Bluetooth / BLE Technologie-Lösungen

Was ist Bluetooth Low Energy?

Bluetooth Low Energy (BLE, auch Bluetooth LE) ist eine stromsparende Variante von Bluetooth, eingeführt mit Bluetooth 4.0 und gepflegt von der Bluetooth SIG. BLE funkt im lizenzfreien 2,4-GHz-Band und ist darauf ausgelegt, kleine Datenmengen mit minimalem Energieverbrauch zu übertragen. Dadurch laufen BLE-Geräte oft mehrere Jahre mit einer Knopfzelle. Weil nahezu jedes Smartphone, Tablet und viele Gateways BLE beherrschen, ist die Technik extrem verbreitet und günstig.

Wofür man BLE im IIoT einsetzt

Im industriellen Umfeld dient BLE vor allem zwei Zwecken. Erstens der Ortung: Kleine Beacons an Werkzeugen, Behältern, Geräten oder an der Kleidung von Mitarbeitenden senden regelmäßig ihre Kennung, fest installierte Empfänger oder Smartphones erkennen, welches Objekt sich in welchem Raum oder in welcher Zone befindet. Zweitens der Sensorik: Kabellose Sensoren für Temperatur, Feuchte, Schwingung oder Türkontakte melden ihre Werte per BLE an ein Gateway. Außerdem nutzen viele Industriegeräte BLE, um sich per App parametrieren und auslesen zu lassen.

So ist ein BLE-Ortungssystem aufgebaut

Ein BLE-Ortungssystem besteht aus Tags oder Beacons an den Objekten, Empfängern (Locators oder Gateways) an Decken und Wänden und einer Software, die aus den Signalen die Position berechnet. Die einfachste Methode wertet die Signalstärke aus und erreicht Raum- oder Zonengenauigkeit, typischerweise im Bereich weniger Meter. Mit der Richtungsbestimmung ab Bluetooth 5.1 (Angle of Arrival) sind deutlich genauere Positionen möglich, bei höherem Aufwand für die Empfänger. Standards wie iBeacon und Eddystone legen fest, wie Beacons ihre Kennung aussenden.

BLE oder UWB?

BLE ist günstiger, sparsamer und überall verfügbar, liefert aber mit einfacher Signalstärkemessung nur eine Genauigkeit von einigen Metern. Das reicht, um zu wissen, in welcher Halle, an welchem Tor oder in welchem Lagerbereich sich etwas befindet. UWB ortet auf 10 bis 30 Zentimeter genau und eignet sich, wenn man den konkreten Arbeitsplatz oder Regalplatz kennen muss. Viele Unternehmen starten mit BLE und ergänzen UWB dort, wo die Genauigkeit nicht reicht. omlox verbindet beide in einem System.

Worauf man bei der Auswahl achten sollte

Wichtig ist zuerst die geforderte Genauigkeit: Zone, Raum oder Meter. Danach zählen Batterielaufzeit und Sendeintervall der Tags, denn häufigere Signale bedeuten bessere Aktualität, aber kürzere Laufzeit. Metallregale, Maschinen und Menschen dämpfen und reflektieren das Signal, deshalb sollte die Empfängerdichte vor Ort getestet werden. Und schließlich die Frage, ob Smartphones als Empfänger mitgenutzt werden sollen oder ob fest installierte Gateways die Daten zuverlässig an die IT liefern.