蓝牙灯塔基础设施的技术基础

Beacon Infrastructure

在这篇文章中, 我们主要是要处理相应的应用程序的执行情况,规划和基础设施建设灯塔. 应用基础 BLE信标 正变得越来越普遍. 这些应用程序, 尤其是, 目前正在推动结构化规划的必要性. 通过这种方式, 蓝牙继续发展成为我们的项目的话题,并继续变得更加重要.

除了这种合理的保留, 使用蓝牙的应用程序可以提供真正的增值. 正如每一个应用程序, 个别情况下,必须考虑. 相比于很多东西,我们在经典的一天到一天的咨询考虑, 例如, 在工业,尤其是在生产标应用是相当罕见的. 在其他地区, 例如, 其中的智能电话是中央工具, 比如在办公环境, 这可以看显著不同. 因此, 看看范围, 利益和这类应用的规划方法, 这可能是必要的, 是相关和有用.

对于蓝牙本身, 智能手机或有相应广泛的和可用的系统连接通常是一个重要依据. 可用的应用程序的选择, 因此, 超越了智能手机连接到免提系统或耳机或从笔记本电脑到各种外围设备. 有迹象表明,已经找到了他们的方式进入现代建筑蓝牙基础上,越来越多的应用.

如果越来越多的应用 (e.g. 智能手机应用程序) 是基于BLE信标和需要适当的基础设施信, 蓝牙供应的规划变得越来越重要. 结构化规划应该经常进行, 特别是如果生产关键要求,适用于这里.

在此背景下, 这不仅关系到基本的方面,如发射器和接收器的位置. 我们从经典的网络规划知道其他方面也发挥着越来越重要的作用.

也许这里最重要的例子是安全的. 在许多蓝牙实现鉴于目前公布的安全漏洞的, 这是显而易见的再次. 蓝牙在使用的加密是脆弱的. 在典型的应用灯塔, 这往往可能不是作为相关. 然而, 只要蓝牙的其他用途中发挥作用, 安全管理的重要性相对应.

信基础设施的技术基础知识

目前有大量的不同的信标标准, 四个最有名的这些都是iBeacon显示, 埃迪斯通, uiBeacon, 和ALT-灯塔. 因为它们是由苹果所支持的前两个标准是特别重要 (iBeacon显示) 和谷歌 (埃迪斯通). 用户是否使用iPhone没关系, Android或Windows操作系统的移动设备上. 的信号被所有设备理解. 由于Android版本iBeacon显示协议已经支持 4.3.

由于不同的信标协议是蓝牙低功耗标准的一部分, 结构非常相似. 因此,iBeacon显示数据包进行更详细地示出. 这是蓝牙低能量有效载荷的一部分, 这又是所述协议数据单元的一部分 (PDU) 实际BLE帧的. 这意味着 31 在......之外 47 字节可以用于iBeacon显示数据的一个帧BLE内. 数据量显得小, but the concept of beacons requires that the intelligence is in the app and not in the beacon itself.

所述iBeacon显示帧的蓝牙低功耗内的数据结构

信基础设施

不管个人协议, 标总是提供一些信息,他们在固定的时间间隔发送. 这些是通用唯一标识符值 (UUID), 重大的, 次要, 和发射功率. 前者的数据量 128 位. 这导致 160 可使用的信标被发送的用户数据的位. 这使得不同的信息一个很好的结构,适用于各种应用. 例如, 该UUID可以参考公司, 主要建筑物和次要到建筑物内的特定位置.

Tx功率值是负责终端装置能够将距离估计到的信标. 那里, 设备发送关于其自己的信号强度在二的补码形式的信息. 从而, 例如, 值0xC8 = 200, 补= 256-200 = 56 因此的编码信号强度 -56 信标信号的dBm为单位. 这是接收信号强度指示的指示器 (RSSI) 并指示当测量1米来自物体的信号应该有多强. 当然, 真正存在的情况下,不考虑在这里. 壁或所述信标和所述接收器之间的人可以强烈地影响所测量的场强. 对于信号的接收器, 它不能被看到的信号是远, 它是否是一个信号的回声,实际上是接近, 或是否有发射器和接收器之间的障碍物. 虽然, 此值将允许相对于所述位置确定的改进的定位精度的信标的位置.

