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Strategien für die Bereitstellung von Beacons

Verfügbar für ArcGIS-Organisationen mit Lizenz für die Erweiterung "ArcGIS IPS".

Die ArcGIS IPS Setup-App verwendet BLE-Beacons (Bluetooth Low Energy), um Funkreferenzdaten für die Indoor-Positionierung zu erfassen. Die Funksignale werden bei einer Indoor-Positioning-System-Einmessung (IPS-Einmessung) mit der IPS Setup-App erfasst oder mit einem prädiktiven Algorithmus auf Grundlage von Beacon-Daten und der Anordnung der Wände in einer Innenumgebung simuliert. Wurden die Funksignale mit dem Werkzeug Indoor-Positionierungs-Dataset generierenverarbeitet und als Datenservice für die Indoor-Positionierung veröffentlicht, können sie zur verlässlichen und genauen Verortung genutzt werden. BLE-Beacons, die das iBeacon-Protokoll nutzen, unterstützen die Indoor-Positionierung, sofern die empfohlene Konfiguration befolgt wird.

Die korrekte Bereitstellung von Beacons ist entscheidend für die anhaltende Genauigkeit und Wirksamkeit eines Indoor Positioning System. Berücksichtigen Sie bei der Aktivierung der Indoor-Positionierung die im Folgenden beschriebenen Empfehlungen für die Planungs-, Installations-, Konfigurations-, und Testphasen.

Planung

Bei der Beacon-Planung muss die Anzahl und Verteilung der Beacons basierend auf dem Abdeckungsbereich (IPS-Bereich) und den physischen Merkmalen einer Einrichtung bestimmt werden. Für eine zuverlässige Positionierung sind in der Regel Funksignale von mindestens vier Beacons an einem Positinierungspunkt erforderlich. Eine optimale Performance wird in der Regel mit etwa 10 Beacon-Signalen erreicht. Bei mehr als 20 Signalen sind die Verbesserungen nur minimal und können zu einer Übersättigung führen.

Die geschätzte Anzahl an erforderlichen Beacons richtet sich in der Regel nach der vorgeschlagenen Signalabdeckung für den jeweiligen Umgebungstyp. Unterschiedliche Umgebungen machen ggf. eine abweichende Dichte oder Konfiguration des Beacon-Netzwerks erforderlich und sollten bei der Erstellung eines Plans für die Beacon-Platzierung berücksichtigt werden. Ein Plan für die Beacon-Platzierung kann manuell oder mit dem Werkzeug Beacon-Platzierungsplan generieren erstellt werden. Empfehlungsgemäß sollten Sie das Werkzeug Beacon-Platzierungsplan generieren nutzen, um den Workflow zu optimieren, und dabei die vorgeschlagenen Empfehlungen für die Beacon-Planung befolgen.

Die Beacon-Verteilung und -Dichte sind wichtige Faktoren, die die Qualität und Genauigkeit eines Indoor Positioning System bestimmen. Beachten Sie die folgenden Empfehlungen zu Entfernungen, um die optimale Signalabdeckung und Positionierungs-Performance zu erzielen:

  • Die optimale Entferung zwischen den Beacons wird durch eine Kombination verschiedener Faktoren bestimmt, darunter die Geometrie der IPS-Fläche und der Wände, die Signalstärke der Beacons sowie das Vorhandensein physischer Hindernisse und Materialien, die die Signalweitergabe beeinflussen. Diese Faktoren haben Einfluss darauf, wie weit Bluetooth-Signale ohne Beeinträchtigung der Positionierungsgenauigkeit übertragen werden können.
  • An jedem Positionierungspunkt sollten mindestens vier erkennbare Beacon-Signale vorhanden sein, davon mindestens drei in der Sichtbarkeitslinie. In typischen Büroumgebungen sollten die Beacons in Abständen von etwa 10 bis 15 Metern aufgestellt werden. Von größeren Entfernungen als 15 Metern wird abgeraten. Für optimale Ergebnisse sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:
    • Dünne bzw. leichte Wände aus Gips, Glas oder Holz: Wenn die absolute Entfernung zum nächsten Beacon weniger als 8 Meter beträgt, sind keine drei Beacons in der Sichtbarkeitslinie erforderlich. Vermeiden Sie es, Beacons zu dicht beieinander auf gegenüberliegenden Seiten von Leichtbauwänden zu platzieren. Eine zu starke Überlappung kann zu einer höheren Signaldichte als empfohlen führen und die Performance beeinträchtigen.
    • Dicke Wände, z. B. aus Ziegel, Beton oder Stahlträgern: Wenn die absolute Entfernung zum nächsten Beacon mehr als 10 Meter beträgt, sollten drei Beacons in der Sichtbarkeitslinie angebracht werden. Dies gilt in der Regel für Industriegebäude, Veranstaltungsorte, Flughäfen und Krankenhäuser.
    • Korridore: Platzieren Sie die Beacons versetzt oder in einem Zick-Zack-Muster entlang des Weges, um die Signalverteilung zu verbessern und ausgegrenzte Zonen zu verringern.
    • Offene Bereiche: In offenen Bereichen sollten Sie die Beacons entlang der Umfangslinie des Raumes platzieren. Bei Räumen, die breiter als 30 Meter sind, fügen Sie zusätzliche Beacons im Innenbereich in einem regelmäßigen Gitter-Layout hinzu, soweit es die Umgebung zulässt.

