Was hat es mit der Outdoor-(GPS-)Asset-Tracking-Technologie auf sich?

Das Auffinden, Nachverfolgen und Überwachen von Assets sind für Unternehmen und Verbraucher gleichermaßen immer häufigere Aktivitäten. Verbraucher verwenden Produkte wie Tile, ein kleines Bluetooth-Gerät, und Crowdsourcing-Smartphones als Lesegeräte, um Alltagsgegenstände wie Schlüssel, Fernbedienungen und Smartphones zu finden.

Darüber hinaus verwenden Transport-, Landwirtschafts- und Logistikunternehmen seit Jahren GPS-Asset-Tracking und andere Outdoor-Lokalisierungsmethoden, um mit den Assets Schritt zu halten, die außerhalb der Sicherheit von Depots, Lagerhallen und Fabrikmauern gelagert werden.

Weiterlesen:Hier ist ein Primer zum Asset-Tracking.

Einige Asset-Tracking-Technologien überwachen sogar den Zustand von Geräten wie Traktoranhängern, Mähdreschern und anderen Maschinen oder Verbrauchsmaterialien (wie Pharmazeutika) – allesamt äußerst wertvoll und/oder in der Lage, Asset-Tracking-Geräte mit Strom zu versorgen.

Und da immer fortschrittlichere Arten von Asset-Tracking-Hardware auf den Markt kommen, können Unternehmen eine immer breitere Palette von Assets überwachen.

Diese Entwicklungen haben die Kosten für die Ressourcenkontrolle gesenkt und gleichzeitig es batteriebetriebenen Geräten ermöglicht, Standortdaten zu generieren – zwei Verbesserungen, die den Weg für die Verfolgung kleinerer, stromloser und kostengünstigerer (aber ebenso wertvoller) Assets geebnet haben.

Nehmen wir an, Ihr Unternehmen stellt Projektschätzungen in irgendeiner Form zur Verfügung. Sie benötigen wahrscheinlich ein spezielles Tablet für den Außeneinsatz, das mehrere Hundert Dollar kosten kann. Wenn dieser Vermögenswert verloren geht, sind die Wiederbeschaffungskosten möglicherweise keine großen Kosten, aber die Auswirkungen dieses Verlustes auf Ihr Endergebnis und Ihren Ruf können erheblich sein.

Schließlich ist es schwer, die Arbeit ohne die richtigen Business-Tools zu erledigen. Und ich bin sicher, Sie können sehen, wie sich die strategischen Vorteile der Vermögensverwaltung ziemlich schnell stapeln.

So teuer und wertvoll kann in verschiedenen Kontexten unterschiedliche Bedeutungen haben. Ebenso gibt es viel mehr wertvolle Assets zu überwachen als teure – deshalb widmen wir einen ganzen Beitrag den Besonderheiten der GPS-Asset-Tracking.

Aber um die Diskussion anzustoßen, möchten wir zunächst einen gemeinsamen Referenzrahmen für die GPS-Asset-Tracking festlegen – d. h. was es ist und was nicht.

Wir werden dann untersuchen, wie Asset-Tracking auf höchstem Niveau funktioniert, sowie einen Blick auf die idealen Anwendungen für und bekannte Einschränkungen von GPS werfen. Schließlich werden wir einige der neueren technologischen Ansätze ansprechen, die einige dieser Einschränkungen lösen und neue Wege für die Bestandsverfolgung eröffnen.

Was ist GPS-Tracking?

GPS steht für Global Positioning System. Das ursprüngliche GPS-Netzwerk, das von den Vereinigten Staaten entwickelt wurde, ist eine Sammlung von Satelliten, die die Erde umkreisen und Funksignale senden.

Diese Signale können von GPS-Empfängern (zum Beispiel Antennen in unserem Smartphone) gesammelt werden; und wenn eine Antenne ein ausreichend großes Array von GPS-Signalen eindeutig erkennen kann, kann das Gerät eine Berechnung durchführen, die einen Standort im Freien, ausgedrückt als Breiten- und Längengrad, genau bestimmt berechnet.)

