Beacon

Mit Beacon (deutsch: Leuchtfeuer, Signalstation) wird eine Technologie bezeichnet, die auf dem Übertragungsprinzip Bluetooth Low Energy (BLE) basiert. Sie ermöglicht eine automatisierte, energiesparende Kommunikation zwischen Sendern (sogenannte Beacons) und Empfängern (zum Beispiel Smartphones, Tablets oder Smart Watches), sodass auf der Grundlage dieser lokalen Geodaten kontextuell relevante Inhalte vom Empfängergerät aufgerufen und bereitgestellt werden können. Anwendungsszenarien sind Mobile Shopping, geobasiertes und Bluetooth Marketing sowie verschiedene Anwendungen aus den Bereichen Mixed Reality und Augmented Reality.

Allgemeine Informationen zum Thema

Die BLE-Technologie wurde bereits im Jahr 2006 von Nokia vorgestellt. Zur Übertragung von Daten in eine Richtung (die des Empfängers) verwendet sie weitaus weniger Energie als herkömmliche Bluetooth-Geräte. Ein Beacon ist meist mit einer Batterie ausgestattet, die circa drei Jahre lang den Betrieb sicherstellt. Die Herstellung der Beacon-Module ist im Vergleich zu Bluetooth zwischen 60 und 80% günstiger. Mittlerweile gibt es zahlreiche Unternehmen, die sich auf die Produktion von Beacons-Signalgebern spezialisiert haben.

Der Grund, warum Beacons relativ schnell einer breiten Öffentlichkeit zugänglich wurde, war Apple. Das Unternehmen stellte das proprietäre Framework iBeacon im Jahr 2013 vor und sorgte durch ein Lizenzierungsverfahren für die Markteinführung. Hersteller und Entwickler, die die Beacon-Technologie verwenden möchten, müssen zunächst eine Lizenz bei Apple beantragen. Anschließend können sie das SDK (Software Development Kit) und verschiedene APIs sowie Programmbibliotheken nutzen, um zugeschnittene Use-Cases zu entwerfen und Nutzern am Point of Interest Informationen anzubieten. Geräte mit neueren Betriebssystemen unterstützen die Beacon-Technologie in der Regel.

Funktionsweise

Die Grundlage für die Beacon-Technologie sind relativ kleine Sender, die in ihrer Umgebung in regelmäßigen Zeitabständen Bluetooth-Signale aussenden. Sie sind nicht als Empfänger konzipiert, sondern beschränken sich darauf, als Impuls für das Empfängergerät zu agieren. Beacons bleiben passiv und senden nur Daten, die zur Identifizierung und zur Ortsbestimmung notwendig sind. Durch die Signale, die in kurzen Zeitintervallen gesendet werden, entsteht eine sogenannte Signalregion. Wenn ein Gerät in diese Region eintritt oder sich in der Nähe befindet, registriert das Gerät den Kontakt zu den Signalgebern und kann diese Informationen auf verschiedene Weisen nutzen.

Beacons senden drei Informationszustände:

• Ein Universally Unique Identifier (UUID) dient dazu, dass eindeutige Informationen in einem verteilten System von mehreren Komponenten versendet werden können. Jedes Beacon hat eine eigene UUID. Die Zeichenfolge aus Zahlen und Buchstaben ist 16 Byte groß.
• Der Major-Wert hat die Funktion, Signalregionen oder Use-Cases zu definieren. So würde eine Filiale in München einen anderen Major-Wert senden als eine in Hamburg.
• Mit dem Minor-Wert können weitere Subregionen oder Use-Cases bestimmt werden. Zum Beispiel einzelne Abteilungen innerhalb einer Signalregion wie Kleidung, Schuhe oder Haushaltswaren.

Major- und Minor-Werte sind jeweils 2 Byte groß. Auf dem Endgerät ist eine mobile App installiert, die diese Signale verwertet. Die App identifiziert den oder die Signalgeber und misst die Abstände zwischen Sendern und Empfängern im Raum. Damit dies in einem dreidimensionalen Raum exakt genug erfolgt, müssen mindestens vier Beacons installiert sein. Ähnlich wie bei GPS-Systemen werden die Abstände zwischen den Einheiten nach dem Laterations-Prinzip gemessen – mit dem Unterschied, dass die Datenübertragung auf den Nahbereich ausgelegt ist.