Das Werkzeug Beacon-Platzierungsplan generieren berücksichtigt automatisch Faktoren wie Abstand, Signalstärke und physische Hindernisse. Es platziert Beacons an passenden, für die Installation geeigneten Wandflächen und gewährleistet eine ausreichende Abdeckung bei einer minimalen Anzahl an Beacons.

Installation

Installieren Sie Beacons gemäß dem Beacon-Platzierungsplan, entweder manuell oder mithilfe des Werkzeugs Beacon-Platzierungsplan generieren. Montieren Sie die Beacons an Wänden, Decken oder anderen Bauteilen, damit sie sicher befestigt sind. Berücksichtigen Sie bei der Montage von Beacons die folgenden Empfehlungen:

  • Platzierung: Halten Sie nach Möglichkeit eine einheitliche Montagehöhe für die gesamte Bereitstellung ein, idealerweise 3 bis 4 Meter über dem Boden. Bringen Sie alle Beacons möglichst auf gleicher Höhe oder so nahe wie möglich daran an.
  • Montage: Wählen Sie glatte, saubere Oberflächen, und verwenden Sie doppelseitiges Klebeband, um das Herunterfallen oder Verrutschen von Beacons zu vermeiden.
  • Hindernisse: Bringen Sie Beacons nicht in der Nähe von Feuerlöschern, Lüftungskanälen, Fahrstühlen, großen Metallkonstruktionen, Fernsehern und anderen Hindernissen bzw. signalstörenden Elementen und Objekten an.
    Hinweis:

    Sollte der Beacon-Plan oder die Installation selbst im Widerspruch zu Empfehlungen stehen, insbesondere bei Hindernissen, ändern Sie den Bereitstellungsplan, und bringen Sie den Beacon so nah wie möglich an der empfohlenen Position an.

  • Aufzeichnung von Positionen: Erfassen Sie nach der Bereitstellung und Konfiguration der Beacons die Standorte und Eigenschaften jedes einzelnen Beacons auf der Karte. Weitere Informationen dazu, wie Sie mit der IPS Setup-App einen Beacon auf der Karte erstellen, ändern oder löschen, finden Sie im Thema Operationen für die Bereitstellung von Beacons.

Konfiguration

Konfigurieren Sie die Beacons mit der vom Beacon-Anbieter bereitgestellten Software (im Idealfall handelt es sich bei den erworbenen Beacons um vorkonfigurierte Beacons, wodurch sich Fehlkonfigurationen vermeiden und Bereitstellungs-Workflows optimieren lassen). Konfigurieren Sie das Beacon-Netzwerk mit den folgenden Optionen und Einstellungen:

  • Übertragungsprotokoll: iBeacon
  • Sendeintervall: 350 ms

    Mit dieser Einstellung wird festgelegt, wie oft der Beacon das Signal sendet.

  • TX-Power-Einstellung: Mit dieser Einstellung wird die Stärke des vom Beacon gesendeten Bluetooth-Signals festgelegt.

    Für die meisten Beacon-Installationen lautet die Standardeinstellung "TX Power 2 (-16 dBm)". Unter bestimmten Umgebungsbedingungen ist möglicherweise eine benutzerdefinierte Sendeleistung erforderlich.

    Received Signal Strength Indication (RSSI): Indikator der Empfangssignalstärke. Bei 1 Meter Entfernung sollte er bei -81 dBm oder möglichst nahe an diesem Wert liegen.

  • Für jedes Beacon im Netzwerk liegt eine eindeutige ID-Folge im Format "UUID.major.minor" vor.
Tipp:

Umgebungen mit starken Funkstörungen oder Überlastungen erfordern möglicherweise Anpassungen der Netzwerkeinstellungen, damit optimale Ergebnisse erzielt werden können. Wenden Sie sich an einen IPS-Experten, wenn besondere Anforderungen und Empfehlungen beim Netzwerkmanagement einzuhalten sind.

Tests

Bei einer vor Ort durchgeführten Installation werden einige wichtige Beacon-Attribute, die für die Generierung der Positionierungsdaten erforderlich sind, möglicherweise übersprungen oder weggelassen. In diesem Fall können Beacon-Features mithilfe von ArcGIS Pro-Workflows um die fehlenden Attribute ergänzt werden. Nach der Installation und Konfiguration der Beacons sollten Sie das Beacon-Netzwerk testen, um die ordnungsgemäße Funktionalität und Abdeckung sicherzustellen. Sie können die Beacon-Abdeckung testen, indem Sie mit einem Mobilgerät durch den Bereich gehen und eine generische Funkerkennungs-App wie nRF Connect oder eine vom Beacon-Anbieter bereitgestellte Netzwerkmanagement-App verwenden. Testen und bewerten Sie die Indoor-Positionierungs-Performance, nachdem Sie die Netzwerkdaten mit dem Werkzeug Indoor-Positionierungs-Dataset generieren verarbeitet, den Datenservice für die Indoor-Positionierung veröffentlicht und die IPS-bezogene Karte konfiguriert haben.

Nach der Konfiguration einer Indoor-Positionierungs-Bereitstellung ist es möglicherweise erforderlich, von Zeit zu Zeit Wartungsarbeiten am Bluetooth Beacon-Netzwerk durchzuführen. Mit der IPS Setup-App können Sie den Status der bereitgestellten Beacons überwachen und feststellen, ob Wartungsarbeiten erforderlich sind.