uma boa estruturação de informações diferentes para uma variedade de aplicações. Por exemplo, o UUID pode se referir à empresa, principal para um edifício e secundário para uma posição específica dentro do edifício.
O valor TX Power é responsável pelo dispositivo final ser capaz de estimar a distância até o beacon. Lá, o dispositivo transmite as informações sobre sua própria intensidade de sinal na forma de complemento de dois. portanto, por exemplo, o valor 0xC8 = 200, complemento de dois = 256-200 = 56 e, portanto, uma intensidade de sinal codificado de -56 dBm do sinal de beacon. Este é um indicador do indicador de intensidade do sinal recebido (RSSI) e indica quão forte o sinal deve ser quando medido a um metro do objeto. Claro, as circunstâncias realmente existentes não são levadas em consideração aqui. Uma parede ou uma pessoa entre o farol e o receptor pode influenciar fortemente a intensidade do campo medido. Para o receptor do sinal, não pode ser visto se o sinal está longe, se é o eco de um sinal que está realmente mais perto, ou se existe um obstáculo entre o transmissor e o receptor. mesmo assim, este valor permite uma melhor precisão de posicionamento para a determinação da posição em relação à posição do farol.
Aplicações de balizas em edifícios modernos
Em edifícios modernos, há cada vez mais aplicativos que requerem uma conexão de dados, além da comunicação clássica de escritório. Aqui, não queremos dizer apenas a conexão da periferia do local de trabalho, como o mouse, teclado ou fone de ouvido.
A conexão para muitos outros dispositivos finais geralmente não requer a rede com fio clássica. Uma conexão via WLAN agora é frequentemente o caso padrão aqui. E mesmo em projetos de clientes onde a rede com fio ainda predomina, a tendência para aplicações sem fio é frequentemente evidente. Já hoje, mas especialmente na construção do futuro, pode-se presumir que mais e mais dispositivos finais estão conectados sem fio. Uma conseqüência deste desenvolvimento é, em particular, que uma ampla cobertura WLAN é frequentemente necessária. Com base neste fato, toda uma série de aplicativos Bluetooth baseados em beacons BLE requerem uma segunda conexão de dados usando celular ou WLAN.
Um aplicativo de beacon BLE típico não está sozinho, mas requer uma conexão de dados adicional. Serviços e serviços disponíveis na rede podem ser acessados conforme mostrado. Em caso de dúvida, esta conexão deve ser planejada e fornecida.
Um aplicativo dependente da localização é o aplicativo mais óbvio para beacons. Para esse fim, por exemplo, na área de varejo com muitos beacons, foi feita uma tentativa de analisar e influenciar o comportamento de compra dos clientes. este “marketing de proximidade” teve pouco sucesso, pelo menos na europa, e mais e mais sistemas de navegação interna estão aparecendo agora, o que deve tornar mais fácil para os usuários se orientarem em um prédio desconhecido.
A ideia na construção do futuro vai tão longe que o elevador usa seus sensores para relatar que espera um defeito em breve e avisa o técnico de serviço. Este entra no edifício e recebe automaticamente as autorizações de bloqueio necessárias para as fechaduras eletrônicas e é guiado pelo aplicativo para a sala de serviço correspondente usando beacons Bluetooth. Uma vez lá, um farol nos links do elevador para o manual de serviço atual do dispositivo e o técnico pode chamar o histórico de manutenção e reparos anteriores.
As áreas de aplicação da tecnologia são diversas e, devido à facilidade de adaptação, também interessante para a infraestrutura de beacon existente.
Qualquer pessoa que já visitou a clínica em Aachen apreciará o valor da navegação interna para se orientar nos corredores sinuosos. Lá, algumas estações foram equipadas com beacons e, assim, permitem a navegação parcial para o paciente. Infelizmente, toda a clínica não estava equipada com beacons, mas apenas em muito poucas áreas. Como uma prova de conceito, um projeto interessante, mas sem uma expansão abrangente, a aceitação do usuário dificilmente será alcançável.
similarmente, um museu pode ser facilmente expandido com beacons nas exposições e os guias de áudio anteriores podem ser substituídos por um aplicativo de museu. Isso também permite a fidelidade do cliente além da visita individual. A pesquisa mostra que muitos usuários deixam o aplicativo em seus dispositivos móveis depois de visitar. este, por sua vez, permite ao operador informar o visitante sobre novas exposições ou promoções.
