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Tech Einblicke
Das Auffinden deiner Assets ist ein wichtiger Teil deines Geschäfts. Es gibt ein Dutzend Praktiken, die von der Maximierung der Asset-Nutzung über die Planung der Wartung bis hin zum Tracking verschiedener Assets wie Container, Trailer, Paletten usw. reichen. Die Geolokalisierung hilft Unternehmen auf der ganzen Welt, den optimalen Nutzen aus ihrem Fuhrpark zu ziehen. Dieser Blogbeitrag erklärt und vergleicht vier verschiedene Geolokalisierungstechnologien: GPS, Bluetooth, WiFi und netzwerkbasierte Geolokalisierung. Wir vergleichen ihre Vor- und Nachteile und zeigen, dass die Kombination verschiedener Geolokalisierungstechnologien in deiner Lieferkettenlogistik die betriebliche Effizienz drastisch verbessern kann. Aber das Wichtigste zuerst... Was genau ist Geolocation?
Sensolus vergleicht vier Geolokalisierungstechnologien – GPS, Bluetooth Low Energy (BLE), WiFi und netzwerkbasierte Geolokalisierung –, um Unternehmen bei der Wahl der passenden Lösung für das Asset-Tracking zu unterstützen. GPS bietet hohe Genauigkeit im Freien, verbraucht jedoch mehr Energie und hat in Innenräumen Schwierigkeiten. BLE ist energieeffizient und ideal für Indoor-Tracking, insbesondere mit Beacons. WiFi-basierte Geolokalisierung ist stromsparend und funktioniert gut in städtischen Gebieten, ist jedoch auf externe Datenbanken angewiesen. Netzwerkbasierte Geolokalisierung nutzt minimale Energie und funktioniert sowohl innen als auch außen, wobei die Genauigkeit je nach Netzwerkdichte variiert. Die Kombination dieser Technologien kann die Betriebseffizienz optimieren, indem Energieverbrauch und Standortgenauigkeit ausgeglichen werden.
Geolokalisierung bezieht sich auf jede Art von Technologie, die in der Lage ist, den geografischen Standort eines Geräts zu bestimmen. Indem du ein Asset-Tracking-Gerät in Echtzeit ortest, kannst du ein wichtiges Asset, wie z.B. einen Container, einen Trailer, eine Palette usw., lokalisieren.
Oft ist das Tracking-Gerät ein Mobiltelefon oder ein mit dem Internet verbundenes Gerät (Internet der Dinge). Schauen wir uns die vier verschiedenen Arten von Geolocation-Technologien und ihre Vor- und Nachteile etwas genauer an.
Das Global Positioning System wurde ursprünglich für die militärische Navigation entwickelt, aber heute kann jeder, der ein GPS-Gerät besitzt, die Funksignale dieser Satelliten empfangen. Dieses globale Satellitensystem liefert einem GPS-Empfänger fast überall auf der Erde Geo- und Zeitinformationen, wenn es keine Hindernisse gibt und mindestens drei GPS-Satelliten verfügbar sind.
Ein großes Plus von GPS ist seine Genauigkeit. Es kann etwas bis auf fünf Meter genau orten, mit Dualband-GPS-Empfängern sogar noch besser. Die Genauigkeit hängt von vielen Faktoren ab und es ist auch wichtig, die Zeit zu berücksichtigen, die für die Bestimmung einer Position benötigt wird, die Fixierungszeit.
Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die GPS-Antenne freie Sicht auf den Himmel hat. Wenn das GPS-Signal dagegen reflektiert oder behindert wird, kann es viel länger dauern oder sogar unmöglich werden, eine genaue Position zu bestimmen. Je länger es dauert, einen GPS-Punkt zu finden, desto mehr Energie wird verbraucht.
Es gibt auch einen wichtigen Unterschied zwischen einem Cold Fix und einem Hot Fix. Ein Cold Fix ist die Bestimmung einer Position, wenn keine Satellitendaten verfügbar sind, zum Beispiel nach einer Zeit der Inaktivität. Wenn das Ortungsgerät bereits Satellitenpositionen erfasst hat, weil es ständig trackt, kann es viel schneller eine genaue Position finden, das ist ein Hot Fix.
Ein batteriebetriebener Peilsender, der mehrere Jahre lang funktionieren muss, wird nicht häufig Positionen bestimmen, sondern muss Kaltakquise betreiben. Dein Smartphone, das nach einem Tag wieder aufgeladen werden muss, kann dagegen Hotfixes durchführen, da es den Luxus hat, häufig GPS-Fixes zu machen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass GPS überall im Freien funktioniert und keine spezielle Infrastruktur erforderlich ist. Der Nachteil ist, dass diese Geolokalisierungstechnologie ziemlich viel Energie benötigt, weil sie mehrere Satelliten abhören muss, und das kann einige Zeit dauern, vor allem, wenn es sich um einen Cold Fix handelt. Weitere Nachteile sind, dass die Fernkommunikation durch wetterbedingte Situationen unterbrochen werden kann und dass sie nicht in geschlossenen Räumen funktioniert.
