Mit diesem Beitrag startet eine Serie von Blogposts, welche die Möglichkeiten und Einschränkungen von Apples iBeacon-System bespricht. das iBeacon-Konzept wurde mit iOS 7 eingeführt. Es nutzt Bluetooth Low Energy für Mikrolokalisierung, d.h. es dient zur Bestimmung des Standorts von iPhones und iPads auf wenige Meter oder gar Zentimeter genau. 

Wie ich Ende August 2013 schrieb, verspricht Apples iBeacon-System den Entwicklern eine einfache (Software) und günstige (Hardware) Möglichkeit, kontextabhängige Informationen mit micro locations zu verknüpfen. Die hierfür verwendeten “Leuchtfeuer” (Beacons) sind kleine Bluetooth-Sender, sie werden am gewünschten Ort platziert, zu dem kontextrelevante Information bereitgestellt werden soll. Die zugrundeliegende Technologie, Bluetooth Low Energy (BLE), ist nicht auf iOS beschränkt, auch Android unterstützt BLE ab Version 4.3.

Erste Anwendungsbeispiele für iBeacon betreffen interaktive Installationen für Museen, Stadtführungen und natürlich Shopping-Erlebnisse. Auch ohne GPS-Empfang erhält der Nutzer Informationen zu Ausstellungsstücken und Sehenswürdigkeite, oder bekommt im Geschäft alternative Produkte angeboten. Trotz vollmundiger Schlagzeilen (“How iBeacons could change the world forever”) gibt es bisher – mangels Erfahrung mit grösseren Installationen – nur wenige belastbare Aussagen über den tatsächlichen Nutzen. Auch bestehen im aktuellen iOS 7.0.4 noch einige Kinderkrankheiten.

Das Konzept wird nachfolgend im Überblick besprochen, unter Berücksichtigung der Frage, wie sich der Markt für Hardware-Anbieter  mit ihren spezifischen SDKs entwickelt. In den nachfolgenden Artikel sollen dann einzelne Anwendungsfälle näher beleuchtet werden, um insbesondere zu diskutieren, unter welchen Umständen die versprochenen Vorteile tatsächlich realisierbar sind.

1. iBeacon-System

Das iBeacon-System besteht aus drei Komponenten:

  1. Ein Stück Hardware – der “Beacon”, welcher kontinuierlich ein BLE-Signal sendet. Hierbei wird eine eindeutige Identifizierung (UUID) und zwei weitere Kennungen: “major” und “minor” gesendet, welche zur Unterscheidung mehrerer Beacons in Funkreichweite dienen.

  2. API-Erweiterungen der CoreLocation-API für die Suche nach Beacons mit einer bestimmten UUID und optional bestimmten “major” und “minor” Werten. Zu bestimmten iBeacons (oder Gruppen von iBeacons) kann sich eine App im iOS wie zu geografischen Orten registrieren. Beim Betreten oder Verlassen von sendenden Beacons wird die App dann vom System benachrichtigt, sogar wenn die App und das Gerät  nicht aktiv sind, und kann den Nutzer z.B. durch local notifications informieren.

  3. Die Möglichkeit, die CoreBluetooth API zu nutzen, um als Beacon zu senden. Damit kann jedes BLE-fähige iOS-Gerät auch als Beacon agieren.

Die Hardware-Beacons kommen in verschiedensten Formen und Größen. Obwohl die Anzahl der Hersteller noch recht übersichtlich ist, gibt es bereits verschiedenste Designausprägungen. An die Beacons heranzukommen, war gar nicht so einfach, letztlich konnten wir aber vier unterschiedliche Typen beschaffen:

Von links: Zwei  markenlose Beacons, die wir direkt bei chinesischen Herstellern bestellt haben. Der zweite ähnelt den von Sensorberg genutzen. Dann ein Qualcomm Gimbal Beacon und ein Estimote Beacon.

2. Vorteile gegenüber bestehenden Technologien

Woher kommt der Hype, worin liegt die Innovation?

  • GPS funktioniert nicht zuverlässig innerhalb von Gebäuden. Es braucht vergleichsweise viel Energie, und liefert allenfalls meter- aber keine zentimetergenauen Peilungen.
  • WLAN und Near Field Communication (NFC) sind zwar hinreichend präzise, aber auch sie brauchen viel Strom. Bei NFC kommt der Nachteil einer sehr geringen Reichweite hinzu, ca. 5 cm im Vergleich zu ca. 50 m bei BLE. Eine detaillierte Studie dazu gibt es hier.
  • Der herausragende Vorteil besteht darin, sich Apps sich für bestimmte Beacons anmelden können und dann benachrichtigt werden, wenn das Gerät in die Nähe eines der Beacons kommt bzw. den Sendebereich verlässt – und dies unabhängig davon, ob die App im Vordergrund ist oder das Gerät überhaupt aktiv ist. Im restriktiven iOS-Umfeld ist dies mit keiner anderen Technologie möglich.
  • Apps können die Distanz zwischen dem iOS-Gerät und vorhandenen Beacons bestimmen.

Ob die damit verbundenen Versprechen eingelöst werden, hängt offensichtlich von Genauigkeit und Geschwindigkeit der Positionsbestimmung ab.

3. Wie die Beacon-Anbieter sich positionieren

Die Positionierung der einzelnen Anbieter ist eng mit der Frage verknüpft, wie die Logik für die Interaktion zwischen App und Beacons definiert wird. Geschieht dies direkt in der App, erfordert eine Logikänderung ein App-Update. Andernfalls wird ein Backend benötigt, dass die den Beacons zugeordnete Logik wartbar macht. So lassen sich Änderungen ad hoc vornehmen, der Preis dafür ist allerdings die dann notwendige ständige Datenverbindung zum Backend.

Einige Anbieter (Qualcomm, Sensorberg und Estimote) stellen dafür eigene SDKs und Backends bereit. Die Nutzung sieht dann wie in der folgenden Grafik dargestellt aus:

In Orange dargestellt sind die anbieterspezifischen Teile, das SDK und das Backend, in welchem der Kunde seine eigenen Logiken erwaltet. Da jede Interaktion mit den Beacons durch das SDK des Anbieters und in Kommunikation mit dem Backend erfolgt, lassen sich umfangreiche Informationen zu den App-Anwendern und ihrem Verhalten erheben, Qualcomm nennt dies „interest sensing”.

Platzierte Beacons lassen sich  öffentlich zugänglich machen, dann kann jede App mit ihnen interagieren. Sie können aber auch auf die eigene App beschränkt bleiben. Technisch funktioniert dies über eine Unterscheidung nach UUIDs.

Für die Beacon-Anbieter bietet ein großes Netzwerk an öffentlichen Beacons und ihre Funktion als Hub die Chance,neue Kunden anzulocken und umfassend Nutzerdaten zu erheben.

Fazit

Das Alleinstellungsmerkmal von iBeacons ist die Möglichkeit, dem iPhone-Benutzer an bestimmten Orten,  innerhalb wie ausserhalb von Gebäuden, kontextrelevante Informationen zu bieten, selbst wenn das iOS-Gerät in dem Moment nicht aktiv ist.

Gegenüber einer Standortbestimmung per WLAN-Triangulation bieten Beacons den Vorteil günstiger und leichter Installierbarkeit.

Die Frage der Genauigkeit der Standortbestimmung und ihrer Geschwindigkeit wird im nächsten Artikel genauer betrachtet. Seien Sie also gespannt – wir sind bereits dabei, mit unseren Beacons interessante Tests durchzuführen. Dann erfahren Sie auch, was diese Beacons  in unserer Mikrowelle suchen…

(This blog post is also available in English)

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