Uma feira comercial também pode se beneficiar desta tecnologia. Um aplicativo de feira comercial com tecnologia BLE não só permite a navegação interna ou orientação de feira comercial para o usuário, mas também oferece ao operador a oportunidade de analisar e controlar o fluxo de visitantes. Se um corredor estiver superlotado, os usuários podem ficar gratos por serem informados de que outro salão atualmente quase não recebe visitantes.
Claro, pode então ser experimentado para o usuário do aplicativo que no corredor supostamente vazio todos os usuários estão brincando sem o smartphone e o aplicativo de feira comercial, que o sistema não “viu”. Com base no comportamento típico do usuário (ou de acordo com a média estatística) e com o software apropriado, Contudo, uma previsão correspondentemente boa pode muitas vezes ser feita.
O fornecimento em toda a área de um edifício com tecnologia de beacon também oferece uma infinidade de novos conceitos de uso. Uma sala de reunião que não foi usada não precisa ser limpa (ou menos frequentemente). E uma sala de reuniões que nunca é usada poderia talvez ser melhor aproveitada. Dados anônimos podem ser usados para isso, a fim de obter um perfil de uso da área correspondente.
Localização usando beacons bluetooth
Existem três casos de uso diferentes ao usar dispositivos beacons, que são explicados em mais detalhes abaixo e são mostrados esquematicamente.
Diferentes maneiras de usar o beacon; deixou: navegação por balizas fixas; meio: rastreamento movendo beacons em objetos; direita: a combinação de ambos os métodos
Uma possível configuração para navegação interna assume que os beacons estão firmemente posicionados e que o aplicativo sabe onde cada beacon está localizado. A posição dentro da infraestrutura do farol pode ser determinada por trilateração. Como uma regra, os sensores adicionais dos dispositivos móveis são usados. A determinação da posição pode ser apoiada pelos sensores de aceleração, que estão instalados em todos os telefones celulares atuais.
Com rastreamento de ativos, você quer saber onde os beacons estão localizados. Os componentes que devem ser localizados são, portanto, equipados com beacons e podem ser localizados dentro da infraestrutura. No setor de saúde, por exemplo, esta é atualmente uma aplicação muito relevante que tem que ser planejada cada vez com mais frequência. A operadora gostaria de saber onde certos recursos estão localizados.
A ideia por trás disso é que você pode usá-lo para planejar melhor os recursos e gastar menos tempo procurando o componente correspondente. Um efeito colateral adicional é que você também obtém informações sobre o uso real. Neste aplicativo, Pontos de acesso WLAN com tecnologia BLE adicional são frequentemente usados.
Se tal infraestrutura for usada, você também pode combinar os dois métodos e ativar a navegação interna e o rastreamento de ativos, criando assim valor agregado para o uso do edifício. Devido ao baixo preço das balizas, isso não está associado a altos custos de investimento. Você pode começar a implantar essa tecnologia em uma área e expandi-la pouco a pouco. Contudo, deve-se notar que mais beacons não necessariamente melhoram a precisão da localização. Se houver muitos sinais de beacon, a precisão diminui novamente [No 2015]. Para alcançar uma usabilidade generalizada, planejamento cuidadoso da infraestrutura do farol é sensato e necessário.
Base de planejamento de rastreamento de ativos de beacon
Neste contexto, rastreamento de ativos significa um rastreamento de objetos baseado em beacon, etc. A base para isso geralmente é o rastreamento de beacons Bluetooth em movimento que são colocados em objetos a serem rastreados. Esses beacons são localizados por receptores Bluetooth apropriados. Então você precisa de uma infraestrutura de receptores BLE que recebem os beacons. Uma infraestrutura de beacon subjacente pode avaliar os dados e, finalmente, determinar a posição do beacon.
Determinação de posição usando trilateração
De uma perspectiva técnica e de planejamento, isso lembra muito a localização dos dispositivos finais WLAN com base na intensidade do sinal de seus pacotes usando os pontos de acesso WLAN. Em contraste com a localização usando WLAN, o número de estações receptoras necessárias para BLE é frequentemente menor. No final, Contudo, isso depende do ambiente estrutural, os requisitos de precisão da aplicação e outros parâmetros da estrutura. Parte do planejamento é, portanto, comparável ao planejamento WLAN. Semelhante a células de rádio, as áreas de cobertura correspondentes devem ser definidas e planejadas.
