Indoor Positionsbestimmung: Ortungstechniken im Vergleich

Serverseitige Lokalisierungssysteme arbeiten mit einer speziellen Hardware, die drahtlose Signale von Tags oder Geräten empfängt (z.B. WLAN-, UWB- oder RFID-Tags, Bluetooth Beacons) und diese an einen Server übermittelt. Dort wird die Position berechnet und die Daten werden an ein Ausgabemedium, z.B. ein Warenwirtschaftssystem, transferiert.

Solche Lokalisierungssysteme können beispielsweise bei der Palettenortung in Lagerhallen, bei der Lokalisierung von Spezialfahrzeugen wie Gabelstaplern oder Förderfahrzeugen und bei der Identifizierung von Personen aus Sicherheitsgründen Anwendung finden.

Technologien für serverseitige Indoor Positionsbestimmung im Vergleich
Infografik: Vergleich von Ortungstechnologien (Quelle: infsoft)

Es gibt eine Vielzahl von Technologien, auf denen serverseitige Indoor Lokalisierungssysteme basieren können. infsoft arbeitet mit WLAN, BLE, UWB und RFID, um Indoor Positionsbestimmung zu realisieren. Jede Technologie bringt Vor- und Nachteile mit sich und je nach individuellem Anwendungsfall sind einige mehr, andere weniger geeignet.

WLAN

Auf WLAN basierende Lokalisierungssysteme können die Position von Geräten mit aktiviertem WLAN (z.B. Smartphones, Tablets) und von Wi-Fi-Tags bestimmen. Die Genauigkeit von WLAN bei der serverseitigen Indoor Positionsbestimmung variiert von acht bis 15 Meter – abhängig von den Voraussetzungen.

Vorteile

Schwächen

geeignete Anwendung

alle Wi-Fi-fähigen Geräte können getrackt werden

Besucherverhalten lässt sich analysieren

hohe Reichweite (bis zu 150m)

Genauigkeit von BLE oder RFID ist nur schwer erreichbar

bei Smartphones: hohe Latenzzeiten und randomisierte MAC-Adressen bei nicht mit einem WLAN-Netzwerk verbundenen Geräten

Tracking-Lösungen, bei denen die Analyse von Bewegungsprofilen gewünscht ist

 

Bluetooth Low Energy (BLE)

Beacons sind kleine drahtlose Funksender, die Daten mittels Bluetooth Low Energy (Bluetooth Smart) übertragen. Sie sind relativ günstig, können bis zu fünf Jahre und mehr mit einer Knopfzelle betrieben werden und haben im Innenbereich eine Reichweite von maximal 75 Metern. Die Genauigkeit liegt typischerweise bei unter acht Metern. Beacons gibt es in den unterschiedlichsten Formen, sie sind skalierbar und sehr portabel.

Vorteile

Schwächen

geeignete Anwendung

Flexibilität

Kosteneffizienz

gedämpfte Signalausbreitung innerhalb von Gebäuden

Instabilität bei räumlichen Veränderungen und Funkstörungen

Indoor-Tracking-Lösungen, bei denen nicht höchste Präzision erreicht werden muss

 

Ultra-wideband (UWB)

Ultra-wideband ist eine Kurzstrecken-Funktechnik. Die Genauigkeit liegt bei unter 30 Zentimetern und ist damit deutlich höher als die von Beacons oder WLAN. Auch Höhenunterschiede können sehr genau ermittelt werden.

Vorteile

Schwächen

geeignete Anwendung

hohe Genauigkeit

niedrige Latenzzeiten (bis zu 100 Positionsupdates pro Sekunde)

kaum Interferenzen

höhere Kosten und kürzere Batterielebensdauer als BLE Beacons

Tracking-Lösungen im industriellen Umfeld mit hoher Präzisionsanforderung und geringer Anzahl an Assets

 

Infografik: Prozessoptimierung in der internen Logistik
Anwendungsbeispiel für Positionsbestimmung mit UWB (Quelle: infsoft)

 

RFID

RFID ist eine Form der drahtlosen Kommunikation, die Funkwellen zur Identifikation von Objekten nutzt. Die passive RFID-Technologie funktioniert nur in der Nähe von speziellen RFID-Lesegeräten (infsoft Locator Nodes), welche die RFID-Tags mit Energie versorgen und deren Daten empfangen. Die Position der zu verfolgenden Objekte kann nicht permanent, sondern nur zum Lesezeitpunkt bestimmt werden.

Vorteile

Schwächen

geeignete Anwendung

unempfänglich für Interferenzen

keine Batterie notwendig

kurze Reichweite (weniger als ein Meter)

Lesegerät meldet nur die Information „gesehen“ / „nicht gesehen“

Infrastruktur kann kostenintensiv sein

Tracking-Lösungen mit einer großen Anzahl von Tags (z.B. in der Logistik, Distribution und im Bestandsmanagement)

 

Oft sind Hybridlösungen sinnvoll

Leider gibt es keine Technologie, die alle etwaigen Anforderungen an ein Indoor Lokalisierungssystem erfüllt. In der Regel müssen bei der Suche nach der am besten geeigneten Technologie die eigenen Anforderungen an das System, die Bedingungen vor Ort und das Budget miteinbezogen werden. Oftmals wird die effizienteste Lösung durch eine Kombination von Technologien erreicht.

Wird zum Beispiel in der Logistik ein Gabelstapler mit einer Hardware (infsoft Locator Node) ausgestattet, deren Sensorik neben RFID auch auf Ultra-wideband (UWB) anspricht, kann eine Verbindung zwischen den Positionsdaten des Gabelstaplers und den Identifikationszeitpunkten von mit RFID-Tags versehenen Waren hergestellt werden. Hierdurch können Logistikprozesse deutlich effizienter gestaltet werden, da neben der punktuellen Lokalisierung auch eine präzise Materialfluss-Steuerung in Echtzeit ermöglicht wird.

Infografik: Tracking von Fluförderzeugen und Gütern in der Logistik
Anwendungsbeispiel für Positionsbestimmung mit UWB (Quelle: infsoft)

Mehr Informationen zu den verschiedenen Ortungstechnologien für Indoor Positionsbestimmung.

 

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