Indoor Navigation im Smart Building

Indoor Navigation im Smart Building
Bild: Bostan Natalia

 

Indoor Navigation ist ein beliebter Anwendungsfall in neuen Immobilien, besonders wenn diese den Anspruch haben, ein Smart Building zu sein. In diesem kurzen Blog erklären wir die Vorteile von solchen Möglichkeiten, den technischen Aufbau sowie den Einfluss von Indoor Navigation auf weitere Use Cases im Smart Building.

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, können Sie die Vorteile, Nachteile und technischen Details zu Indoor Navigation in Smart Buildings besser verstehen und den Aufwand für eine Implementierung besser einschätzen.

 

Inhalt:

 

Was ist Indoor Navigation?

Navigation auf dem Smartphone ist keine Neuheit. Jeder verwendet Google Maps zur Orientierung. Die GPS gestützte Navigation positioniert den Nutzer an seiner Location und ermöglicht über die Navigations-App den Orientierungsvorgang. Dabei ist Navigation ein Thema, welches schon lange vor dem Einsatz moderner Smartphone-Apps eingesetzt wurde. Warum also nicht einfach Google Maps im Gebäude einsetzen? Das Problem ist, dass GPS-gestützte Navigation keine komplexen Gebäudestrukturen mit mehreren Stockwerken erfassen kann.

Zudem sind die Details der Gebäude nicht in Form digitalisierter Grundrisse in Google Maps oder anderen klassischen GPS-Navigationsdiensten enthalten. Darum wird in Gebäuden auf Indoor Navigation gesetzt. Diese Indoor Navigation ermöglicht die Positionierung und Orientierung innerhalb einer Gebäudestruktur. Der Nutzer wird an seiner exakten Lokation im Gebäude positioniert und kann dann mittels hinterlegtem digitalen Grundriss die Indoor Navigation nutzen.

Welche Vorteile bringt Indoor Navigation?

Gebäude werden heute zunehmend komplexer. Außerdem sind die Zeiten fester Arbeitsplätze oftmals Geschichte. Das bedeutet, dass sich Nutzer in Gebäuden täglich neu orientieren müssen. Der gebuchte Arbeitsplatz ist eventuell jeden Tag auf einem anderen Stockwerk. Konferenzräume, Druckerstationen oder die Cafeteria müssen ohne Umwege gefunden werden. Je komplexer die Gebäudestruktur, desto mehr Sinn macht der Einsatz einer Indoor Navigation. Ganz besonders natürlich bei Quartieren oder Campus-Strukturen.

 

Smarte Navigation in digitalen Gebäuden
Smarte Navigation kennen wir von Autos. Warum sollen wir uns in Gebäuden verirren? (Bild: Have a nice day)

 

Hier wird oft eine Mischung aus klassischer GPS-Navigation (zwischen den Gebäudeteilen) und Indoor Navigation (im einzelnen Gebäude) verwendet. Die Vorteile für die Nutzer liegen in der besseren Orientierung und einem höheren Komfort beim Besuch der Gebäude. Die Vorteile für die Gebäudebetreiber sind eine bessere Zufriedenheit der Besucher, eine effiziente Wegführung und die Einsparung unproduktiver Zeiten.

Gibt es Nachteile, die es zu betrachten gilt?

Vor dem Einsatz von Indoor-Navigationssystemen sollten einige Nachteile bedacht werden. Der größte Nachteil aus der Sicht des Nutzers ist wahrscheinlich die mangelnde Durchdringung. Es gibt noch zu wenige Gebäude, in denen ein Indoor-Navigationssystem installiert ist. Auch der Anwendungsbereich ist noch recht begrenzt. Meistens ist es nur möglich, zu einem vorher definierten Punkt innerhalb eines Gebäudes zu navigieren. Der Nutzer hat wenig Einfluss auf das Ziel. Es ist noch nicht möglich, Indoor- und Outdoor-Navigation in einer App zu kombinieren.

Dies wäre zum Beispiel für die Orientierung auf Baustellen sehr hilfreich. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Umsetzung der Indoor-Navigation sehr aufwändig und damit kostenintensiv ist. Insbesondere die Integration des Systems in der bestehenden Infrastruktur und Arbeitsabläufe ist eine Herausforderung. Außerdem erfordert die Wartung eines Indoor-Navigationssystems eine regelmäßige Aktualisierung der Grundrisse.

Wie funktioniert die Indoor-Navigation mit IoT?