Ebenso gibt es andere Satellitennetzwerke, die ähnliche Daten für aktivierte Geräte bereitstellen können, darunter GLONASS, Galileo und Beidou, die den geografischen Standort als Längen- und Breitengrad bereitstellen. Diese GPS-Koordinaten können dann mit Kartenanwendungen kombiniert werden, um die Satellitennavigation zu unterstützen, auf die sich viele von uns verlassen, um sich fortzubewegen.

Wenn Sie über GPS und andere Satellitennetzwerke lesen, stoßen Sie möglicherweise auf die Initialen GNSS, die für Global Navigation Satellite System stehen, ein umfassenderes Konzept, das alle verschiedenen Satellitennetzwerke abdeckt, nicht nur die GPS-Technologie.

Im Laufe der Zeit hat sich der Begriff GPS insbesondere in den Vereinigten Staaten zu einer gebräuchlichen Abkürzung für das Universum der Satellitennavigationssysteme entwickelt. Darüber hinaus verwenden wir GPS zunehmend als Ersatz für eine breitere Palette von raumbezogenen Outdoor-Lokalisierungssystemen. Die meisten von uns haben auf ihren Smartphones auf Karten-Apps zugegriffen und fast alle von uns kennen das GPS-Symbol.

Aber was viele Leute vielleicht nicht wissen, ist, dass Smartphones normalerweise nicht nur GPS verwenden, um den Gerätestandort zu bestimmen (obwohl es andere digitale Tools gibt, die dies tun, wie die Uhr, die ich zum Laufen verwende). Tatsächlich passiert dies nur, wenn der Benutzer alle anderen Ortungsmethoden deaktiviert hat – was bei einigen Telefonen unmöglich ist – oder wenn sich das Telefon an einem Ort befindet, an dem keine anderen verfügbaren Technologien verfügbar sind.

Zum Beispiel musste ich einmal durch einen ländlichen Teil des Südostens von Arkansas navigieren, um zur Farm meiner Cousine zu gelangen. Ich hatte mir die lokalen Karten auf mein Handy geladen, damit meine GPS-Antenne auch ohne Mobilfunkverbindung weiter funktionieren konnte – was sie zum Glück auch tat.

Natürlich vereinfacht es die Diskussion erheblich, wenn wir GPS als Oberbegriff für mehrere Technologien verwenden. Wenn ein Unternehmen jedoch ein Anlagensystem einführen möchte, können die deutlichen Unterschiede zwischen GPS (GNSS) und anderen Mitteln zur Standortbestimmung von Anlagen im Freien den Geschäftsszenario ausschlaggebend oder zunichte machen.

Lass uns ein bisschen darüber reden, warum das so ist...

Wo GPS lebendig und gesund ist Positionierung im Freien

Nachdem das US-Militär seine Outdoor-Positionierungssatelliten für die öffentliche Nutzung freigegeben hatte, stürzten sich Technologieunternehmen darauf, GPS-Empfänger in ihre Ortungsprodukte zu integrieren.

Auf der Verbraucherseite waren dies die erste Garmin-Plattform und ähnliche Navigationsprodukte für Mietwagen und den persönlichen Gebrauch. Smartphones und andere digitale Geräte folgten schließlich diesem Beispiel.

Auf der kommerziellen Seite wurden bereits früher Empfänger in GPS-Tracking-Geräte eingebaut, die an den OBD2-Port oder ähnliche Energieoptionen unter den Lenkrädern von Traktoranhängern und anderen großen Geräten angeschlossen werden konnten. In diesem Szenario könnten die Standortdaten entweder zum lokalen Download gespeichert oder über eine Mobilfunkverbindung ins Internet übertragen werden.

Diese Originalgeräte mussten aufgrund des hohen Strombedarfs von Mobilfunkverbindungen und der Tatsache, dass GPS ein relativ energiehungriger Prozess ist, ständig aufgeladen werden. Denken Sie daran, dass Satellitensignale sehr schwach sind und die Empfänger daher für lange Zeit eingeschaltet sein müssen, um sie deutlich genug zu „hören“, um einen Standort zu ermitteln.

