Asset Tracking mit BLE: Hardware-Leitfaden

Asset-Tracking mit Sensoren, Tags und Beacons wird immer beliebter, und das Interesse an dieser Technologie wächst weiter. Natürlich steigt damit auch die Zahl der Fragen zur Umsetzung.

Seit der Veröffentlichung der GPS-Trace Tags-Lösung erhält unser Team zunehmend Anfragen zum Thema Asset-Tracking. Die Lösung ermöglicht es, Daten, die von Gateways empfangen werden, in separate nachverfolgbare Assets umzuwandeln, ohne auf jedem einzelnen Objekt dedizierte GPS-Hardware installieren zu müssen.

Dieser Artikel erklärt, welche Ausrüstung für Asset-Tracking mit der GPS-Trace-Plattform erforderlich ist, vergleicht verfügbare Bereitstellungsansätze und hebt die wichtigsten Faktoren hervor, die bei der Hardwareauswahl für ein konkretes Projekt zu berücksichtigen sind.

Der Fokus liegt dabei hauptsächlich auf mobilen BLE-Gateway-Bereitstellungen mit Tags und erklärt außerdem, wie sich dieser Ansatz von Mesh-basierten Asset-Tracking-Lösungen unterscheidet.

Allgemeines Funktionsprinzip

Für Asset-Tracking mit Tags können zwei Hauptansätze verwendet werden:

1. Mobile Technologie
2. Mesh-Technologie

1. Mobile Technologie

Bei diesem Ansatz fungiert ein GPS-Tracker als mobiles BLE-Gateway, sammelt Daten von BLE-Geräten in der Nähe und überträgt sie zusammen mit den eigenen GPS-Koordinaten an die GPS-Trace-Plattform.

BLE-Geräte (Sensoren, BLE-Tags und Beacons) werden an den Assets befestigt, die nachverfolgt werden sollen. Der GPS-Tracker scannt kontinuierlich nach BLE-Signalen in der Nähe und leitet deren Daten an die Plattform weiter.

BLE (Bluetooth Low Energy) ist eine Funktechnologie zur Datenübertragung über kurze Distanzen zwischen Geräten wie Beacons, Tags, Sensoren und Gateways.

Der Tracker selbst kann:

• in einem Fahrzeug installiert sein
• von einer Person getragen werden
• an einem beweglichen Asset befestigt werden
• an einem festen Standort eingesetzt werden (wenn keine Mobilität erforderlich ist, aber GPS-Positionierung benötigt wird)

Was Sie nachverfolgen können:

• Position von Assets mit BLE – bestimmt auf Basis der Position des GPS-Trackers
• Telemetriedaten von BLE-Sensoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegung usw.)
• Den GPS-Tracker selbst – wird in der Tags-Anwendung als separates Asset angezeigt

Datenfluss: BLE-Geräte → GPS-Tracker → GPS-Trace-Plattform

2. Mesh-Technologie

Bei diesem Ansatz wird eine stationäre Infrastruktur auf Basis von Wirepas Mesh bereitgestellt, bestehend aus Ankern und Gateways, die Daten im Netzwerk von an Assets befestigten Tags, Beacons und Sensoren weiterleiten.

Wirepas Mesh ist eine Mesh-Netzwerktechnologie, bei der Geräte autonom ein Netzwerk bilden und Daten über andere Geräte weiterleiten, ohne dass jedes Gerät direkt mit einem Gateway verbunden sein muss.

An Assets befestigte Tags, Beacons und Sensoren senden Daten an nahegelegene Anker. Die Anker leiten diese Informationen dann über das Mesh-Netzwerk an Gateways weiter, die sie anschließend an die GPS-Trace-Plattform übertragen.

Solche Systeme werden typischerweise in Lagern, Büros, Industrieanlagen und anderen festen Standorten eingesetzt, an denen Assets innerhalb eines definierten Bereichs nachverfolgt werden müssen.

Im Gegensatz zu mobilen GPS-Trackern verfügen Anker und stationäre Gateways in der Regel nicht über eigene GPS-Koordinaten. Daher müssen ihre Positionen manuell auf der Karte zugewiesen oder mit bestimmten Zonen/Ebenen verknüpft werden. Dieser Ansatz ist besonders nützlich für Indoor- oder Fixed-Location-Szenarien, in denen klassisches GPS-basiertes Tracking unpraktisch ist.

Was Sie nachverfolgen können:

• Position nachverfolgter Assets – bestimmt auf Basis der Ankerposition
• Telemetriedaten von Sensoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegung usw.)