在现代建筑中应用的灯塔

在现代建筑, 有越来越多的要求,除了经典的办公通信的数据连接的应用程序. 在这里,我们不仅意味着工作场所的周边的连接, 如鼠标, 键盘或耳机.

许多其他终端设备的连接通常不需要经典的有线网络. 通过WLAN连接是现在经常标准的情况下在这里. 甚至在客户项目中的有线网络仍然占主导地位, 对无线应用的趋势是显而易见的常. 今天已经, 尤其是在未来的建设, 可以假设,越来越多的终端设备被无线地连接. 这种发展的一个结果是, 尤其是, 这广泛的WLAN覆盖,通常需要. 基于这一事实, 基于BLE信标的整个系列的蓝牙应用需要使用蜂窝或WLAN中的第二数据连接.

一个典型的BLE灯塔应用并不孤单,但需要额外的数据连接. 服务和服务网络上可用的可以达到如图所示. 如有疑问, 这方面必须进行规划和提供.

依赖于位置的应用程序是信标最明显的应用. 以此目的, 例如, 在许多标零售领域, 有人企图分析和影响客户的购买行为. 这个 “线下营销” 有收效甚微, 至少在欧洲, 越来越多的室内导航系统现在反而出现, 这将使用户更容易围绕找到自己的方式在一个未知的建设.

在未来的建设的想法去迄今为止,电梯使用其传感器来报告说,它预计不久的缺陷,并通知维修技师. 此进入建筑物,并自动接收用于电子门锁所需的锁定授权和由该应用被引导到使用蓝牙信标对应的服务室. 一旦有, 上了电梯链接到设备的信标是当前服务手册和技术人员可以调用以前的维护和修理的历史.

该技术的应用领域是多种多样的,, 由于易于改装的, 同样有趣的现有基础设施的灯塔.

谁在亚琛曾经访问过该诊所的人会明白,为了室内导航的价值发现周围的回廊曲折的道路. 那里, 一些站已配备了信标,从而使对患者局部导航. 不幸, 整个诊所没有配备标, 但只有在极个别地区. 作为证明的概念, 一个有趣的项目, 但没有一个全面扩张, 用户接受将难以实现.

同样, 博物馆可以容易地与在展品和先前音频指南信标可以由博物馆应用来代替膨胀. 这也使客户的忠诚度超越了个人游. 研究显示,许多用户离开应用程序的移动设备上访问后. 这个, 反过来, 使操作员告知游客关于新展览或促销.

展销会还可以从这项技术中获益. 交易会的应用与BLE技术不仅使室内导航或展销会指导用户也提供了操作的机会,分析和控制游客流量. 如果一个大厅里人满为患, 用户可能感激地获悉,另一个大厅目前几乎没有任何游客有.

当然, 那么可以经历了一个应用的用户,在所谓空旷的大厅所有的用户都围绕嬉戏没有智能手机和交易会的应用, 该系统还没有“见过”. 在典型的用户行为的基础 (或根据统计平均) 并用相应的软件, 然而, 相应好的预测通常可以制成.

与烽火科技大楼的面积宽电源还提供了全新的使用概念众多. 尚未使用的会议室并不需要清洁 (以下常). 而从未使用一间会议室,也许可以更好地利用. 匿名数据可能会为了获得相应区域的使用配置文件用于此.

使用蓝牙信标位置

利用信标设备时,有三种不同的使用情况, 这将在下面更详细地解释,并且示意性示出.

利用信标不同的方式; 剩下: 通过固定信标导航; 中间: 通过对物体的移动的信标跟踪; 对: 这两种方法的组合

一种可能的设置于室内导航假定信标被牢固地定位和应用程序知道,其中每个信标位于. 信标基础设施中的位置可以通过三边测量来确定. 作为一项规则, 所述移动设备的额外的传感器用于. 位置确定可通过加速度传感器来支持, 它安装在目前所有的手机.

