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Lektion 2.10 - Standard-Flows: Timer und Geofences

General Timers werden verwendet, um Alarme zu verzögern. Zum Beispiel: Wenn eine Tür oder ein Fenster geöffnet wird und nicht innerhalb einer bestimmten Zeit wieder geschlossen wird, geht der Alarm los. Dasselbe gilt, wenn die Temperatur einen Grenzwert überschreitet und nicht schnell genug wieder sinkt.

In dieser Lektion untersuchen wir die Standard-Flows. Da der Flow bei der generischen HTTP- und MQTT-Integration nicht unterstützt wird, muss er mit einem echten Gerät über einen neuen Connector wie LoRaWAN ausprobiert werden. Dies bringt einige Einschränkungen mit sich, besonders für die Geo-Query-Flows, da diese Bewegung der IoT-Nodes erfordern. Es gibt einige verfügbare Übersetzer, die verwendet werden können, um die Bewegung von Geräten in und aus Geofences zu simulieren, aber das würde den Rahmen dieser Schulung sprengen.

Timer​

Um General Timers zu verwenden, werden zwei Elemente benötigt:

  1. Der General Timer Flow: Dies ist ein spezieller Flow, der nach der Ausführung des Translator Service prüft, ob ein Timer gestartet werden soll oder nicht. Wenn der Timer abläuft, erhält der IoT-Node ein Update.
  2. Der General Timer Translator oder eine angepasste Variante davon: Dieser ähnelt sehr einem normalen Alarmübersetzer mit eingebauten Alarmschwellenwerten und Hysterese, steuert aber statt einen Alarm zu setzen die Timer-Funktionalität.

general timer flow

Häufige Anwendungsfälle​

  • Garagentore, die sich nicht automatisch schließen, wie sie sollten.
  • Personen, die vergessen, Türen oder Fenster hinter sich zu schließen
  • Werte, die vorübergehend einen Schwellenwert überschreiten dürfen, aber innerhalb einer bestimmten Zeit wieder zurückgehen müssen.
  • Assets, die für eine bestimmte Zeit innerhalb oder außerhalb eines Geofence sein dürfen.
  • Prüfen, ob Assets in Gebrauch sind oder nicht, indem ein Timer gestartet wird, wenn keine Bewegung erkannt wird.

Die Einrichtung ist recht einfach:

General timer

  1. Den Device Flow ändern
    Stellen Sie den Flow des Geräts auf general-timer. Siehe Flow für Details.

  2. Einen general-timer-Übersetzer hinzufügen
    Fügen Sie ihn über das Translator-Menü in den Geräteeinstellungen hinzu, oder wenden Sie ihn auf mehrere Geräte mit Select Many an.

  3. Contextual Parameters öffnen
    Greifen Sie auf kontextuelle Parameter zu, entweder:

    • Über das Geräte-Menü, oder
    • Mit Select Many → Edit
  4. Die General-Timer-Parameter konfigurieren
    Unten finden Sie eine Aufschlüsselung der verfügbaren Parameter:

ParameterBeschreibung
timerTriggerFieldZu überwachendes Feld als Trigger (z. B. door, motion, temperature)
timerDelayWie lange (in Millisekunden) der Trigger aktiv bleiben muss, bevor der Timer abläuft
timerBooleanTriggerValueFür Boolean-Felder – setzen Sie dies auf true oder false, je nach Ihrer Logik
timerHighTriggerLevelFür numerische Felder – dies ist der obere Schwellenwert
timerLowTriggerLevelFür numerische Felder – dies ist der untere Schwellenwert
timerTriggerHysteresisFügt Hysterese hinzu, um schnelles Umschalten um den Schwellenwert zu vermeiden

Anweisungen zum Erstellen einer Alarmüberwachungsansicht finden Sie im verlinkten Leitfaden. Verwenden Sie die folgenden Felder:

  • timerStart – Gibt an, ob der Timer gestartet wurde.
  • timerStartAt – Der Zeitstempel, zu dem der Timer gestartet wurde. Wenn kein Timer läuft, ist dies ein leerer String.
  • timerExpired – Gibt an, ob der Timer abgelaufen ist. Dies ist das primäre "Alarm"-Feld, das zum Auslösen von Warnungen verwendet wird.

Verwenden Sie einen geeigneten Sensor, wie einen Sensative Strip mit einem Magnetkontakt, um die Timer-Funktionalität zu testen.