Portanto, não é surpreendente que muitos dos pontos de acesso WLAN disponíveis em ambientes profissionais agora também sejam azuis
Traga um módulo de rádio dentário. Uma infraestrutura de beacon Bluetooth correspondente, portanto, já foi criada por meio da infraestrutura WLAN. Em grande medida, o planejamento de aplicativos de rastreamento de ativos é um planejamento de infraestrutura quase clássico.
As ferramentas de planejamento WLAN agora oferecem suporte às primeiras funções básicas para o planejamento Bluetooth [openreality.com]. A cobertura BLE semelhante à WLAN pode ser simulada na popular ferramenta Ekahau Site Survey. A funcionalidade está atualmente limitada à exibição de células de rádio nas quais um número mínimo de beacons com intensidade de sinal suficiente pode ser recebido. Infelizmente, uma conclusão direta sobre a precisão da localização ainda não é possível na versão atual.
Uma plataforma correspondente é necessária para a administração dos beacons, a determinação da posição e possivelmente outras funções de gerenciamento. Aqui também, existem soluções correspondentes de fabricantes de WLAN.
Essa arquitetura também torna possível monitorar os beacons operados por bateria. A substituição da bateria esperada alguns anos após a implementação pode ser simplificada, já que o sistema pode retornar o status dos beacons instalados. Dependendo das informações do fabricante e da configuração, as baterias podem precisar ser substituídas após um período entre 3 e até mesmo 8 anos. Outras tarefas operacionais também resultam do fato de que a infraestrutura de beacon deve ser documentada e toda a arquitetura deve ser mantida. além do que, além do mais, aspectos relevantes para a segurança, como atualizações para versões atuais de software e firmware, deve ser levado em consideração e realizado. O esforço correspondente deve ser levado em consideração.
Além da arquitetura, outra tarefa importante é o planejamento do aplicativo com base nele. No geral, portanto, não é apenas necessário fornecer um planejamento estruturado para a concepção da infraestrutura, mas também para a implementação do aplicativo. Isso inclui a análise de requisitos, um conceito bruto, a definição dos requisitos para a infraestrutura de beacon (desde a precisão necessária até a área de cobertura ou áreas de cobertura) e as especificações correspondentes do aplicativo e da interface do usuário.
Uma vez que um ativo que está permanentemente instalado serve como base da arquitetura Bluetooth para rastreamento de ativos, planejamento análogo ao planejamento WLAN clássico é útil. O resultado é um procedimento comparável ao planejamento WLAN. Deve-se ter em mente aqui que o planejamento das posições do farol normalmente requer menos calado. Uma razão para isso é o preço baixo dos beacons e os requisitos de infraestrutura, em sua maioria, baixos. além do que, além do mais, no caso de aplicativos de rastreamento e rastreamento, uma certa proporção já está predeterminada pelo planejamento WLAN se a infraestrutura WLAN também for usada.
Os aspectos individuais do planejamento mostrados na Figura 5 portanto, assemelham-se ao planejamento WLAN clássico sem exigir a mesma profundidade. Ao planejar a infraestrutura, já é importante conhecer e levar em consideração os parâmetros da aplicação, como a precisão de localização exigida. Portanto, muitas vezes é útil interagir com o desenvolvimento de aplicativos. Requisitos importantes para o planejamento de uma arquitetura Bluetooth baseada em infraestrutura são, em particular, os requisitos do aplicativo a ser implementado com Bluetooth. Em conexão com o rastreamento de ativos, estes incluem a cobertura da área e a precisão da localização necessária. Deve ser determinado em qual edifício (ou terreno) áreas uma precisão correspondente é necessária. Isso, então, resulta na densidade necessária dos receptores BLE que são usados para localização.
Estrutura de planejamento de Bluetooth análoga ao planejamento de WLAN
Planejamento de navegação básica / aplicativos baseados em aplicativos
Em contraste com a localização de objetos equipados com um farol descrito acima, a navegação típica ou determinação de localização em um aplicativo de smartphone não requer uma infraestrutura extensa de beacon.