随着资产跟踪, 你想知道的信标位于. 组件将被本地化,因此配备了信标,然后可以位于基础设施中. 在医疗保健领域, 例如, 这是目前唯一必须频繁地计划越来越多的一个非常相关的应用. 运营商想知道某些资源位于.

这背后的想法是,你就能更好地运用它来计划资源和花费更少的时间去寻找相应的组件. 另外一个副作用是,你还可以得到关于实际使用信息. 在此应用, 额外的BLE技术的WLAN接入点经常被.

如果这样的基础设施使用, 您也可以结合这两种方法,使室内导航和资产跟踪, 从而为建筑物的使用创造增值. 由于低价格的信标, 这是不具有较高的投资成本有关. 你可以开始推出这项技术在一个区域,然后展开一点一滴. 然而, 必须指出的是,更多的信标不一定提高定位精度. 如果有太多的信标信号, 精确度再次下降 [在 2015]. 为了实现广泛的可用性, 信标基础设施的认真规划是合理和必要的.

信资产跟踪的规划基础

在此背景下, 资产跟踪装置的对象的基于信标的跟踪, 等等. 这样做的基础通常为移动被放置在对象上的蓝牙信标的跟踪要被跟踪. 这些信标通过适当的蓝牙接收本地化. 因此,你需要BLE接收器的一个基础设施,收到信标. 底层信标基础设施可以评估数据并最终确定信标的位置.

采用三边测量位置确定

采用三边测量位置确定

从技术和规划的角度来看, 这是很让人想起使用WLAN接入点基于它们的分组的信号强度WLAN端设备的位置的. 与此相反,使用WLAN的位置, 用于BLE需要接收站的数量通常是低. 到底, 然而, 这依赖于结构环境, 该应用程序和其他框架参数的精度要求. 该计划的一部分,因此是相媲美的WLAN规划. 类似无线蜂窝, 相应的覆盖区域必须定义和规划.

因此也难怪,在专业的环境中使用许多的WLAN接入点目前也有蓝
把牙齿无线电模块. 相应的蓝牙信基础设施因此已通过WLAN基础设施创建. 很大程度上来说, 规划资产跟踪应用几乎是一个经典的基础设施规划.

WLAN规划工具现在支持蓝牙规划的第一个基本功能 [openreality.com]. BLE覆盖类似于WLAN可以在受欢迎的Ekahau的现场勘测工具来模拟. 的功能目前仅限于其中可接收到具有足够的信号强度的信标的最小数目的显示的无线电小区. 不幸, 关于定位精度的直接结论尚无法在当前版本.

对应的平台是必需的信标管理, 位置确定和可能的其它管理功能. 这里也, 有来自WLAN厂商相应的解决方案.

这样的结构还使得能够监视电池操作的信标. 可以预期的几年更换电池后实现可以简化系统可以返回信标安装的状态. 根据制造商的信息和配置, 电池可能需要一段之间之后被替换 3 乃至 8 年份. 其他作战任务也从一个事实,即信基础设施必须记录在案,并且必须保持整个架构中获得. 此外, 安全相关问题, 如更新当前的软件和固件版本, 必须考虑到,并进行了. 相应的努力必须考虑到.

除了架构, 另一项重要任务是应用程序的基础上规划. 总体, 因此它不仅是必要的基础设施的概念提供结构化规划, 同时也为应用程序的执行. 然后,这包括需求分析, 一个粗略的概念, 对于信标基础设施需求的定义 (从所要求的精度的区域覆盖或覆盖区域) 和应用程序和用户界面的相应的细节.

因为这是永久性安装的资产作为蓝牙架构的基础资产跟踪, 规划类似于经典的WLAN规划是非常有用的. 其结果是一个过程堪比WLAN规划. 应该记住这里承担的是规划灯塔位置通常需要较少的草案. 这其中的一个原因是信标和多为低基础设施要求低价格. 此外, 在跟踪和追踪应用程序的情况下, 一定的比例已经由WLAN规划预定如果WLAN基础设施将被使用,以及.