  1. Stellen Sie das Trigger-Feld auf door und timerBooleanTriggerValue auf false.
  2. Konfigurieren Sie timerDelay auf 30.000 ms (30 Sekunden) und öffnen und schließen Sie dann die Tür, um zu beobachten, wie sich der Timer verhält. Der Timer sollte zurückgesetzt werden, wenn die Tür geschlossen wird, bevor die Verzögerungszeit abläuft.

Geofences​

Um Geofences zu verwenden, werden mindestens zwei Elemente benötigt:

  1. Der General GeoQuery Flow: Dies ist ein spezieller Flow, der nach der Ausführung des Translator Service prüft, ob sich ein IoT-Node innerhalb oder außerhalb von Geofences befindet, und wenn ja, ihm ein Update-Ereignis sendet.
  2. Geofences mit Referenz-IoT-Nodes, die entweder den General Geofence Translator oder eine angepasste Variante davon verwenden.

Geofences sind in einer kurzen Schulungssitzung schwer zu testen, da sie das physische Bewegen von Assets erfordern. Verwenden Sie das Folgende als Einrichtungsleitfaden für einen Proof of Concept (PoC) oder eine vollständige kommerzielle Installation, anstatt zu erwarten, während der Lektion vollständig experimentieren zu können.

Typische Anwendungsfälle für Geofences​

AnwendungsfallBenötigte TrackerZweck des GeofenceVorteile
Asset Tracking am FlughafenLoRaWAN- oder BLE-TrackerTerminals, Gates, SperrbereicheAusrüstung und Gepäckwagen verfolgen; Verlust verhindern; Logistik verbessern
Asset Tracking im KrankenhausBLE-/NB-IoT-TrackerStationen, OP-Säle, AusrüstungszonenKritische Ausrüstung überwachen; Fehlplatzierung reduzieren; Reaktionszeiten verbessern
Asset Tracking im Bahn-DepotLoRaWAN-/GPS-TrackerGleise, Wartungshöfe, SperrzonenFahrzeuge und Werkzeuge verfolgen; unbefugte Bewegung verhindern; Effizienz verbessern
Asset Management im LagerLoRaWAN- oder BLE-TrackerLagerzonen, LadebereicheEchtzeit-Assetstandort; Zonenübertretungswarnungen; Auslastung optimieren
PersonensicherheitTragbare BLE-/NB-IoT-TrackerGefahren- oder SperrbereicheSofortige Warnungen; Compliance-Tracking; Unfälle reduzieren
Flotten- und FahrzeugmanagementGPS-fähige LoRaWAN-/NB-IoT-TrackerDepots, Routen, SperrbereicheRoutenabweichungen erkennen; Warnungen bei unbefugtem Halt; Effizienz verbessern
Smart Buildings / BürosBLE-/WLAN-Badges oder -GeräteBüros, Besprechungsräume, SperrbereicheHLK/Beleuchtung automatisieren; Belegungsanalyse; Energieeffizienz
Kundentracking im EinzelhandelBLE-/WLAN-Tracker in Einkaufswagen oder AppsEingänge, Produktbereiche, KassenbereicheAngebote auslösen; Kundenverkehr verfolgen; Layout optimieren
KühlkettenüberwachungLoRaWAN-/NB-IoT-TrackerKühlräume, KühlfahrzeugeAssetbewegung überwachen; Temperaturwarnungen auslösen; Compliance sicherstellen
Veranstaltungsmanagement / SicherheitBLE-/GPS-TrackerBühnen, Backstage, EingängePersonal/Ausrüstung verfolgen; Zugang automatisieren; Risiken reduzieren
Asset Tracking in Häfen / VersandLoRaWAN-/GPS-TrackerDocks, Containerhöfe, SperrzonenEchtzeit-Frachtverfolgung; Verlust/Diebstahl verhindern; Betrieb optimieren

Wichtige Hinweise:

  • Geofences erfordern Tracker, die an Assets, Fahrzeugen oder Personal angebracht sind.
  • Jeder Geofence löst Ereignisse aus: enter, inside und exit.
  • Ereignisse können verwendet werden, um Daten weiterzuleiten, Regeln zu automatisieren oder Dashboards zu aktualisieren.
  • Geofences verbessern die betriebliche Effizienz, Sicherheit und datengestützte Entscheidungsfindung.

Cloud-unterstützte Standortdienste aktivieren​

Um einen cloudbasierten Standortdienst zum Testen zu aktivieren, fügen Sie Ihrem Gerät den Übersetzer enable-location-service hinzu. Dies aktiviert den standardmäßigen Traxmate-Connector (die URL https://lw.traxmate.io muss erreichbar sein).