Datenfluss: Mesh-Geräte → Anker → Anker → Gateway → GPS-Trace-Plattform

Komponenten der mobilen Technologie

Dementsprechend erfordert BLE-Asset-Tracking mit Tags drei Komponenten:

1. An Assets befestigte BLE-Geräte

Das können BLE-Beacons, BLE-Tags oder Sensoren sein, die an Ausrüstung, Werkzeugen, Behältern, Fracht, Paletten, Lagerwagen, medizinischen Geräten, Kühlaggregaten, Türen, Toren oder abnehmbaren Fahrzeugteilen angebracht werden.

Beispielsweise können sie an Baumaschinen, Generatoren, Kompressoren, Werkzeugkoffern, Gepäck, Tresoren und anderen beweglichen oder wertvollen Assets befestigt werden.

Solche Geräte helfen, die Anwesenheit eines Assets in der Nähe des Gateways zu erkennen, seine Bewegung und seinen Zustand zu verfolgen und das benötigte Objekt schnell zu finden.

2. Gateway, das BLE-Daten empfängt

Das Gateway empfängt Daten von BLE-Geräten in der Nähe und sendet sie an die Plattform. Ein Gateway kann ein GPS-Tracker mit Bluetooth-Unterstützung, ein stationäres BLE-Gateway oder ein anderes verbundenes Gerät sein, das BLE-Daten empfangen und über ein Mobilfunknetz oder eine andere Internetverbindung an die Plattform senden kann.

3. GPS-Trace-Plattform und Tags

Die GPS-Trace-Plattform empfängt Daten vom Gateway. Tags zeigt separate Assets an, die aus BLE-Gerätedaten oder Gateway-Parametern erstellt wurden. Der Zugriff auf Tags erfolgt über Dealer und Service-Provider, die in der GPS-Trace Console registriert sind.

Auswahl mobiler Hardware

Bei der Auswahl von Hardware für ein BLE-Asset-Tracking-Setup sollten viele Faktoren berücksichtigt werden, darunter der Anwendungsfall, das Budget, die Hardwareverfügbarkeit in Ihrer Region, Einsatzbedingungen, erforderliche Batterielaufzeit und mehr.

Die folgenden Empfehlungen helfen Ihnen, Hardware für die Nutzung mit Tags und der GPS-Trace-Plattform zu bewerten.

So wählen Sie ein Gateway aus

Prüfen Sie bei der Auswahl eines Gateways die folgenden Faktoren:

1. Integration mit der GPS-Trace-Plattform

Das Gerät und das konkrete Modell müssen mit der Plattform kompatibel sein. Dies können Sie auf unserer Website im Bereich Geräte prüfen.

2. BLE-Unterstützung und Kompatibilität

Der GPS-Tracker muss BLE-Technologie unterstützen und mit den verwendeten BLE-Peripheriegeräten kompatibel sein.

3. Use Case / Szenario

Die Gerätewahl hängt von der konkreten Aufgabe ab, die umgesetzt werden soll.

Beispiel 1 – Asset-Tracking im Fahrzeug

Ein GPS-Tracker wird in einem Fahrzeug installiert und sammelt Daten von BLE-Sensoren, BLE-Tags oder Beacons im Fahrzeug oder in dessen Nähe. Dazu können der Türstatus, die Temperatur in einem Kühlauflieger, der Kraftstoffstand oder die Anwesenheit von Werkzeugen, Kisten oder Ausrüstung gehören.

Beispiel 2 – Anwesenheitsprüfung von Assets an Standorten

Ein GPS-Tracker wird in einem Fahrzeug installiert, das zwischen mehreren Standorten/Orten pendelt, und erkennt beim Eintreffen an einem bestimmten Ort die Anwesenheit bestimmter Assets. Das kann nützlich sein, um Werkzeuge und Ausrüstung auf Baustellen, in Filialen, Lagern und ähnlichen Einrichtungen zu verfolgen.

Beispiel 3 – Flächenabdeckung

Ein stationärer GPS-Tracker wird an einem festen Standort (z. B. Lager, Geschäft, Büro, Baustelle usw.) installiert und dient dazu, Assets innerhalb eines bestimmten Bereichs zu verfolgen.

In solchen Szenarien können mehrere BLE-Gateways erforderlich sein, um die Abdeckung zu erweitern und eine genauere Schätzung der Asset-Position zu ermöglichen.