Während GPS also als Ortungstechnologie für den Außenbereich genutzt werden kann, können WiFi und Bluetooth nebeneinander für die Ortung in Innenräumen verwendet werden.
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Bluetooth ist ein Standard für drahtlose Kurzstrecken-Kommunikationstechnologie. Es ist hauptsächlich für die Kommunikation über kurze Distanzen gedacht. Die Signale werden nicht sehr weit übertragen, selbst unter optimalen Bedingungen müssen sich die Geräte innerhalb von 100 Metern befinden. Obwohl es Bluetooth schon seit zwei Jahrzehnten gibt, macht seine neueste Version, Bluetooth Low Energy (BLE), große Fortschritte bei der Geolokalisierung und Ortung.
Es gibt zwei Möglichkeiten, ein Tracking-Gerät über BLE zu lokalisieren:
Geobeacons dienen als Standortmarkierung. Das sind Geräte, die ein BLE-Signal aussenden, das Ortungsgeräte nutzen, um ihren Standort zu identifizieren. Wenn du also Geobeacons an bekannten Orten installierst, sendet das Beacon seine Kennung. Das Ortungsgerät in der Nähe identifiziert den Sender, das Geobeacon, und bestimmt damit seine Position.
Der Vorteil von Geobeacons ist die Tatsache, dass für die Kommunikation keine Interaktion mit der bestehenden IT-Infrastruktur erforderlich ist. Das Leuchtfeuer selbst ist die minimale Infrastruktur, die installiert werden muss.
Diese Geolokalisierungstechnologie funktioniert sowohl im Freien als auch in Innenräumen genau. Je mehr Geobeacons du installierst, desto genauer wird die Position deines Objekts sein.
Das Hauptargument für den Einsatz der BLE-Technologie ist die Tatsache, dass die Lebensdauer der Batterie für viele Jahre garantiert ist. Diese Technologie verbraucht sehr wenig Strom und kann leicht in deine bestehende Logistikinfrastruktur eingebaut werden.
Eine batteriebetriebene Bake ist viel billiger als die Verlegung von Kabeln in Industriegebieten, für die du eventuell Prozesse abschalten und Sicherheitskontrollen durchführen musst.
Ein Nachteil ist, dass es etwas ungenauer als GPS ist und eine minimale Infrastruktur benötigt, während GPS keine benötigt.
Ein alternativer Ansatz zur Ortung eines Geräts über BLE ist die Arbeit mit BLE-Gateways. Gateways werden an festen Standorten installiert und dienen als Standortmarkierung. Diese Geräte werden verwendet, um Ortungsgeräte zu lokalisieren, die nicht (notwendigerweise) mit dem Internet verbunden sind. Das Tracking-Gerät sendet ein BLE-Signal aus, das vom Gateway empfangen wird. Das Gateway leitet die eindeutige Kennung des sendenden Geräts an die Cloud weiter, damit es lokalisiert werden kann.
Die Genauigkeit der BLE-Lokalisierung hängt von der Bestimmung der Entfernung zu einer festen Markierung ab. Es gibt verschiedene Ansätze. Das Gerät kann die Position des nächstgelegenen Markers übernehmen oder es kann die Entfernungen zu allen erreichbaren Markern schätzen und eine Triangulation durchführen, um eine Position zu bestimmen.
Es gibt auch verschiedene Techniken, um die Entfernung zwischen zwei Geräten über BLE zu bestimmen. Am einfachsten ist es, die Signalstärke des empfangenen Signals zu verwenden, aber es ist auch möglich, Winkel zu messen oder die Flugzeit zu berechnen.
Die Kombination dieser Techniken bestimmt die Genauigkeit der Standortbestimmung über BLE. Wenn nur ein Marker verwendet wird und dieser auf der Grundlage von RSSI (Received Signal Strength Indicator) ausgewählt wird, ist das Ergebnis weniger genau als bei der Kombination verschiedener Marker mit präziseren Standortschätzungen wie der Flugzeit. Die Signalstärke kann durch Reflektionen oder Absorption beeinträchtigt werden, was zu einer abweichenden berechneten Entfernung führt.
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Die Wi-Fi-Positionierung greift auf drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) zu, d.h. auf Netzwerke von Geräten, die sich mit einer bestimmten Funkfrequenz verbinden, normalerweise 2,4 GHz oder 5,0 GHz. Das Wi-Fi-Gerät überträgt Signale mit einer Reichweite von bis zu hundert Metern, was bedeutet, dass Wi-Fi sowohl in Gebäuden als auch im Freien eingesetzt werden kann. Ein Tracking-Gerät sucht nach Wi-Fi Access Points (APs) in der Nähe. Durch die Bestimmung der eindeutigen Kennung der APs, z. B. der MAC-Adresse, kann eine Position ermittelt werden. Lokale oder öffentliche Datenbanken stellen die Verbindung zwischen beobachteten MAC-Adressen und Geolocation her.