Wenn die Plattform einen Uplink mit gültigen GNSS-, WLAN- oder BLE-Daten empfängt, fordert sie über den Dienst eine Standortabfrage an.

Der General Geo Query Flow​

Der General Geo Query Flow arbeitet zusammen mit dem Location Service – unter Verwendung von GPS-, WLAN- oder BLE-Daten –, um zu bestimmen, ob sich ein IoT-Node innerhalb oder außerhalb eines Geofence befindet. Diese Abfrage wird jedes Mal ausgeführt, wenn ein IoT-Node (typischerweise ein Tracker) ein neues Standortereignis meldet.

Geofences können sowohl Outdoor als auch Indoor sein. Indoor-Geofences enthalten eine Eigenschaft namens floorIndex, die einer bestimmten Stockwerksebene zugeordnet ist, um den Tracker genau zu lokalisieren.

general geo query flow

Geofence-Funktionen aktivieren​

  1. General Geo Query Flows verwenden
    Weisen Sie den General Geo Query Flow den IoT-Nodes zu, die an der Geofencing-Logik teilnehmen sollen.

  2. Geofence-Generic-Nodes erstellen
    Diese Nodes dienen als Referenzpunkte für Geofences und helfen dabei, zu visualisieren, wie viele Tracker sich in jedem befinden.
    Fügen Sie den Übersetzer general-geofence zu den Geofence-IoT-Nodes hinzu.

    General Geofence 2

  3. Geofences erstellen
    Definieren Sie Geofences direkt auf der Karte oder über Map-Widgets in Dashboards, die geogemappte Grundrisse verwenden. Details zum Erstellen eines Geofence finden Sie unter Lektion 1.5 - Die Karte und Kartenansichten
    Verwenden Sie die _id des generischen Geofence-Nodes als Referenz-Node in jedem Geofence.

  4. Indoor-Lokalisierung aktivieren (optional)
    Für Indoor-Lokalisierung ist Combain der empfohlene Anbieter.
    Um die Genauigkeit zu verbessern und zwischen Stockwerken zu unterscheiden, muss eine Combain AI Indoor Survey durchgeführt werden.
    Diese Vermessung erfasst die RSSI-Werte von WLAN-Routern und BLE-Beacons für die Triangulation mithilfe der Combain-Mobile-App.

    Combain Indoor

    Schritte für eine Combain-Testphase:

    • Fordern Sie ein Combain-Konto von Ihrem technischen Support-Ansprechpartner an.
    • Melden Sie sich beim Combain Indoor Portal an.
    • Erstellen Sie einen neuen Place und wählen Sie im Portal den Typ Building, und stellen Sie sicher, dass Combain das Layout korrekt erkennt. Wenn nicht, wiederholen Sie den Vorgang, bis es funktioniert.
    • Laden Sie Grundrisse für jede Ebene des Gebäudes hoch und richten Sie sie aus.
    • Führen Sie eine detaillierte Vermessung mit der Combain Android AI Indoor Survey App durch.
    • Je detaillierter Ihre Vermessung, desto höher die Lokalisierungsgenauigkeit.
    • Alternativ können Sie, wenn Sie die Standorte Ihrer WLAN-Router oder BLE-Beacons kennen, diese manuell auf der Karte platzieren.

    Genaue Details zum vollständigen Combain-Prozess und den Tools finden Sie im Combain Indoor Positioning Guide

  5. Kartenansichten und Dashboards erstellen
    Visualisieren Sie die Standorte Ihrer Geofences, Geofence-IoT-Nodes und Tracker in Dashboards oder Kartenansichten.

General Geofence Translator​

Der Übersetzer 'general-geofence' ist ein ausgereifter Übersetzer, der darauf ausgelegt ist, 'enter'-, 'exit'- und 'inside'-Ereignisse von Geofences zu handhaben.