Der Einsatz mehrerer Gateways ist besonders wichtig in großen Lagern, auf Baustellen und in Industrieanlagen, wo BLE-Signale durch Wände, Metallkonstruktionen, Maschinen und andere Störquellen abgeschwächt werden können.

Wenn ein BLE-Beacon außerdem gleichzeitig von mehreren Gateways erkannt wird, kann die GPS-Trace-Plattform die RSSI-Werte analysieren und die ungefähre Position des Assets schätzen. Dadurch lassen sich Zonen einrichten und die Indoor-Tracking-Genauigkeit verbessern.

RSSI (Received Signal Strength Indicator) zeigt, wie stark das BLE-Signal beim Empfang durch ein Gateway ist. Wenn mehrere Gateways denselben Beacon erkennen, kann der Vergleich der RSSI-Werte helfen abzuschätzen, welcher Zone das Asset am nächsten ist.

Beispiel 4 – Standortübergreifendes Anwesenheits-Tracking 

Mehrere GPS-Tracker können an mehreren Standorten als stationäre Gateways installiert und genutzt werden, um Ankunft, Abfahrt und Zustand von Assets an diesen Standorten zu verfolgen.

Mögliche Szenarien sind das Verfolgen der Bewegung medizinischer Geräte zwischen Krankenhausabteilungen oder Kliniken sowie das Tracking der Anwesenheit von Schlüsseln, Zugangskarten, Paletten, Gabelstaplern oder anderer Service-Ausrüstung in einem bestimmten Lager oder an einem Checkpoint.

4. Technische Spezifikationen

• Anzahl gleichzeitig sichtbarer BLE-Geräte
• BLE-Scanfrequenz (je höher die Scanfrequenz, desto schneller werden die Daten aktualisiert)
• Erkennungsreichweite des BLE-Signals
• Unterstützte BLE-Protokolle und Gerätetypen / Hardwarekompatibilität
• Speicherkapazität und Datenübertragungsgeschwindigkeit
• Stromverbrauch und Einsatzbedingungen usw.

Beispiele für Hersteller mit Gateway-Geräten, die in die GPS-Trace-Plattform integriert sind:

So wählen Sie BLE-Geräte aus

Definieren Sie zunächst die Aufgabe, die das BLE-Gerät lösen soll.

• BLE-Beacons/BLE-Tags – kompakte Geräte, die an Assets, Ausrüstung oder Werkzeugen befestigt werden, um eine Kennung zu übertragen und die Anwesenheit innerhalb des Abdeckungsbereichs zu verfolgen.
• BLE-Sensoren – Geräte, die nicht nur Positionsdaten, sondern auch Telemetrie wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegung, Türstatus und andere Umgebungs- oder Betriebsparameter übertragen.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl von BLE-Geräten die Batterielaufzeit, die BLE-Signalreichweite, Indoor-/Outdoor-Einsatzbedingungen, Schutz gegen Feuchtigkeit, Staub und Temperatur sowie Gerätegröße und Befestigungsart.

Ebenso wichtig ist die Kompatibilität zwischen BLE-Geräten und Gateways. Geräte desselben Herstellers sind meist vorzuziehen, da dies die Einrichtung vereinfacht und Kompatibilitätsprobleme reduziert. Geräte verschiedener Hersteller können jedoch ebenfalls zusammenarbeiten, wenn sie dieselben BLE-Protokolle unterstützen.

Wir empfehlen, BLE-Geräte zu wählen, die Standardprotokolle wie iBeacon und Eddystone unterstützen, da dies die Integration mit unterschiedlichen Gateways erheblich erleichtert.

Außerdem lohnt es sich, vorab zu klären, wie BLE-Geräte konfiguriert werden. Beispielsweise stellt Teltonika eine eigene Anwendung zur Konfiguration von BLE-Geräten bereit.

Beispiele für Hersteller von BLE-Geräten:

Beispiel-Anwendungsfälle mit Queclink-Hardware

Fazit

BLE-basiertes Asset-Tracking kann für Werkzeuge, Ausrüstung, Fracht, Inventar, Anhänger und viele weitere Assets eingesetzt werden. Die optimale Hardwarekombination hängt vom Bereitstellungsszenario, der benötigten Abdeckung, der Batterielaufzeit, den Umgebungsbedingungen und der Plattformkompatibilität ab. Durch die Auswahl der richtigen Kombination aus Gateways und BLE-Geräten können Organisationen skalierbare und kosteneffiziente Asset-Tracking-Lösungen mit GPS-Trace und Tags aufbauen.