Mehr Anwendungen durch neue Techniken
Was ist neu beim IoT-Asset-Tracking?
Beim IoT-Asset-Tracking tut sich Einiges: Neue Funktechniken schaffen bessere Connectivity, Mehrkonstellations-GNSS und Assisted GNSS verbessern die Abdeckung im Freien und die Positionsbestimmung. Von den Innovationen profitieren sowohl die Anbieter von Tracking-Produkten als auch die Endnutzer.
Ob im Privat- oder im Geschäftsleben: Noch vor einem Jahrzehnt war es meist nicht möglich, genaue Informationen darüber zu bekommen, wo und in welchem Zustand sich Paketsendungen oder Lieferungen aktuell befanden. Heutzutage wird ein solcher mangelnder Überblick zunehmend als schlechte Geschäftspraxis betrachtet.
Dank der inzwischen weit verbreiteten Verwendung von Ortungsgeräten mit GNSS-Technologie (Global Navigation Satellite System) – in unseren Autos, in unseren Handys, an unseren Handgelenken, aber auch in den Logistikketten von Unternehmen – ist es dank IoT-Trackern heutzutage möglich, alles, was einem wichtig ist, jederzeit im Blick zu behalten. Das hat sich ausgezahlt: Vorausschauende Unternehmen haben die Transparenz, die die Ortungsgeräte bieten, schnell in Effizienzsteigerungen und höhere Gewinne umgesetzt.
Aber wie so oft gibt es keine Pauschallösung für alle. IoT-Tracker gibt es in allen Formen und Größen, und sie machen sich ein wachsendes Spektrum von Basistechnologien zunutze, um die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendungen zu erfüllen. Gerätegröße, Ortungsgenauigkeit, unabhängige Energieversorgung, Aktualisierungshäufigkeit, erforderliche Größe der Nachrichten, Latenz, Skalierbarkeit, Komplexität, Wartungsanforderungen, Erweiterbarkeit, Serviceverfügbarkeit und Kosten sind nur einige der vielen – oft konkurrierenden – Faktoren, die Gerätehersteller bei der Entwicklung von Tracking-Systemen berücksichtigen müssen.
Die gute Nachricht ist, dass heutige Geräteentwickler aus einem wachsenden Portfolio an technischen Möglichkeiten wählen können, um kleinere und bessere Hardware zu bauen, die Integration in Back-End-Cloud-IoT-Plattformen zu beschleunigen und zu vereinfachen sowie die Betriebskosten der Produkte zu senken und gleichzeitig ihre Gewinnmarge zu erhöhen.
Die Komponenten von IoT-Tracking-Produkten
Ein präziser Echtzeitblick in das Was, Wann und Wo von Assets kann dazu beitragen, ineffiziente Prozesse zu erkennen und anzugehen sowie die Planung zu verbessern. Diesen Blick mit IoT-Tracking-Produkten zu erschließen erfordert eine Reihe technischer Komponenten:
- Tags: Alle zu ortenden Assets müssen mit Tags ausgestattet sein, welche die zur Positionsbestimmung erforderlichen Daten erfassen können.
- Ortungssystem: Das Ortungssystem muss das Zielgebiet abdecken. Es kann beispielsweise aus umlaufenden Satelliten bestehen, wie sie von GNSS verwendet werden. Andere Optionen nutzen vorhandene Basisstationen von Mobilfunknetzen, WLAN-Zugangspunkte oder lokal eingesetzte Beacons. Das Ortungssystem kann darüber hinaus durch zusätzliche Dienste unterstützt werden, auf die der Beitrag noch eingehen wird.
- Ortungsmodul: Das Ortungsmodul setzt die von den Tags oder der Infrastruktur vorgenommenen physischen Messungen sowie zusätzliche Informationen in eine genaue Standortbestimmung um. Es lässt sich entweder im Tag, in einem lokalen Prozessor oder in der Cloud betreiben.
- Drahtlose Kommunikation mit der Cloud: Damit die Standortdaten für Endnutzer nützlich sind, benötigen IoT-Echtzeit-Ortungssysteme einen drahtlosen Kommunikationskanal zur lokalen oder in der Cloud gehosteten Ortungssoftware. Je nach Verwendung werden die Daten von den Tags direkt an die Cloud übertragen oder über ein Handy oder ein lokal installiertes drahtloses Gateway weitergeleitet.