如图规划的各个方面 5 因此,类似于经典的WLAN规划,而不需要相同的深度. 在规划基础设施, 这已经是重要的是知道并考虑到应用程序的参数, 如所要求的定位精度. 因此,通常有用的应用与发展,交链. 规划基于基础设施的蓝牙架构重要的要求是特别用蓝牙来实现应用程序的要求. 与资产跟踪连接, 这其中就包括区域覆盖面和居民点的准确性. 它是在建筑物被确定 (或地形) 需要相应的精度方面. 在BLE接收器的所需密度这然后结果被用于位置.

蓝牙规划类似的结构,以WLAN规划

计划基础导航 / 基于应用程序的应用程序

在对比对象的配备有上述的信标位置的, 在智能手机应用的典型的导航或定位确定不需要大量的基础设施建设灯塔.

蓝牙信标通常在这里形成的基础设施. 这个, 通过在网络中的相应的补充服务, 是足够的位置确定. 智能手机或应用程序接收几个信标. 以这个为基础, 然后一个相应的服务可以经由数据连接计算位置, 如WLAN或移动无线. 即使不需要媲美的WLAN接入点的基础设施, 一定架构仍然需要. 可用性要求相应地产生在后端. 这些可能是媲美其他网络基础设施的要求.

为了确定准确位置, 智能手机必须接收和评估足够数量的BLE信标. 根据制造商, 它也可以使感在这里使用安装在WLAN接入点的蓝牙模块来监视信标,以通过监视信标来控制经营开支.

同样, 在接入点的蓝牙发射器通常可以作为信标. WLAN基础设施, 因此, 满足一个额外的目的,并因此形成与信标的非电池供电的基本供应. 制造商特定的专用特殊形状也值得一提. 例如, 思科提供了所谓的灯塔点. 在与来自同一制造商的后端基础设施组合, 这使的灵活放置 “虚拟” 由相应的有线基础设施BLE的装置的信标. 与相应的接收特性以及硬件和软件部门的天线被用来制造不同的信标账款取决于房间的位置. 其背后的系统计算的位置.

在任何情况下, 规划和测试应该发生前实施. 不同的精度要求作出实施相应的差别. 当计划在经典的情况下,信标位置的应用,基于位置和导航, 有一个明显的区别的规划程序WLAN规划. 这主要是由于通常没有经典的基础设施,或仅是建立在有限的范围 (这取决于制造商).

这消除了点,如无源基础设施的规划,位置规划的一部分. 虽然, 框架参数和要求必须定义, 由于区域覆盖和定位精度的要求有选择灯塔位置时要考虑. 还应当指出的是在许多情况下,, 特别是在电池供电的信标的情况下, 通过额外的信标随后的调整或补充,可以用相对较少的努力.

摘要

这清楚地表明,蓝牙变得越来越相关,由于相关的应用. 而且即使该技术工作得在许多应用中的其它网络信标基础技术分离, 细看, 因而结构规划是有用的,有益的.

这将启动与应用的规划,并通过对网络技术如WLAN影响的规划继续. 蓝牙规划不能忽视网络规划的经典方面, 如需求分析, 供应方面的定义, 等等.

如果您目前正在策划在WLAN基础设施, 你应该处理灯塔技术, 因为它可以代表低投资成本的使用附加值大. 经典规划软件目前只有部分能够创造BLE基础设施的真实模拟. 然而, 这将很快就可以随着频率的增加和, 首先, 获得详细的水平. 第一个方法所需要的规划方案,现在可以在相应的软件中找到.

根据不同的应用, 对于应用信标基础设施的规划可以比一个经典的网络下, 由于焦点往往是在软件或智能手机应用. 因此不应被低估了工作责任常见于IT. 在最新的时,需要通过WLAN基础设施通过WLAN或BLE支持的连接, 新的责任出现在IT部门. 总体, 还有一个额外的努力. 为此原因, 太, 蓝牙应该在当前规划的作用和IT的战略方向,并考虑到.