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Indoornavigation in der Bayerischen Staatsbibliothek mit Beacons

Bluetooth LE + Beacons = Pfadfinder


Die Bayerische Staatsbibliothek (BSB) ist eine der großen Universalbibliotheken Europas und beherbergt mehr als 10 Millionen Bücher. Sie wird von 1,5 Millionen Besuchern im Jahr frequentiert – Nutzern mit ganz unterschiedlichen Bedürfnissen und Zielen. Sie auf dem kürzesten Weg an ihr Ziel zu leiten, hat sich die neueste App der Bibliothek, der BSB Navigator, zur Aufgabe gemacht. Zum Einsatz kommen Bluetooth Low Energy und Beacons.

Außerhalb von Gebäuden ist die Navigation per Smartphone so selbstverständlich, dass wir die veränderte Situation beim Betreten eines Gebäudes zwangsläufig als massiven und störenden Bruch unserer Nutzererfahrung bewerten. Innerhalb von Gebäuden funktioniert die vertraute Ortung mittels GPS nicht, man ist zwangsläufig auf mehr oder weniger nützliche Wegweiser angewiesen. Das wird nicht selten der Institution, in der man sich aufhält, als eine Art „Diss-Service“ ausgelegt, als Gleichgültigkeit gegenüber dem eigenen Bedürfnis nach rascher Orientierung und zügiger Zielführung. Dies gilt umso mehr, je differenzierter das Leistungsspektrum der Einrichtung ist, je heterogener ihre Zielgruppen und je unübersichtlicher das Gebäude selbst.

Der in den Jahren 1832 bis 1843 im Auftrag König Ludwigs I. von Friedrich von Gärtner nach dem Vorbild italienischer Renaissance-Palazzi errichtete, heute unter Denkmalschutz stehende Vierflügelbau an der Münchener Ludwigstraße hat eine Länge von 152 Metern, eine Tiefe von 78 Metern und eine Höhe von 27 Metern. Der öffentlich zugängliche Bereich erstreckt sich über fünf Stockwerke. Die ursprüngliche bauliche Gestaltung des Innenraums verband repräsentative Ziele mit bibliotheksfachlichen Aspekten und stellt bis heute nicht geringe Ansprüche an das Orientierungsvermögen der Besucher. Zudem hat die Bayerische Staatsbibliothek mit sehr heterogenen Nutzergruppen umzugehen (Wissenschaftler, Studierende, Schüler, allgemeine Öffentlichkeit, Touristen), denen ein ausdifferenziertes Spektrum lokaler Dienste angeboten wird – von der „Leihstelle“ bis zum Aventinus-Forschungslesesaal. Das Smartphone ist der ständige Begleiter fast all unserer Besucher, daher haben wir uns entschieden, eine App zur Indoornavigation für die Besucher des Hauses zu entwickeln.

Warum mit Beacons?

Indoornavigation ist kein neues Thema. Der Wunsch, die durch GPS und Apps wie Google Maps gewohnte Orientierungshilfe auch in Gebäuden anbieten zu können, existiert schon lange. Allein, es mangelte bisher an offenen Standards und bezahlbaren Lösungen.

Sowohl Google als auch Apple unternehmen gegenwärtig Anstrengungen, auch den Innenbereich von Gebäuden in ihre Maps-Applikationen aufzunehmen, zu sehen in Google Maps, zum Beispiel in Berlin bei der Mercedes-Benz Arena oder dem KaDeWe. Allerdings werden hier nur Karten des Innenraums des Gebäudes zur Orientierung dargestellt, Navigation ist (noch) nicht möglich. Auch handelt es sich bei beiden noch um ein geschlossenes Programm. Man muss sich um die Teilnahme bewerben, sowohl Google als auch Apple bearbeiten die Karten nach. Man muss Glück haben, mitmachen zu dürfen – und hat zudem nur begrenzt Einfluss auf das Ergebnis. Daher also die eigene App.

Auch hierfür gibt es schon länger Lösungen, meist auf WiFi-Basis. Es handelt sich um geschlossene Systeme mit proprietärer Technik, man ist an einen Anbieter gebunden. Bluetooth Low Energy und Beacons bieten jetzt erstmalig die Möglichkeit, Indoornavigation zu einem Bruchteil der Kosten selbst zu realisieren.

Beacons, 2013 von Apple zusammen mit iOS 7 unter dem Namen „iBeacons“ eingeführt, sind mittlerweile ein Standard und unter dem Namen „Eddystone“ auch in der Android-Welt zu Hause. Wir verwenden hier weiterhin den Begriff Beacons, der sich für beide Spielarten als Gattungsbegriff etabliert hat. Für die Programmierung spielen die kleinen Unterschiede, wenn man einige Feinheiten beachtet, keine Rolle, sodass man Apps für beide Plattformen mit den gleichen Beacons realisieren kann. Der User benötigt mindestens ein iPhone 4S ab iOS 7 bzw. ein Bluetooth-Low-Energy-fähiges Android-Smartphone ab Android 4.3.

Das Angebot an Beacons ist vielfältig, sie sind in allen Formen und Farben erhältlich. Es gibt outdoorfähige, solche mit USB-Anschluss, mit festverbauter oder wechselbarer Batterie etc. Worauf man bei der Auswahl der Hardware achten sollte, sind folgende Punkte:

  • Montagefähigkeit: Die Beacons müssen stabil auf unterschiedlichem Untergrund befestigt werden können. Ist die Rückseite so beschaffen, dass man mit Klebeband arbeiten kann? Gibt es evtl. eine Aussparung zur Befestigung per Schraube?

  • Form und Farbe: Man wird sie im Gebäude sehen, d. h. sie sollten sich so harmonisch wie möglich einfügen.

  • Batterie: Die Batterie sollte unbedingt wechselbar sein, sonst muss der ganze Beacon getauscht werden, was neben den höheren Kosten noch eine Reihe anderer negativer Nebenwirkungen hat.

  • Identifizierbarkeit: Ist der UUID des Beacons, der ihn zusammen mit Major und Minor eindeutig identifizierbar macht, außen auf das Gehäuse gedruckt und somit auch ohne App lesbar?

  • Sleep Mode: Ein Sleep Mode wäre nicht schlecht, d. h. die Fähigkeit, den Beacon in den Stunden, in denen das Gebäude geschlossen ist, in einen Stromsparmodus zu versetzen, damit die Batterie länger hält.

  • Konfigurierbarkeit: Sendeleistung, Advertising Interval, Major und Minor etc. sollten so bequem wie möglich konfigurierbar sein. Dies sollte komfortabel per Web-App, API oder besser noch durch eine vom Hersteller zur Verfügung gestellte Smartphone-App möglich sein.

Neben der Hardware braucht es aber natürlich auch Software. Die wichtigste Komponente – neben einer hervorragenden UX – sind die Algorithmen zur Bestimmung der Position des Users im Gebäude. Auf Basis dieser Daten kann dann die Route...

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