Im Allgemeinen benötigen IoT-Tracker eine optimale Energieeffizienz aller wichtigen Hardware-Bausteine, gepaart mit einem offenen, sicheren, skalierbaren und tragbaren drahtlosen Low-Power-Kommunikationskanal zur Cloud.
Einige Anwendungsfälle für die IoT-Ortung
Heutzutage können IoT-Tracker den Standort von fast allem in Echtzeit erfassen. Im Folgenden werden einige Anwendungsfälle betrachtet, die die Vielfalt der Architekturen und Leistungsspezifikationen veranschaulichen.
Tracker für Menschen, Haus- und Nutztiere: Bei ihnen handelt es sich meist um kleine, batteriebetriebene, am Körper getragene Geräte, die üblicherweise im Freien eingesetzt werden. Die genauen Anforderungen variieren zwar von Fall zu Fall, aber in der Regel bieten sie eine mittlere bis hohe Ortungsgenauigkeit mit einer mittleren bis hohen Häufigkeit der Positionsaktualisierung. Die Optimierung der Stromversorgung ist unerlässlich, um ein hohes Maß an Verfügbarkeit der Dienste zwischen den einzelnen Ladevorgängen zu gewährleisten. Weil die Tracker draußen unter wechselnden Umgebungsbedingungen eingesetzt werden, benötigen sie normalerweise eine IoT-SIM-Karte und eine Mobilfunkdatenverbindung, um Daten zurück in die Cloud zu übertragen.
Container-Tracker für Transportgüter: Sie sind auf maximale Energieautonomie ausgelegt und umfassen eine Vielzahl drahtloser Kommunikationstechniken. Dazu gehören LPWAN-Verbindungen (sofern eine entsprechende Netzabdeckung vorhanden ist), Bluetooth- oder WLAN-Verbindungen zu einem lokalen Knotenpunkt oder Gateway für die Satellitenkommunikation sowie Short-Range-Kommunikation zur Übertragung von Daten an PDAs und ähnliche Geräte. Container-Tracker können die Häufigkeit der Positionsaktualisierung drastisch reduzieren und ein Ortungsmodul auf Cloud-Basis verwenden, um den Energiebedarf so gering wie möglich zu halten.
Flotten-Tracker für Autos, E-Bikes und Mikromobile: IoT-Tracker, mit denen die Position von Fahrzeugen oder Mikromobilen in Echtzeit übermittelt wird, greifen auf die Fahrzeugbatterie zu. Weil die Daten oft für Abrechnungen und die Überwachung der Einhaltung von Verkehrsregeln verwendet werden, benötigen Fahrzeug-Tracker genaue Ortung in anspruchsvollen städtischen Räumen. Mobilfunk-Fingerprinting und Assisted GNSS können die zur Bestimmung der Fahrzeugposition benötigte Zeit verkürzen und so Energie sparen.
Gleichzeitig können Koppelnavigationssysteme (Dead Reckoning) Daten von Trägheitssensoren integrieren, um Unterbrechungen in der GNSS-Abdeckung zu überbrücken und die Auswirkungen von Mehrwegeffekten zu verringern. Diese entstehen, wenn GNSS-Signale von Gebäuden reflektiert werden, bevor sie den GNSS-Empfänger erreichen.
Zur Durchsetzung von Verkehrsregeln wie etwa Fahrverbotszonen und Geschwindigkeitsbegrenzungen gibt es eine Weiterentwicklung der Standard-GNSS-Technik mit ihrer metergenauen Präzision hin zu Multiband-Dead-Reckoning-Produkten, die mithilfe von GNSS-Ergänzungsdiensten Genauigkeiten im Zentimeterbereich erreichen. Diese Systeme erfordern meist Mobilfunktechniken mit mittlerer Bandbreite, um Standortdaten an das Back End des Kunden zu übertragen und ständig GNSS-Ergänzungsdaten zu empfangen.
Tracker für Elektrowerkzeug: Elektrowerkzeug-Tracker benötigen idealerweise Ortungssysteme, die eine lückenlose Abdeckung von Innen- und Außenbereichen auf Baustellen bieten. Geringe Größe, lange autarke Energieversorgung und volle Verfügbarkeit sind unerlässlich, damit die Tracker einen Mehrwert für die Baustellenbetreiber bieten.
Die Systeme können beispielsweise die GNSS-Technik für Ortungen im Freien mit Bluetooth für die Ortung in Innenräumen kombinieren, die einspringen, wenn keine GNSS-Signale verfügbar sind.
- Was ist neu beim IoT-Asset-Tracking?
- Trends in der IoT-Ortungstechnik
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