General Geofence 1

Zu seinen wichtigsten Funktionen gehören:

  • Zählen der Anzahl der Tracker innerhalb eines Geofence.
  • Zählen der Gesamtzahl der Assets innerhalb eines Geofence.
    • Sie können zwischen Asset-Kategorien unterscheiden und vermeiden, alle als Tracker zu zählen (z. B. können an einem Flughafen Rollstühle und Gepäckwagen in verschiedenen Geofences als Tracker betrachtet werden).
  • Führen einer Liste aller Assets, die sich derzeit im Geofence befinden.
  • Automatisches Entfernen inaktiver Assets nach einer bestimmten Zeit, wenn ein Exit-Ereignis verpasst wird.
  • Weiterleiten von Daten an das Ursprungs-Asset, das ein Geofence-Ereignis ausgelöst hat.
  • Angeben des Identifikators für das Ursprungs-Asset.
  • Auswählen der Art der Daten, die an das Ursprungs-Asset weitergeleitet werden sollen (ohne Zugriffsereignisdaten).
  • Optionales Kodieren von Daten in Hex für das Ursprungs-Asset, um Hardware-Decoder zu unterstützen.
  • Festlegen eines Genauigkeitsschwellenwerts für die Weiterleitung von Daten.
    • Standortdienste liefern eine Genauigkeitsangabe (50 % Wahrscheinlichkeit).
    • Wenn die Genauigkeit zu niedrig ist, befindet sich das Asset möglicherweise nicht tatsächlich im Geofence, und die Daten können ignoriert werden.

General Geofence 3

Geofencing mit WLAN-RSSI-Level-Fähigkeit verbessern​

Wenn es wichtig ist, die Anzahl der Tracker innerhalb eines bestimmten Bereichs zu zählen, zum Beispiel um Stakeholdern eine KPI bereitzustellen, wird empfohlen, die Geofencing-Fähigkeit mit WLAN-Router-RSSI-Prüfungen zu ergänzen.

Die Idee ist, WLAN-RSSI-Schwellenwerte zu verwenden, um den Hauptbereich abzudecken, in dem Assets gezählt werden sollen, während der Geofence als Backup dient, um Geräte zu erfassen, die sich knapp außerhalb der Reichweite des Beacons befinden. Zusammen liefern diese beiden Methoden ein genaueres und zuverlässigeres Ergebnis.

WLAN-RSSI-Level-Erkennung aktivieren​

Um die WLAN-RSSI-basierte Erkennung zu aktivieren, wird ein angepasster Übersetzer verwendet. Dieser Übersetzer überwacht die Signalstärke (RSSI) bekannter WLAN-Beacons und entscheidet, ob ein Tracker als innerhalb eines bestimmten Bereichs betrachtet werden soll.

Dieser Ansatz wird häufig in großen Infrastrukturprojekten wie Flughäfen oder Krankenhäusern verwendet, wo Asset Tracking innerhalb von Lagerzonen oder Sperrbereichen entscheidend ist.

Empfohlene Konfiguration für optimale Leistung​

Um die Wahrscheinlichkeit einer genauen Erkennung zu verbessern, wenden Sie die folgenden Einstellungen an:

  1. WLAN-Beacon-Broadcast-Frequenz erhöhen
    Ändern Sie das Beacon-Intervall vom Standard 100 ms auf 40 ms für schnellere Updates. Dies verbessert das Erkennungsverhältnis erheblich.

  2. Verwenden Sie bei normaler WLAN-Umgebung Wi-Fi Channel Auto; bei wirklich überfüllter WLAN-Umgebung versuchen Sie WLAN-Kanal 0. Tracker beginnen typischerweise ab Kanal 0 zu scannen und stoppen, sobald ihr Puffer voll ist. Die Verwendung von Kanal 0 gewährleistet die höchste Erkennungswahrscheinlichkeit in sehr belebten WLAN-Umgebungen.

  3. Sendeleistung des WLAN-Routers reduzieren
    Begrenzen Sie die Sendeleistung auf etwa 6–10 dB (statt der maximalen 26 dB). Dies hilft, Interferenzen mit anderer WLAN-Infrastruktur zu vermeiden und die Beacon-Abdeckung auf den gewünschten Bereich zu beschränken. Sie möchten vermeiden, dass sich Beacons, die bestimmte Bereiche repräsentieren, gegenseitig "hören", wenn dies vermeidbar ist.

  4. Niedrigste Bitrate verwenden
    Da Tracker WLAN und BLE nur kurz scannen, um Energie zu sparen, ist es am besten, die Bitrate bei den Standard 1 Mbit/s zu belassen. Bei niedrig eingestellter Sendeleistung minimiert dies Interferenzen mit der bestehenden WLAN-Infrastruktur des Gebäudes und gewährleistet gleichzeitig eine zuverlässige Erkennung.