Auch die Verarbeitung der empfangenen Signale nimmt Zeit in Anspruch, wodurch noch mehr Strom verbraucht wird. Neuere GPS-fähige Geräte zur Ortung und Verfolgung von Sattelschleppern, großen landwirtschaftlichen Geräten und dergleichen enthalten eine Vielzahl anderer Sensoren und Fähigkeiten, oft auf Kosten eines erhöhten Stromverbrauchs.

Dennoch haben diese angetriebenen GPS-Tracking-Geräte über einen langen Zeitraum hinweg einer Vielzahl von Anwendungen gedient.

Nehmen Sie zum Beispiel Telematik, ein Begriff, der sich auf jedes Gerät bezieht, das Telekommunikation mit Informatik kombiniert, insbesondere in Bezug auf Fahrzeuge und andere große bewegliche Geräte.

Als einer der ersten großen Anwendungsfälle für GPS-Ortungsgeräte ermöglicht Telematik in Echtzeit die Kartierung und Aufzeichnung von Standort, Geschwindigkeit, Ausrichtung und Zustand von Fahrzeugen wie Mähdreschern, Sattelschleppern, Muldenkippern und Lieferwagen, um ein paar zu nennen.

Und weil diese Fahrzeuge nicht nur teuer waren, sondern in der Regel auch hochwertige Fracht transportierten, war der Business Case ein Kinderspiel.

Ebenso wichtig ist, dass Telematik bewiesen hat, dass...

GPS kann nicht alles

Wie ich bereits in diesem Beitrag sagte, verwenden Smartphones nur selten GPS allein, um dieses vertraute Symbol in Ihrer Kartenanwendung zu aktivieren. Das liegt daran, dass es nicht in allen Fällen hochpräzise Standortinformationen liefern kann.

Stellen Sie sich, wenn Sie so wollen, einen GPS-Empfänger eines Smartphones vor, der beim Betreten eines Gebäudes Schwierigkeiten hat, die richtigen Signale zu hören. Und je tiefer es geht, desto schwieriger wird es angesichts der inneren Barrieren, auf die es stößt – wie Wände, Decken und Böden, die HF-Energie (Radiofrequenz) absorbieren. Gleichzeitig sind Baumaterialien wie Beton, Schlacke und Ziegel für RF sehr schwer zu durchdringen.

Darüber hinaus prallen in städtischen Gebieten mit hohen Gebäuden und vielen Glasfenstern Signale zwischen Strukturen ab, was die Berechnung oft durcheinanderbringt, was wiederum zu GPS-Positionen führt, die von Ihrer tatsächlichen Position abweichen.

Ebenso problematisch werden GPS-Asset-Tracking-Geräte manchmal in einem HF-absorbierenden oder reflektierenden Material – wie einem Metallkoffer – verpackt und dann in einem Metalltransportbehälter, der an einem Traktoranhänger befestigt ist, versandt. Ebenso kann das GPS-Signal ganz verloren gehen, wenn diese Fahrzeuge durch einen Tunnel oder unter einer Autobahnüberführung fahren.

Und weil GPS-Signale, wie bereits erwähnt, vergleichsweise schwach sind – sie kommen immerhin von Satelliten –, braucht es deutlich mehr Energie, um die Standortkoordinaten zu nullen, als dies mit anderen Methoden der Fall ist.

Es überrascht nicht, dass ein übermäßiger Strombedarf die Implementierung von Asset-Tracking erschwert – insbesondere wenn es darum geht, batteriebetriebene Anwendungen über lange Zeiträume im Feld zu unterstützen.

Beispielsweise kann die ständige Übertragung des Standorts zur Bereitstellung von Echtzeitdaten auf einem Mobilfunkgerät je nach verwendeter Technologie energieintensiv sein. Umgekehrt sind Datenlogger oft die Eintrittskarte für Nicht-Echtzeit-Anwendungen, da sie bis zu Jahre lang in festgelegten Intervallen Informationen aufzeichnen und herunterladen können.

