Projekt 53: iBeacon Indoor Lokalisierung

TI Sensor Tag

Autoren: Bozer, Ranzinger
Betreuer: Prof. Schneider

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Aufgabe

Die Aufgabe besteht darin, die Daten von einem Sensortag (CC2650) der Fa. Texas Instruments auszulesen und zu lokalisieren.

Als Motivation dient dabei die Schwäche der GPS-Lokalisierung auszunutzen und diese zur Stärke in stark abgeschirmten Orten (wie Beispielsweise in Tunneln oder teilweise in Einkaufszentren) zu machen.

Erwartungen an die Projektlösung

• Recherchieren Sie Verfahren zur Indoor Navigation
• Machen Sie sich mit iBeacon vertraut und nutzen Sie dieses Verfahren zur Lokalisierung
• Lokalisieren Sie ein dynamisches Fahrzeug während der Fahrt und bestimmen Sie die Genauigkeit Ihres Systems.
• Nutzen Sie als Referenz unser TopCon Lasertracker-System
• Machen Sie ein spektakuläres Videos, welche die Funktion visualisiert und Ihre Ergebnisse denen von des Referenzsystems gegenüberstellt.
• Test und wiss. Dokumentation
• Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Einleitung

Bevor der Sensortag detailliert und die Problemlösung vorgestellt wird, sollte der Leser eine kleine Motivation für die Thematik bekommen.

Die Indoor-Lokalisierung findet in vielen Bereichen Anwendung und ist eines der wesentlichen Bausteine für die Industrie 4.0-Lösungen. Die Lösungsansätze für diesen Baustein sind sehr breit gefächtert und beinhalten Technologien wie hochfrequenten Mobilfunkstandard 5G, Ultraschall oder Bluetooth-Low-Energy Techniken [1].

Der Sensortag CC2650 verwendet für die Kommunikation Bluetooth Low Energy (BLE). Dabei agiert die 4. Generation der Bluetooth-Kommunikation wie ihre Vorgänger im 2,4 GHz Bandbreite. Allerdings liegt der wesentliche Unterschied im Stromverbrauch. Mit einer Knopfzelle (bspw. CR 2032) können Geräte teilweise jahrelang (bis zu 5 Jahren) betrieben werden und sind somit kostengünstigere alternative zu dem "normalen" Bluetooth. Dies liegt vorallem daran, dass die Verbindung nur wenige Millisekunden (beim Bluetooth ~100 Millisekunden) aufrecht erhalten wird, da die Datengeschwindigkeit bei 1 Mb/s liegt und die Daten "nur" in geringen Mengen periodisch transferiert werden [2].

Die Lokalisierung kann über die Berechnung der Entfernung zum Empfänger geschehen. Jedoch haben die "Beacons" mit BLE keinen konstanten Abstrahlungsfeld und die Signale werden durch organische Körper, Metallen usw. abgeschirmt[3]. Die Genauigkeit in der Lokalisierung leidet zwar darunter, jedoch kann man mit verschiedenen Ansätzen diesen entgegenwirken.

Weblinks

• TI Sensor Tag

Literatur

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