  5. Die RSSI-Werte feinabstimmen
    Beginnen Sie mit einer zulässigen RSSI-Grenzeinstellung wie -85 und beobachten Sie das Ergebnis, machen Sie dann das Gegenteil und testen Sie eine restriktive Einstellung von -70. Legen Sie basierend auf dem Ergebnis den erwarteten Grenzwert fest und nehmen Sie dann schrittweise Feinabstimmungen vor, bis die optimale Einstellung identifiziert wurde.

Durch die Kombination von WLAN-RSSI-Schwellenwerten mit Geofencing kann die Plattform eine präzisere Indoor-Lokalisierung und zuverlässige Belegungsverfolgung in komplexen Umgebungen erreichen.

Hardwareanforderungen für Lokalisierungsdienste​

Ihr Tracker muss das Scannen der verfügbaren IT-Infrastruktur im Bereich unterstützen. Derzeit werden drei Trackertypen unterstützt:

  1. Nur GPS oder andere Positionierungssatelliten

    • Erfordert einen klaren Himmel, um GPS-Satelliten zu sehen.
    • Beispiel: Digital Matter Oyster.
  2. Nur GPS + WLAN 2,4 GHz

    • Erfordert eine WLAN-Infrastruktur mit 2,4 GHz (5-GHz-Scanning wird ab 2025 nicht unterstützt).
    • Beispiel: Sensative Square Tracker (unterstützt das Scannen von bis zu 16 WLAN-Beacons für maximale Genauigkeit).
  3. GPS + BLE + WLAN 2,4 GHz

    • Beispiele: Digital Matter- und Abeeway-Tracker. Da diese sowohl BLE als auch WLAN scannen, ist die Batterieleistung schlechter als bei reinen WLAN-Trackern.

Integrationen von Lokalisierungsdiensten​

Um eine Lokalisierung durchzuführen, wird ein Lokalisierungsdienst benötigt. Die folgenden Cloud-Standortdienste werden derzeit von der Plattform unterstützt:

  • Traxmate: LoRaWAN-Cloud-Standardlösung zur Lokalisierung.
  • Combain: KI-basierte Lokalisierung.
  • Combain Indoor: KI-basierte Positionierung in Innenräumen. Die Genauigkeit kann durch Gebäude-Standortvermessungen verbessert werden.
  • In die Plattform integrierter Standortdienst für vordefinierte Bereiche mit bekannter Beacon-Platzierung. Dies wird für die LoRaWAN-Mesh-Lösung der Plattform verwendet.

Über den Munin-Dienst kann auch AWS Location Service unterstützt werden.

Andere Dienstanbieter, zum Beispiel Google, bieten ebenfalls Standortdienste an, diese sind aber noch nicht integriert. Wenn Sie eine Integration mit einem anderen Anbieter benötigen, wenden Sie sich an Ihren technischen Support-Ansprechpartner.

Kommerzielle Nutzung​

Der Standard-Traxmate-Connector unterliegt einer API-Rate-Begrenzung.

Wenn Sie zu einer kommerziellen Bereitstellung wechseln, fordern Sie ein Angebot von Ihrem Support-Ansprechpartner an.
Alle Lokalisierungsdienste beinhalten Kosten basierend auf der erwarteten Anzahl monatlicher Lokalisierungs-Pings.

Fragen und Antworten: Warum Timer in einer IoT-Plattform wichtig sind​

Warum Timer in der Alarmlogik verwenden?

Kann ich nicht einfach einen Alarm auslösen, sobald ein Wert einen Schwellenwert überschreitet?

Was ist ein Beispiel aus der Praxis für die Verwendung eines Timers?

Können Timer helfen zu erkennen, wann eine Bedingung wieder normal wird?

Wie implementiert die Plattform Timer?

Sind Timer nur für Alarme nützlich?

Muss ich Code schreiben, um Timer zu verwenden?

Fragen und Antworten: Lokalisierung und Geofences​

Wie hoch ist die typische Genauigkeit der WLAN-basierten Lokalisierung?

Welche Vorteile habe ich, wenn ich WLAN-Beacons mit RSSI-basierten Schwellenwerten hinzufüge, um zu bestimmen, ob sich Assets innerhalb eines Bereichs befinden?

Muss ich Code schreiben, um Geofences zu verwenden?

Muss ich Code schreiben, um Geofences in Kombination mit WLAN-Schwellenwerten für die Bereichslokalisierung zu verwenden?

Warum ist der Sensative Tracker für Asset-Tracking-Anwendungsfälle überlegen?