Sogenannte Geofences sind das Ergebnis: Mit Daten wie Latitude, Longitude und einem Radius lassen sich flexible Regionen definieren, die durch die Position der Beacons immer wieder verändert werden können. Es wird unterschieden zwischen Immidiate (weniger als 50 cm), Near (bis drei Meter), Far (mehr als zehn Meter) und Unknown. Besonders leistungsstarke Beacons können ihre Signale in einer Reichweite bis zu 450 Meter senden. Jedoch reagieren Beacons empfindlich auf Hindernisse wie Menschen, Mauern oder Einrichtungsgegenstände – die Reichweite verkürzt sich in diesen Fällen.

Sobald die relativ genauen Positionen von den Empfängergeräten bestimmt worden sind, kann ein nachgeschalteter Prozess in Gang gesetzt werden. Zum Beispiel das Starten einer App für Mobile Payment Anwendungen oder das Ausliefern von relevantem Content an einem bestimmten Geopunkt in der Filiale, um den Kunden passende Produkte anzubieten. Auch Push Nachrichten oder Social Media Anwendungen sind möglich. Welche Aufgaben oder Prozesse durch die Sender-Empfänger-Kommunikation gestartet werden, ist vom jeweiligen Use-Case abhängig.

Praxisbezug

Eine Auswahl möglicher Use-Cases:

• Mobile Shopping: In Filialen können Produktinformationen in verschiedenen Abteilungen eingeblendet werden – um zum Beispiel Nutzern passende Kleidungsstücke anzubieten, wenn sie sich für ein bestimmtes Kleidungsstück interessieren. Nutzer können auch durch unterschiedliche Angebote des Portfolios geleitet werden (Vgl.: Curated Shopping)
• Mobile Payment: Am Point of Sale können Nutzer mit sehr wenig Interaktion bargeldlos bezahlen. Dazu müssen sie sich lediglich mit dem Endgerät in der Nähe eines Terminals befinden.
• Navigation: In verschiedenen Gebäuden wie Museen, Bidungseinrichtungen, öffentlichen Institutionen sowie Bahnhöfen, Flughäfen oder Sportstadien können Beacons bei der Navigation durch die Gebäude behilflich sein.
• Kontextrelevante Inhalte: Je nach Anwendungsszenario können mit Beacons und einem Empfängergerät bestimmte relevante Inhalte ausgespielt werden, die auch an das mobile Shopping, die Navigation oder die Heimautomation angebunden werden können.

In der Praxis sollten Entwickler darauf achten, dass die übertragenen Beacon-Daten nicht direkt von Hackern oder Mitbewerbern einsehbar sind. Das sogenannte Spoofing (deutsch: Fälschung) kann durch verschiedene Mittel sichergestellt werden, um zu verhindern, dass der Beacon-Use-Case einfach von Mitbewerben kopiert wird.

Bedeutung für die Programmierung

Die Akzeptanz von Beacons wird in Deutschland noch als gering eingestuft. Ob die Technologie sich durchsetzen wird, ist noch nicht hinreichend klar. Hinzu kommen konkurrierende Technologien wie NFC, Eddystone von Google oder RFID-Chips, die jeweils andere Use-Cases ermöglichen – jedoch sind bei Chips, die auch Signale empfangen können, die Produktionskosten entsprechend höher. Es ist durchaus möglich, dass Beacons nur einen Zwischenschritt in der Entwicklung darstellen und durch Anwendungen aus den Bereichen Smart Objects, Internet of Things oder Augmented Reality wieder verdrängt werden.

Dennoch eignen sich Beacons aufgrund ihrer Energie- und Kosteneigenschaften hervorragend für den flächendeckenden Einsatz in bestimmten Use-Cases wie Navigation oder kontextrelevante Inhalte. Darüber hinaus bieten Beacons unterschiedliche Möglichkeiten, um das Nutz- und Kaufverhalten von Konsumenten zu erfassen. In-Store-Tracking, Customer Journey Tracking oder die Interaktion in verschiedenen Kanälen kann beobachtet werden, um eine maßgeschneiderte Kundenansprache zu realisieren und die Nutzer besser kennenzulernen. Entscheidend dabei ist natürlich die Bereitschaft der Nutzer, durch die Verwendung von entsprechenden Apps und Einwilligungen ihre Daten freizugeben. Wenn die Daten lediglich für Werbung und Abverkauf benutzt werden, dürfte diese Bereitschaft nicht allzu hoch sein.

Weblinks

• Definition Beacon
• Definition Beacon
• Mehr Infos zur Beacon-Technologie
• Drei Thesen zur Zukunft von Beacons
• Pro und Contra zu Beacons
• Tipps für Händler