Was ist ein Beacon und wie funktionieren sie? Auf dem Blog «LocaFox» findet man eine recht passende Definition dazu: «Bei sogenannten Beacons, zu Deutsch: Leuchtfeuer, handelt es sich um kleine Minisender zum Anbringen. Sobald sich ein Smartphone-Besitzer den Beacons nähert, registriert das der Sender via Bluetooth Low Energy (BLE) und kann eine Nachricht an das Smartphone übermitteln.» (LocaFox, 2017).
Beacons werden bei den HSLU Mobile iOS & Android Apps für die Schnitzeljagden verwendet. Bei den Schnitzeljagden auf dem Campus in Rotkreuz gibt es verschiedene Arten von Aufgaben. Beispielsweise sind dies Fragen, QR-Code, Outdoor Navigation oder Indoor Navigation. Ihr fragt euch nun vermutlich: Wie funktioniert denn die Indoor Navigation ohne GPS Signal in einem Gebäude? Die Lösung auf diese Frage ist, wie vermutlich bereits erwartet: «Beacons».
Wie funktioniert die Lokalisierung mit Beacons?
Da für die Lokalisierung innerhalb eines Gebäudes normalerweise keine oder nur sehr schwache Signale der GPS Satelliten empfangen werden können, müssen eigene Sender innerhalb eines Gebäudes aufgebaut werden. Diese Sender werden Beacons genannt. Die in den Apps verwendeten Beacons unterstützenden «iBeacon» Standard von Apple, welcher auf der «Bluetooth Low Energy»-Technologie basiert.
Beacons senden dabei in einem konstanten Zeitintervall ein Signal aus, welches von entsprechend konfigurierten Geräten empfangen werden kann. Dabei kann anhand der Signalstärke eines Beacons eine Annäherung des Abstandes berechnet werden.
Die Abbildung links zeigt die Auswertung eines Beacons mit der iOS App «Locate».
Die Abbildung rechts zeigt die Distanzangabe in der HSLU I App (Android).
Wichtig dabei zu Wissen ist, dass diese Distanzangaben eines einzelnen Beacons alleine keinesfalls einen zuverlässigen Wert für die exakte Navigation darstellen, da die Signalstärke von sehr vielen Faktoren beeinflusst werden kann.
Um eine genauere Positionsanalyse zu erreichen, kann eine Position mit mehreren Beacons trianguliert werden. Dabei kann, analog zu den GPS Satelliten, mit einem Netz von Beacons, welche an verschiedenen Positionen angebracht sind, verbunden werden. Die Auswertung dieser Distanz und Positionsangaben, kann danach verwendet werden um eine genauere Position innerhalb eines Gebäudes zu berechnen. In den HSLU I Apps wird allerdings nur die Lokalisierung mittels einem Beacon verwendet.
(White A., 2013)Fazit
Im Rahmen meiner PAWI Arbeit, welche sich mit der Verbesserung der HSLU I Android App befasst, konnte ich mich durch diverse Anpassungen im Bereich der Schnitzeljagden mit dem Thema «Beacons» auseinandersetzen. Für eine solche Anwendung sind Beacons ein sehr interessantes Instrument. Leider ist die Zuverlässigkeit für die Beacons nicht sehr hoch. Im Rahmen meiner Arbeit war unter anderem einer der Aufträge, die Ungenauigkeit der Abstandsangabe der Beacons zu analysieren und sie wenn möglich zu verbessern. Durch diese Aufgabe habe ich mich stark mit Beacons und deren Funktionsweise beschäftigt, und dabei musste ich herausfinden, dass aufgrund der Einflüsse und weiteren Problematiken, die Distanzangaben für einzelne Beacons niemals als zwingend korrekte Werte interpretiert werden dürfen. Zudem können die Distanzwerte sehr stark schwanken, das untenstehende Bild zeigt einen solchen Ausschlag sehr eindrücklich auf.
Distanzanalyse zum identischen Beacon (Abstand 4 Meter) mit zwei unterschiedlichen Geräten
Da das Einsatzgebiet für einzelne Beacons allerdings vermehrt im Bereich des Marketings und Werbung in Läden eingesetzt wird, ist dies in Normalfall kein Problem. Für unsere Schnitzeljagt ist dabei nur zu sagen: die Distanzangaben bei den Beacons können etwas danebenliegen, aber sie pendeln sich im Normalfall relativ schnell ein.
Quellen
LocaFox. (2017). Beacon-Technologie. Verfügbar unter https://www.locafox.de/blog/glossar/beacon-technologie/ (16.11.2017)
White A. (2013), Indoor Navigation Feature of iOS7, Verfügbar unter http://blog.jammer-store.com/2013/09/indoor-navigation-feature-of-ios7-ibeacon-can-it-harm-our-privacy/ (16.11.2017)