Os beacons Bluetooth normalmente formam a infraestrutura aqui. este, complementado por um serviço correspondente na rede, é suficiente para a determinação da localização. O smartphone ou aplicativo recebe vários beacons. Nesta base, um serviço correspondente pode então calcular a posição por meio de uma conexão de dados, como WLAN ou rádio móvel. Mesmo se uma infraestrutura comparável aos pontos de acesso WLAN não for necessária, uma certa arquitetura ainda é necessária. Os requisitos de disponibilidade surgem de acordo no backend. Estes podem ser comparáveis aos requisitos de outra infraestrutura de rede.
Para determinar a posição exata, o smartphone deve receber e avaliar um número suficiente de beacons BLE. Dependendo do fabricante, também pode fazer sentido aqui usar os módulos Bluetooth instalados em pontos de acesso WLAN para monitorar os beacons a fim de controlar as despesas operacionais monitorando os beacons.
Da mesma forma, os transmissores Bluetooth em pontos de acesso podem frequentemente ser usados como beacons. A infraestrutura WLAN, Portanto, cumpre um propósito adicional e, portanto, forma um suprimento básico não operado por bateria com beacons. Formas especiais específicas do fabricante também devem ser mencionadas. Por exemplo, Cisco oferece os chamados beacon points. Em combinação com a infraestrutura de back-end do mesmo fabricante, isso permite a colocação flexível de “virtual” beacons por meio de uma infraestrutura BLE com fio correspondente. Antenas de setor com características de recepção correspondentes e hardware e software são usadas para fazer diferentes beacons a serem recebidos, dependendo da posição na sala. O sistema por trás dele calcula a posição.
Em qualquer caso, o planejamento e o teste devem ocorrer antes da implementação. Os diferentes requisitos de precisão fazem uma diferença correspondente na implementação. Ao planejar as posições do beacon no caso de localização e navegação clássicas baseadas em aplicativo, há uma diferença clara no procedimento de planejamento para o planejamento de WLAN. Isso se deve principalmente ao fato de que normalmente nenhuma infraestrutura clássica ou que é construída apenas em uma extensão limitada (dependendo do fabricante).
Isso elimina pontos como o planejamento da infraestrutura passiva como parte do planejamento de posição. mesmo assim, parâmetros e requisitos da estrutura devem ser definidos, uma vez que a cobertura da área e os requisitos de precisão da localização devem ser levados em consideração ao escolher as posições do farol. Também deve ser observado aqui que em muitos casos, em particular no caso de balizas operadas por bateria, adaptação subsequente ou suplementação por balizas adicionais é possível com relativamente pouco esforço.
Resumo
Isso mostra claramente que o Bluetooth está se tornando cada vez mais relevante devido aos aplicativos associados. E mesmo que a tecnologia funcione bem separada de outras tecnologias de infraestrutura de beacon de rede em muitas aplicações, um olhar mais atento, e, portanto, o planejamento estruturado é útil e útil.
Isso começa com o planejamento das aplicações e continua até o planejamento da influência nas tecnologias de rede, como WLAN. O planejamento de Bluetooth não pode ignorar os aspectos clássicos do planejamento de rede, como análise de requisitos, a definição das áreas de abastecimento, etc.
Se você está planejando uma infraestrutura WLAN, você deve lidar com a tecnologia de beacon, uma vez que pode representar grande valor agregado para uso com baixos custos de investimento. O software de planejamento clássico é atualmente apenas parcialmente capaz de criar uma simulação realista de infraestruturas BLE. Contudo, isso em breve será possível com frequência crescente e, sobre tudo, ganho em nível de detalhe. As primeiras abordagens para as opções de planejamento necessárias agora podem ser encontradas no software correspondente.
Dependendo da aplicação, o planejamento de infraestrutura de beacon para aplicativos pode ser menor do que para uma rede clássica, já que o foco geralmente está no software ou aplicativo de smartphone. Portanto, não deve ser subestimado que a responsabilidade operacional é frequentemente vista em TI. O mais tardar quando uma conexão via WLAN ou suporte BLE por meio da infraestrutura WLAN for necessária, uma nova responsabilidade surge no departamento de TI. No geral, há um esforço adicional. Por esta razão, também, O Bluetooth deve desempenhar um papel no planejamento atual e na orientação estratégica de TI e ser levado em consideração.