Die Funktion der Indoor-Navigation ist vergleichbar mit dem Betrieb eines GPS-Systems. Wie bei der klassischen Navigation wird die Position des Nutzers bestimmt mit Hilfe von Bluetooth Ortungsbaken. Diese Beacons sind jedoch nicht satellitengestützt, sondern über Funkwellen untereinander und mit dem Nutzergerät vernetzt. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr genaue Lokalisierung möglich ist. Die Entfernung zu den verschiedenen Beacons kann viel genauer bestimmt werden als mit GPS. Darüber hinaus ist, wie bereits erwähnt, die gebäudeeigene Struktur kann in die Indoor-Navigation einbezogen werden.

Gibt es besondere Überlegungen für die Installation?

Ja, bei der Installation eines Indoor-Navigationssystems sind einige Dinge zu beachten. Zunächst einmal ist es wichtig, dass die Beacons in der richtigen Höhe angebracht werden. Als Faustregel gilt, dass sie in einer Höhe von zwei bis drei Metern installiert werden sollten. So wird sichergestellt, dass die Signale von den Geräten der Nutzer gut empfangen werden können. Außerdem müssen die Beacons eine freie Sichtlinie zueinander haben. Befinden sich Hindernisse wie Trennwände oder Mauern im Weg kann es zu einer Unterbrechung des Signals kommen.

 

Großes Bürogebäude mit Navigation
Wir wissen wo es langgeht. (Bild: James Teoh)

 

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Stromversorgung der Sensoren. Die Beacons benötigen eine stabile Stromversorgung, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Diese kann durch Batterien oder eine Kabelverbindung gewährleistet werden. Wenn Batterien verwendet werden, ist es wichtig, diese regelmäßig zu überprüfen und bei Bedarf zu ersetzen.

Zuletzt müssen die Beacons richtig konfiguriert werden. Zu diesem Zweck wird die Verwaltungskonsole verwendet. Hier können Sie zum Beispiel festlegen, welche Beacons zu welchem Stockwerk oder Raum gehört.

Wie wird das technisch umgesetzt?

Der einfachste Weg, moderne Navigation umzusetzen, ist mittels QR-Codes und einer Positionierung sowie Anzeige der besonderen Bereiche in der Nähe. Der Nutzer scannt einen QR-Code im Gebäude. Durch den Scan wird der Nutzer an einem bestimmten Standort positioniert und über das Smartphone kann dann bspw. angezeigt werden, welcher Drucker in der Nähe ist. Dieses Beispiel ist noch keine echte Indoor Navigation. Es zeigt aber, dass selbst mit recht einfachen Mitteln eine Positionierung und Point of Interest-Informationen ausgetauscht werden können.

 Die Basis für die Indoor-Navigation ist ein sogenanntes Beacon-Netz. Beacons sind kleine Funksender, die in regelmäßigen Abständen ein Signal aussenden. Das Signal wird von Apps oder Geräten der Besucher und Mitarbeiter im Gebäude aufgefangen. Die Beacons werden normalerweise in einer Höhe von zwei bis drei Metern installiert. Damit das System funktioniert, muss eine ausreichende Anzahl von Sensoren im Gebäude vorhanden sein. Die genaue Anzahl hängt von der Größe und Komplexität des Gebäudes ab. Als Faustregel gilt eine Beacon pro 25 Quadratmeter. Zum Beispiel werden 50 Beacons benötigtfür ein Gebäude mit 1.000 Quadratmetern Nutzfläche.

Zusätzlich zu den Beacons wird ein Indoor Positioning System (IPS) benötigt. Das IPS ist die Software, die auf der Grundlage der eingehenden Beacon-Signale die Position des Benutzers errechnet. Zu einem IPS gehören die folgenden Komponenten

  • Eine Verwaltungskonsole für die Konfiguration und Wartung des Systems
  • Eine Cloud-Plattform zum Speichern und Analysieren der Daten
  • Eine App oder Schnittstelle für Benutzer

Die Verwaltungskonsole dient zum Einrichten und Konfigurieren des Systems. Hier können zum Beispiel Grundrisse des Gebäudes hochgeladen werden. Die Cloud-Plattform wird benötigt, um die Positionierungsdaten zu speichern und zu analysieren. Die Benutzeroberfläche wird von Mitarbeitern und Besuchern zur Navigation innerhalb des Gebäudes verwendet. Es kann sich um eine Smartphone-App oder eine webbasierte Schnittstelle handeln.

In der Regel wird die Indoor Navigation über eine spezielle technische Vorrichtung im Gebäude realisiert. Hier kommen meist Bluetooth Beacons oder IoT-Sensoren zum Einsatz. Damit eine flächendeckende Positionierung sowie eine funktionierende Navigation ermöglicht werden, ist eine umfassende Verfügbarkeit dieser Technologie im gesamten Gebäude erforderlich. In der Praxis spricht man von einem Grid oder Mesh. Diese Smart Building-Technologien können sowohl im Neubau einer Immobilie als auch in Bestandsgebäuden (als Retrofit) eingebracht werden.