Tracking-Geräte suchen nur nach Wi-Fi-Signalen, sie müssen sich nicht mit dem Wi-Fi verbinden. Deshalb nutzt die Wi-Fi-Positionierung auch Wi-Fi-Netzwerke, die du nicht besitzt oder auf die du keinen Zugriff hast. Wenn zum Beispiel ein kommerzieller Trailer durch ein Stadtzentrum fährt, passiert er Hunderte oder Tausende von Wi-Fi-Netzwerken.
Gut zu wissen ist, dass Wi-Fi einen niedrigen Energieverbrauch hat. Die Genauigkeit hängt von zwei wichtigen Faktoren ab: der Dichte der Zugangspunkte und der Genauigkeit der Datenbank. Es besteht die Gefahr von falschen Datenbankeinträgen, die zu falschen Positionen führen. Für Wi-Fi ist keine zusätzliche Infrastruktur erforderlich. Wie bereits erwähnt, kann dein Wi-Fi-Gerät Informationen über Netzwerke in der Umgebung tracken. Bedenke, dass du dafür möglicherweise einen kostenpflichtigen Dienst benötigst oder das lokale Infrastrukturnetz kennen musst.
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Der Standort kann auch über die Netzwerkinfrastruktur eines Dienstanbieters ermittelt werden. Die Genauigkeit der netzwerkbasierten Techniken kann variieren. Dies hängt sowohl von der Konzentration der Basisstationen als auch von der Umsetzung der modernsten Zeitmessungsmethoden ab. Eine Technik, die von verschiedenen Netzbetreibern verwendet wird, ist die Netz-Triangulation. Das bedeutet, dass du den Standort eines Punktes bestimmen kannst, indem du aus bekannten Punkten Dreiecke zu ihm bildest. Um die Netzwerkinfrastruktur eines Dienstanbieters zu nutzen, wird dein Tracking-Gerät mit einem Modul des Dienstanbieters ausgestattet.
Von allen diskutierten Geolokalisierungstechnologien benötigt die netzbasierte Geolokalisierung am wenigsten Energie. Die Genauigkeit dieser Ortungstechnik hängt vom Netz und der Dichte der verfügbaren Basisstationen ab (in der Regel ist sie in einer städtischen Umgebung höher als in einer ländlichen Umgebung) und kann stark variieren.
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Jede Technologie hat ihre Stärken und Schwächen. Die wahre Stärke liegt darin, zu wissen, wann man welche Technologie einsetzt, um sowohl minimalen Energieverbrauch als auch maximale Datengenauigkeit zu gewährleisten.
Jedes Projekt entwickelt sich im Laufe der Zeit weiter und damit auch die Anforderungen an die Lokalisierung von Assets. Das Gleichgewicht zwischen diesem Energieverbrauch und der korrekten Nutzung von Geolokalisierungstechnologien ist ein wichtiger Aspekt unserer Lösung. Dies wird durch die Kombination von Intelligenz auf dem Gerät und Intelligenz auf der Plattform erreicht, die sich mit der Zeit anpasst.
Auch die Wahl der Geolokalisierungstechnologie kann je nach Standort variieren. In deiner Fabrik brauchst du vielleicht eine Genauigkeit von 10 Metern, während du bei einem Lieferanten diese Präzision nicht brauchst. Die Möglichkeit, zusätzliche Infrastruktur nur dort hinzuzufügen, wo du mehr Präzision brauchst, erhöht die Flexibilität.
An manchen Orten lohnt es sich, die zusätzlichen Kosten für die Infrastruktur auf sich zu nehmen, während du an anderen Orten die Kosten so gering wie möglich halten willst, weil es keinen geschäftlichen Mehrwert gibt.
Die Geolokalisierung sollte dynamisch sein, damit du an jedem Standort die optimale Technologie einsetzen kannst. In Abbildung 4 unten siehst du das Beispiel eines Tracking-Geräts, das zuerst die BLE-Lokalisierung ausprobiert. Wenn dies fehlschlägt, wird auf GPS zurückgegriffen. Wenn auch das fehlschlägt, gibt es immer noch die Möglichkeit einer Wi-Fi- oder sogar Netzwerkortung. Unabhängig vom physischen Standort (draußen/ drinnen, auf dem Land/ in der Stadt, …),
der Peilsender findet immer eine Technologie, um sich selbst mit der größtmöglichen Genauigkeit zu lokalisieren.
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