Dies sind nur einige der Herausforderungen, die mit der Verwendung von GPS als einziger Ortungstechnologie für eine Lösung zur Verfolgung von Verbraucher- oder Geschäftsvermögen verbunden sind. Und sie sind besonders ausgeprägt bei batteriebetriebenen Geräten, die nicht einfach und regelmäßig aufgeladen werden können.

Gürtel und Hosenträger, irgendjemand?

Vollgepackt mit anderen Funkgeräte – WiFi, Mobilfunk, Bluetooth – Smartphone-Ortungs-Engines und -Anwendungen können eine Reihe anderer Arten von Asset-Tracking-Technologien nutzen, die ihnen zur Verfügung stehen – die sie verwenden, um die Genauigkeit zu verbessern, eine bessere Ortung in Innenräumen zu ermöglichen und möglicherweise den Stromverbrauch zu senken.

Bei einigen Geräten kann die Reihenfolge der eingesetzten Technologie festgelegt werden. Ebenso können in einigen Fällen Tests beweisen, dass eine Nicht-GPS-Standorttechnologie eine ausreichende Lösung ist. Aus diesem Grund sollten Unternehmen nach Lösungen für die Verfolgung von Betriebsmitteln suchen, die tatsächlich ihre individuellen Anforderungen erfüllen, und das zu einem Preis, der ihrem Budget entspricht.

Das Universum der Nicht-GPS-Outdoor-Ortungstechnologien ist riesig und wächst, wobei die meisten von ihnen mehrere Signaleingänge verwenden, um ihre Arbeit zu erledigen. Tatsächlich liefern zusätzliche Signale in der Regel Standortinformationen, die durchweg genauer sind.

Unter den derzeit verfügbaren technischen Ansätzen sind hier einige erwähnenswert. Da einige dieser Technologien auch in Innenräumen gut funktionieren, stellen sie darüber hinaus eine effektive Ergänzung zu GPS dar, insbesondere in Bezug auf das IoT-Asset-Management und die digitale Transformation.

Bluetooth

Bluetooth-Beaconing ist eine unkomplizierte und potenziell kostengünstige Möglichkeit, GPS für Smartphones, Fahrzeuge, Telematikgeräte und verwandte Plattformen zu erweitern – insbesondere als Indoor-Positionierungssystem oder sogar als unterirdisches.

Einfach ausgedrückt ist diese Technologie eine Form der drahtlosen Kommunikation, die Beacons (kleine Funksender) verwendet, um Signale an „intelligente“ Geräte in unmittelbarer Nähe zu senden. Durch die Übertragung von Informationen identifizieren diese Beacons den ungefähren Standort der Anlage. (Denken Sie daran, Ihr Smartphone mit dem Bluetooth-System Ihres Autos zu verbinden, um Ihre Lieblings-Playlist während der Fahrt zu genießen.)

Daher ist Bluetooth Asset Tracking[2] [3] , insbesondere Bluetooth Low Energy (BLE), eine bewährte Indoor-Ortungstechnologie, die sehr wenig Strom verbraucht und somit eine gute Wahl für die Erhaltung der Batterielebensdauer ist. Es kann auch eine große Anzahl von Assets in Echtzeit verfolgen.

WiFi-Sniffing

Das sogenannte „WiFi-Sniffing“ ist eine weitere etablierte Methode zur Berechnung des Außenstandorts. Tatsächlich sind Smartphone-Benutzer bereits mit dieser Technologie vertraut, denn, ja, unsere Telefone sind so etwas wie ein Jagdhund für drahtlose Netzwerke.

Denken Sie an das letzte Mal zurück, als Sie ein Smartphone verwendet haben, um einem WLAN-Netzwerk beizutreten. Wie viele verschiedene WLAN-Netzwerke (BSSIDs) hat Ihr Telefon „gesehen“? 5? 10? fünfzehn? Oft mehrere auf einmal. Und die meisten Telefone sind so konzipiert, dass sie die BSSID jedes Netzwerks aufzeichnen, das sie „hört“, während sie die Signalstärke messen.