Der Nutzer interagiert dann mit der technischen Smart Building-Infrastruktur in der Regel mit einer Smart Building App, die er auf seinem Smartphone installiert hat.

Anwendungsfälle im Smart Building

Hier sind einige Anwendungsfälle aus der Praxis, die verdeutlichen, wieso Indoor Navigation im Smart Building eingesetzt wird. Die Indoor Navigation ermöglicht nämlich nicht nur die reine Orientierung, sondern zusammen mit einem Smart Building Operating System auch eine Vielzahl weiterer Mehrwerte für die Anwender im Gebäude. Die folgenden 3 Beispiele geben einen ersten Überblick zu den weiteren Möglichkeiten:

Kollegen finden – nicht nur besondere Bereiche können über die Indoor Navigation gefunden werden. Auch Kollegen können per Indoor Navigation schnell und effizient im Gebäude erreicht werden. Dieses Feature ist auch in Zeiten von Desk Sharing sehr relevant, damit sich Projektteams und Co-Worker treffen können. Hier ist unbedingt auf eine DSGVO-konforme Umsetzung zu achten.

Dynamische Informationen – je nach Standort des Nutzers im Gebäude können dynamische Informationen zur Verfügung gestellt werden, die gerade für den Anwender relevant sind. So bekommt der Nutzer zum Beispiel nur die Meetingräume „in seiner Nähe“ angezeigt oder in einem Meetingraum nur die Anleitung für genau den Raum, in dem er sich befindet. So hilft die Indoor Navigation die Relevanz der Ergebnisse zu steigern.

Dynamische Berechtigungen – in modernen Gebäuden werden Ressourcen oftmals von diversen Nutzern benötigt. Mit Positionierung und Indoor Navigation können den Anwendern dann zum Beispiel nur die wirklich benötigten Berechtigungen ermöglicht werden. So bekommt der Anwender die Bedienfunktionen für Licht, Heizung und Jalousien eines Raumes nur als Berechtigungen angezeigt, sofern er den Raum gebucht hat und sich auch wirklich dort befindet. Der Bedienkomfort kann so maßgeblich gesteigert werden.

Gastleitsystem – die Besucher des Gebäudes müssen sich schnell und einfach zurechtfinden können. Mit Besucherkontrollsystemen, die auf Indoor-Navigation basieren, können Besuchern im Voraus Berechtigungen zugewiesen werden. Die Zugangsberechtigung wird dann automatisch geprüft, wenn der Besucher das Gebäude betritt. So können die Gäste das Gebäude problemlos betreten und erhalten nur Zugang zu den Bereichen, für die sie berechtigt sind.

Heatmaps – Auslastungsanalysen helfen, die Abläufe im Gebäude zu optimieren. So kann beispielsweise ein Gebäude mit einem geringen Anteil an gebuchten Besprechungsräumen flexibler genutzt werden oder Bereiche, die von Mitarbeitern häufig aufgesucht werden, können besser ausgelastet werden. Außerdem bieten diese Daten die Möglichkeit Laufrouten und deren Beliebtheit zu analysieren. Auf diese Weise können Engpässe vermieden und das Gebäudelayout optimiert werden

Brandschutzkonzept – im Notfall zählt jede Sekunde. Bei einem Brand beispielsweise müssen die Menschen schnell und so sicher wie möglich evakuiert werden. Mit einem Indoor-Navigationssystem ist der genaue Standort jeder Person im Gebäude zu jeder Zeit bekannt. Im Notfall können diese Informationen genutzt werden, um Personen so schnell wie möglich aus dem Gebäude zu leiten.

Dies sind nur einige Beispiele, die zeigen, dass die Indoor-Navigation viel mehr kann als nur die Orientierung im Gebäude zu ermöglichen. Durch die Verknüpfung mit anderen Systemen kann eine Vielzahl von Mehrwerten für die Nutzer im Gebäude geschaffen werden. Weitere Beispiele finden Sie auch auf unserer Seite zum Thema Use Cases.

Was kostet Indoor Navigation?

Die Kosten beim Einsatz einer professionellen Indoor Navigation hängen natürlich sehr stark von der Gebäudegröße ab. Allerdings ist die benötigte Hardware in Form von Bluetooth Beacons vergleichsweise günstig und kann mit geringen Investitionskosten pro qm in Gebäude eingebracht werden. Aber auch bei der Auswahl der verfügbaren Bluetooth Beacons gibt es große Unterschiede. Diese machen sich dann vor allem bei der Zuverlässigkeit im Betrieb und auch den Kosten bei der Wartung bemerkbar. So ist es zum Beispiel nicht ratsam, eine Beacon-Infrastruktur mit Batterie-betriebenen Geräten aufzusetzen. Die Kosten für den regelmäßigen Batterietausch sind enorm und haben negativen Einfluss auf den Business Case.

