Indoor-Peilung Positionen in Innenräumen mit Bluetooth genau bestimmen

Von Michael Eckstein

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In Innenräumen versagt die Positionsbestimmung per Satellitensignal. Andere Lösungen sind gefragt – zum Beispiel solche auf Basis der Kurzstreckenfunktechnik Bluetooth. Der Anbieter u-blox aus der Schweiz hat dafür mehrere Produkte inklusive passender Evaluierungs-Kits entwickelt.

Die Platine mit einem Antennen-Array, das aus acht einzelnen Patch-Antennen besteht, ist um ein Bluetooth 5.1 Modul NINA-B411 von u-blox herum aufgebaut.
Die Platine mit einem Antennen-Array, das aus acht einzelnen Patch-Antennen besteht, ist um ein Bluetooth 5.1 Modul NINA-B411 von u-blox herum aufgebaut.
(Bild: u-blox )

u-blox hat die Antennenplatine u-blox ANT-B10 für Bluetooth-Peil- und Indoor-Positionierungsanwendungen entwickelt. Die für die Integration in kommerzielle Endprodukte konzipierte Platine ermöglicht laut Hersteller eine hochpräzise Indoor-Positionierung bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch. In Kombination mit dem zugehörigen Explorer-Kit XPLR-AOA soll sie die Evaluierung, Prüfung und Kommerzialisierung von Bluetooth-Peil- und Indoor-Positionierungslösungen beschleunigen.

Die Bluetooth-Indoor-Positionierung nutzt den Ankunftswinkel (AoA) eines Bluetooth-Peilsignals, das von einem mobilen Tag an mehreren festen Ankerpunkten ausgesendet wird, um den Standort des Tags in Echtzeit mit einer Genauigkeit von weniger als einem Meter zu berechnen. Die Technologie, die von dem umfangreichen Bluetooth-Ökosystem und der plattformübergreifenden Interoperabilität profitiert, gewinnt laut u-blox aufgrund ihrer geringen Kosten, hohen Genauigkeit und relativ einfachen Installation und Wartung zunehmend an Bedeutung.

AoA-Positionierungsankers für Innenräume in Sekundenschnelle angebracht

ANT-B10 ist eine eigenständige Bluetooth-Low-Energy-Antennenplatine für die Peilung und Positionierung in Innenräumen. Die Platine mit einem Antennen-Array, das aus acht einzelnen Patch-Antennen besteht, ist um ein Bluetooth 5.1 Modul NINA-B411 von u-blox herum aufgebaut. Nach der Verarbeitung eingehender RF-Signale, die von mobilen Tracker-Tags im Funk- und Winkelberechnungsprozessor des Moduls gesendet werden, gibt die Lösung den berechneten Ankunftswinkel aus, ohne dass zusätzliche Prozesse erforderlich sind.

Für die neue Version ist das XPLR-AOA-3-Explorer-Kit erhältlich. Es kommt mit einem Applikationsboard, das Entwicklern laut u-blox eine schnelle und einfache Möglichkeit bietet, das Antennenboard ANT-B10 sowie den Peilalgorithmus von u-blox zu evaluieren und zu testen. Eine Standard-Stiftleiste auf dem Application Board ermöglicht die einfache Verbindung und den Test von ANT-B10 und Antennenboards von Drittanbietern. Durch die Verbindung der beiden Boards entsteht in Sekundenschnelle ein einsatzbereiter AoA-Positionierungsankerpunkt für Innenräume.

Startklar für die Integration in Endprodukte

ANT-B10 und XPLR-AOA-3 ergänzen das bestehende Indoor-Positionierungsangebot von u-blox rund um die Kits XPLR-AOA-1 und XPLR-AOA-2. Mit u-connectLocate, das auf dem Bluetooth-Modul von ANT-B10 läuft, können Lösungsentwickler die Algorithmen zur Winkelberechnung nach Angaben des Herstellers einfach über AT-Befehle ausführen. Mit dieser Kombination soll das Lösungspaket direkt bereit sein für die Integration in Endprodukte.

Zu den üblichen Anwendungsfällen für die Bluetooth-Indoor-Positionierung und -Richtung gehören die Verfolgung von Vermögenswerten in industriellen Umgebungen etwa in Lagerhäusern sowie von Personen und Gegenständen in Krankenhäusern, Einzelhandelsumgebungen oder Museen. Darüber hinaus können Zugangskontrollsysteme in vernetzten Gebäuden mithilfe der Winkelerkennung feststellen, auf welcher Seite einer Tür sich der Benutzer befindet.

Aktive Einbindung in das technologische Ökosystem

Um den Ankunftswinkel der eingehenden Signale für die Peilung zu bestimmen, verarbeitet die ANT-B10-Platine diese gleichzeitig auf allen acht Patch-Antennen. Da die Implementierung mehrerer HF-Pfade, die mit mehreren HF-Schaltern verbunden sind, den Energiebedarf unnötig erhöht und Fehler einführt, verwendet die ANT-B10-Platine eine einzelne HF-Schalterkomponente des u-blox-Partners CoreHW, die die acht Antennen im Mikrosekundenbereich durchläuft.

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