Die zugrunde liegenden Daten, die auf Ihrem Bildschirm angezeigt werden, können auch von anderen Geräten für die WLAN-Ortung verwendet werden. Diese Daten werden an eine Datenbank gesendet, die von Skyhook, Google und anderen verwaltet wird, wo sie dann in einen Algorithmus eingebunden werden, der Standortinformationen generiert. Und je mehr Dateneingaben (d. h. BSSIDs/WiFi-Netzwerke) gehört werden, desto genauer ist das Ortungsergebnis in der Regel.

Im Laufe der Zeit haben sich diese Ergebnisse dramatisch verbessert, und an vielen Orten ist WiFi-Sniffing eine praktikable Alternative zu GPS in Bezug auf die Präzision. Zum einen benötigt es viel weniger Strom, um die notwendigen Daten zu erhalten, was die Akkulaufzeit des Geräts verlängert; zum anderen ist es effektiver für den Innenbereich.

Und in städtischen Umgebungen ist diese Technologie oft besser als GPS, da sie nicht die gleiche Reflexionsherausforderung beim Abprallen von hohen Gebäuden hat.

Zellen-ID

Der einfachste Outdoor-Locator, den Sie verwenden können, heißt Cell ID, besser bekannt als Mobilfunkmast, über den ein Asset-Tracking-Gerät eine Nachricht sendet. Wie wir gleich sehen werden, gibt es Möglichkeiten, Mobilfunkmasten für die Triangulation zu verwenden.

Für die grobe Standortpräzision ist Cell ID eine zuverlässige Technologie, die noch weniger Strom benötigt als WLAN-Sniffing. Um sicher zu sein, ist es eine praktikable Option als Backup-Standortfinder oder wenn Sie wissen müssen, dass ein Gerät noch am Leben ist und sich in Mobilfunkreichweite befindet. Dies ist jedoch möglicherweise nicht die richtige Lösung für die primäre Standortbestimmung, da sie in der Regel weniger genau ist als andere Geopositionstechnologien.

Trotzdem können Übertragungen von Mobilfunkmasten verwendet werden, um die Position zu triangulieren. Wie beim WiFi-Sniffing kann ein Gerät die Mobilfunkmast-IDs zusammen mit der Signalstärke aufzeichnen und diese Datenpunkte verwenden, um einen Standort zu ungefähren.

Darüber hinaus verfügen Mobilfunksignale über zusätzliche Attribute, die bei einer Optimierung die Standortgenauigkeit sowohl innen als auch außen verbessern können. Unternehmen wie Polte sind führend bei der Umsetzung dieses Ansatzes für den Außeneinsatz.

Welche Technologie eignet sich am besten Nachverfolgung von Outdoor-Assets ?

Bei der Auswahl einer Technologie- oder Hardwareplattform zum Generieren von Standortdaten im Freien sollten Benutzer bedenken, dass GPS nicht die einzige Technologie in der Stadt ist.

Denken Sie immer daran, dass ein Outdoor-Asset-Tracking-Gerät genau wie Ihr Smartphone nicht auf eine Technologie zur Bereitstellung von Standortdaten beschränkt sein muss.

Die Wahrheit ist, wenn es um hohe Leistung geht, möchten Sie etwas Agiles, das sich im Innen- und Außenbereich, in urbanen Umgebungen und ländlichen Gebieten effektiv einsetzen lässt. Das bedeutet ein Gerät, das das Beste aus mehreren Technologien kombiniert, anstatt eines, das von einer einzigen Methode abhängt, wie der Outdoor-GPS-Asset-Tracking-Technologie.

Wir hoffen jedoch, dass Sie sich gerne bei uns melden und wir Ihnen helfen, das richtige System für Ihre individuellen Anforderungen zu finden.