Beim Einsatz einer Indoor Navigation sollte aber immer der ganzheitliche Blick auf die Nutzererfahrung im Mittelpunkt der Überlegungen stehen. Oftmals erzielt man mit einer „stand-alone“ Navigation nicht die gewünschten Ergebnisse. Wir empfehlen den Aufbau eines modularen Building Operating System (BOS), welches die verschiedenen Bereiche der Gebäudetechnik mit IoT-Sensorik und Software verbindet. Nur so lassen sich umfassende Nutzungsszenarien aufbauen und dynamische und adaptive Use Cases implementieren. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass die bestehenden Investitionen in die Infrastruktur nicht vollständig ersetzt werden müssen und dass schrittweise neue Funktionalitäten in das System integriert werden können.

Indoor-Navigation ist eine relativ neue Technologie, die auf IoT-Sensoren basiert und viele Vorteile für Nutzer in intelligenten Gebäuden bietet. Mit der Indoor-Navigation können die Nutzer schnell und sich leicht im Gebäude zurechtfinden und mit relevanten Informationen versorgt werden. Darüber hinaus kann die Innenraumnavigation mit anderen Systemen verknüpft werden, um eine Vielzahl von Mehrwerten für die Nutzer im Gebäude zu schaffen.

Kann man Bestandsgebäude für Indoor Navigation nachrüsten?

Mit dem Aufkommen des Internets der Dinge (IoT) ist es möglich geworden, Sensornetzwerke für die Innenraumnavigation zu nutzen. Diese Technologie ist zwar noch verhältnismäßig jung, aber eine Reihe von Unternehmen arbeitet bereits an Lösungen, die die Innenraumnavigation in intelligenten Gebäuden ermöglichen könnten.

 

Indoor Navigation auf dem Smartphone mit App
So einfach könnte es sein. (Bild: Prostock Studio)

 

Bestandsgebäude können durch Nachrüstungsprojekte mit Smart Building Funktionen so wie Indoor Navigation ausgestattet werden. Der laufende Betrieb muss hierzu nicht einmal gestoppt werden. Planungs- und Installationsarbeiten können sowohl während der Arbeitszeit als auch nach den Betriebszeiten umgesetzt werden.

Wie lange dauert es Indoor Navigation zu installieren?

Die Installation der Indoor-Navigation in einem intelligenten Gebäude kann relativ schnell abgeschlossen werden. Wenn Sie mit einem erfahrenen Integrator zusammenarbeiten, kann der Prozess reibungslos und effizient verlaufen. Je nach Größe und Komplexität der Einrichtung kann es einige Tage oder Wochen dauern, bis das System vollständig installiert ist. Sobald es jedoch installiert ist, werden die Vorteile der Innenraumnavigation sofort sichtbar.

Wo kann Indoor Navigation umgesetzt werden?

Indoor-Navigation kann in großen Einkaufszentren, Flughäfen, Krankenhäusern und Ausstellungshallen eingesetzt werden, um Besucher zu den gewünschten Produkten oder Orten zu führen. Sie ist auch für Außendienstmitarbeiter wie Wartungspersonal oder Lieferanten nützlich, um bestimmte Einrichtungen oder Anlagen in einem großen Gebäudekomplex zu finden. In einigen Unternehmen ist eine Indoor Navigation auch nützlich um Mitarbeiter den schnellsten Weg zu ihren Zielen zur Verfügung zu stellen.

Funktioniert Indoor Navigation auch mit Augmented Reality?

Was bei Google Maps im Comsumer-Bereich für Outdoor Navigation bereits getestet wird, ist für Indoor Navigation noch nicht gängig. Natürlich wird es im Indoor-Bereich in der nahen Zukunft auch Möglichkeiten für erweiterte Realität geben, aber dies ist noch nicht der Fall. Indoor Navigation funktioniert mittels persönlichen Endpunkten, wie zum Beispiel einem Smartphone, aber auch ohne Augmented Reality.

Sie planen ein Smart Building und suchen einen zuverlässigen Partner bei der Umsetzung? Dann sind Sie bei uns genau richtig. Wir freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme.

 

Wenn Sie sich für ein Smart Office interessieren, stehen wir Ihnen gerne für eine erste Beratung zur Verfügung. Wir freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme: