Bei Investitionen in Smart Buildings für mehr Effizienz, Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Komfort kommen Unternehmen an einem Schlüsselelement nicht vorbei: Beacons, den heimlichen Helden der IoT-Plattform von Gebäuden.
Ein Beacon ist ein Gerät, das Funksignale sendet. Andere Geräte in der Nähe können diese Signale empfangen und mit dem Beacon interagieren. Verwendet ein Beacon die Technologie Bluetooth Low Energy (BLE), übermittelt es in regelmäßigen Abständen ein BLE-Werbepaket mit seiner eindeutigen Kennung. Ein Bluetooth-fähiges Gerät, beispielsweise ein Smartphone, „erkennt“ das Beacon, sobald es sich innerhalb seiner Reichweite befindet. Seit der Einführung der iBeacon-Technologie von Apple im Jahr 2013 kommen BLE-Beacons vielerorts in Innenräumen zum Einsatz.
Als erste entdeckte die Werbebranche mit Proximity Marketing und In-Store-Kundeninteraktion die BLE-Beacon-Technologie für sich. Geschäfte, Museen, Hotels und Flughäfen nutzen sie, um ihren Kunden bzw. Gästen mobile Dienstleistungen anzubieten und den Aufenthalt angenehmer zu gestalten.
Marta Valsecchi von den Osservatori Digital Innovation des Polytechnikums Mailand beschreibt den Zweck und das ultimative Ziel so: „Proximity-Marketing-Kampagnen haben das Potenzial, jeden einzelnen Schritt des Kaufprozesses erfolgreich abzuschließen.“
Auf Proximity Marketing folgten Industrie- und Produktionsanwendungen mit Lösungen für automatische Identifizierung, Ortung und Tracking. Dieser Markttrend schlug sich auch in der technologischen Weiterentwicklung von BLE-Beacons nieder. Während anfangs bei den meisten am Markt verfügbaren Beacons Ästhetik und kompaktes Design im Vordergrund standen, haben heute alle wichtigen Beacon-Hersteller Produkte in ihrem Sortiment, die die typischen Anforderungen für Industrieanwendungen erfüllen, wie Wetterfestigkeit, lange Batterielebensdauer und Austauschbarkeit.
Das italienische Unternehmen BlueUp entwickelt Beacons, die Bluetooth Low Energy nutzen und im großgewerblichen und industriellen Bereich den höchsten Anforderungen an Betrieb und Leistung gerecht werden.
BlueBeacon Brick besitzt ein wasserdichtes Gehäuse, einen erweiterten Temperaturbereich und eine am Markt unübertroffene Batteriekapazität verglichen mit seiner geringen Größe. Das ebenfalls wasserdichte BlueBeacon Forte+ ist aus dem Basismodell BlueBeacon Board hervorgegangen. Mit einer Reihe von Mehrwertfunktionen, einem externen Temperatur-/Feuchtigkeitssensor, einer gut sichtbaren LED für Pick-to-Light-Anwendungen sowie einem Alarmknopf eignet es sich perfekt für die Integration in Embedded-Elektroniksysteme.
Anwendungen mit BLE-Beacons haben sich von einfachen Proximity-Schätzungen zu sehr viel präziseren Lösungen für die Indoor-Navigation, vergleichbar mit GNSS-Satellitennavigationssystemen, entwickelt. Sie nutzen neue Algorithmen für eine bessere Positionsbestimmung. Damit lässt sich nicht nur die tatsächliche Position einer Person abschätzen, sondern auch die Richtung, in die sie sich bewegt, welchen Weg sie nehmen muss, um einen bestimmten Punkt zu erreichen und welche Dienstleistungen sich in ihrer Nähe befinden. In einem auf Mobilgeräten basierenden Szenario werden Beacons an festen, bekannten Standorten installiert, von wo sie Echtzeit-Funksignale ausgeben. So können sich tragbare Geräte (Smartphones, mobile Funkterminals, Wearables mit GSM-/NB-IoT-/LoRA-Technologie u. v. m.) anhand der Signalstärke von Beacons in der Umgebung orientieren.
Spiegelungsarchitekturen setzen als Beacons persönliche Geräte ein (in diesem Fall korrekt als „Tags“ bezeichnet, analog zu aktiven RFID-Technologien), die am Körper getragen werden (Anhänger, Armband, Ausweis usw.). Eine Infrastruktur aus festinstallierten BLE-Scannern registriert die Geräte.
In diesem Szenario wird – neben einfachsten Lösungen auf Basis der empfangenen Signalstärke als Distanzindikator – zusammen mit weiteren fortschrittlichen Technologien, wie Schätzung des Einfallswinkels (Angle of Arrival, AoA) oder des Abgangswinkels (Angle of Departure, AoD) eine Ortungsgenauigkeit von einem Meter erreicht.
Übertragen auf die Gebäudetechnik bedeutet dies, dass viele unserer Kunden tagtäglich mit Dutzenden externen Besuchern oder Mitarbeitern aus verschiedenen Büros zu tun haben, die in die richtige Richtung gelenkt werden müssen, was seit COVID-19 umso schwieriger und wichtiger ist.
Das System bietet eine unendliche Anzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Die Navigation zu einem reservierten Platz ist nur eine davon. Ein weiteres Beispiel ist das Auffinden einer Person im Gebäude. (Aus Datenschutzgründen ist Standort-Tracking in der Applikation standardmäßig ausgeschaltet und muss manuell aktiviert werden.) Die gesuchte Person kann schnell und unkompliziert erreicht werden, beispielsweise wenn ein externer Besucher im Büro eintrifft. Alle Ressourcen, die mit dem Netzwerk verbunden sind, etwa Drucker, Konferenzräume, Schreibtische, Parkplätze, Mitarbeitende, Kantinen, Verkaufsautomaten, Fahrstühle usw., lassen sich über die Indoor-Navigation auffinden.
Auch andere Architekturlösungen sind denkbar, zum Beispiel auf Basis von BLE-Mesh-Netzwerken, und können eine überzeugende Option darstellen, wenn es weniger auf eine hohe Aktualisierungsrate und Positionsgenauigkeit ankommt.
In Mesh-Netzwerkstrukturen genügt es, die Geräte (Tags, Beacons) nur mit Batterien zu betreiben, was unkomplizierter und kostengünstiger ist als die kabelgebundene Variante (allerdings zulasten der Leistung im Hinblick auf Genauigkeit und Aktualisierungshäufigkeit der Positionen).
Das Bedürfnis nach Sicherheit hat der Nachfrage nach Beacons, insbesondere der BLE-Technologie, enormen Auftrieb verliehen. Es geht beispielsweise darum, geschützte Bereiche zu überwachen und unbefugten Zutritt zu verhindern; Personen, die allein in einem Werk arbeiten, zu begleiten und bei Eintritt eines unerwünschten Ereignisses (Auslösen eines Alarmknopfes, Sturz, Bewegungslosigkeit) zu lokalisieren; oder die korrekte Umsetzung von Kontrollverfahren und Inspektionen durch Aufsichtspersonal zu gewährleisten. In Bezug auf die Arbeitssicherheit hat die Coronavirus-Pandemie neue Herausforderungen geschaffen – einschließlich Kontaktverfolgung, Physical Distancing und Montagesteuerung –, für die sich BLE-basierte Ortungstechnologien als außerordentlich wertvoll erwiesen haben.
Ob Personen genug Abstand zueinander einhalten, kann beispielsweise durch BLE-Wearables kontrolliert werden, die gleichzeitig als Sender und als Empfänger fungieren, wie der SafeX Tracer von BlueUp. Bei Unterschreiten des Mindestabstands werden Warnungen ausgegeben und Kontakte nachverfolgt. Solche Systeme lassen sich unter anderem auch in Infrastrukturen mit festinstallierten Beacons integrieren, um nachzuverfolgen, wo sich eine Person während der Arbeit aufgehalten hat, oder um mit mobilen Tags persönliche Schutzausrüstung oder Werkzeuge zu überprüfen.
Kosten senken, Produktivität steigern, Produkte vermarkten und neue Märkte erschließen – bei all diesen Aufgaben kann das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) Unternehmen gute Dienste leisten. Überdies kann die IoT-Evolution die Lebensqualität von Menschen verbessern. Neue Chancen entdeckt man nicht durch Abwarten sondern durch Ausprobieren.
Wir wissen, dass es auf den ersten Blick schwierig erscheint, diese noch kaum entdeckte Welt anzuwenden und im Griff zu behalten. Aber genau dafür stehen Ihnen unsere Expertinnen und Experten mit Rat und Tat zur Seite und begleiten Sie auf Ihrem Weg in die digitale Transformation. Senden Sie uns gerne eine unverbindliche Anfrage!
