Das Echtzeit Lokalisierungs-System von Zigpos ist ein drahtloses Sensor-Netzwerk, welches hoch genaue ortsbasierte Anwendungen in GPS unzugänglichen Bereichen ermöglicht.

Das Echtzeit Lokalisierungs-System von Zigpos ist ein drahtloses Sensor-Netzwerk, welches hoch genaue ortsbasierte Anwendungen in GPS unzugänglichen Bereichen ermöglicht. Zigpos

Das skalierbare Funk-Ortungssystem von Zigpos besteht aus mobilen und festen Sensor-Geräten, wobei Mini-PCs das Netzwerk steuern und sowohl Anwendungen als auch Schnittstellen zur Verfügung stellen. Durch einzelne Funkmodule (Fixpunkte/Anchor), die im Abstand von bis zu 100 m stehen, können Anwender dreidimensionale Räume abdecken. Die Positionsbestimmung erfolgt durch Kommunikation mit einem variablen Messpunkt (Sensor), den zum Beispiel ein Mitarbeiter trägt oder an einem fahrerlosen Transportsystem angebracht ist. Mittels drahtloser Sensornetzwerke erfolgt das Auslesen und die Übertragung der Daten.

Die Anchor sind die Fixpunkte der realen Welt

Die Anchor sind die Fixpunkte der realen Welt Zigpos

Bislang erreichen sensorbasierte Positionsbestimmungssysteme eine Genauigkeit von 1 bis 2 m. Zigpos verspricht hingegen eine Genauigkeit von 5 cm. Möglich macht das die Laufzeitmessung von Ultrabreitbandsignalen statt empfangenen Signalpegeln. Dies macht die Lokalisierung genauer und senkt die Störanfälligkeit.

Management-Cockpit auf dem Smartphone

mobiler Sensor, hier als Smart Badge

mobiler Sensor, hier als Smart Badge Zigpos

Die Anwendung ist denkbar einfach: Nachdem sich der Nutzer mit einem Gateway verbunden hat, lassen sich die Fixpunkte und Sensoren per Webbrowser identifizieren, orten und nachverfolgen. Daher braucht es weder die Installation eines Programms noch einer App. Dabei verbindet das Gateway die IT-Systemlandschaft mit der Ortung. „So wird praktisch jedes mobile Endgerät zum individuellen Management-Cockpit“, sagt Erik Mademann, Geschäftsführer von Zigpos. Zudem lädt und skaliert das System Karten beziehungsweise Lagepläne als Hintergrundbilder. Die Fixpunkte werden physisch in den Räumen verteilt und anschließend virtuell per Drag & Drop auf der Karte platziert. Mit weniger als 100 mW Leistung lassen sich die Fixpunkte energieautark, per Batterie, über PoE, µUSB oder Gleichstrom betreiben.

Auf einem Standard Mini-PC (Gateway) oder in der Cloud läuft die Ortung

Auf einem Standard Mini-PC (Gateway) oder in der Cloud läuft die Ortung Zigpos

Als Kommunikations-Hub weckt das Gateway zyklisch die Sensoren zur Aktualisierung ihrer Daten auf, dabei lassen sich Intervalle von 40-mal die Sekunde bis zu einmal am Tag einstellen. Ansonsten bleiben alle Geräte im energiesparenden „Tiefschlaf-Modus“. Anwender können den Sensoren, etwa in Form von Smart Badges, realen Objekten zuordnen, beispielsweise über Namen, Auftragsnummer, Bild oder optische Codes. Neben dem Sensor zur Lokalisierung und den LEDs enthält das Smart Badge auch ein E-Paper Display, welches Informationen anzeigen kann. Ortsbasierte Anwendungen, wie zur Produktions- beziehungsweise Flottensteuerung, betten die 3D-Koordinaten via REST API, MQTT oder sonstige aktuelle Schnittstellen ein.

Mehr als nur Lokalisieren

Per WLAN und Browser lässt sich mit jedem mobilen Endgerät auf ein zentrales Gateway zugreifen, das die Oberfläche zur Verfügung stellt.

Per WLAN und Browser lässt sich mit jedem mobilen Endgerät auf ein zentrales Gateway zugreifen, das die Oberfläche zur Verfügung stellt. Zigpos

Durch die Kombination von Lokalisierung und Datenübertragung werden Fortschritt und Prozessschritt verfolgt. Im Zuge dessen lassen sich die Informationen, wie der nächste Arbeitsschritt oder die nächste zu bestückende Maschine, in Echtzeit auf dem Display der Smart Badges darstellen. Wenn ein Gegenstand gesucht wird oder einen nicht befugten Bereich betritt, können automatisch die LEDs aktiviert werden, um den Nutzer auf bestimmte Dinge hinzuweisen. „Ganze Flotten und riesige Bestände können so kategorisiert und verwaltet werden“, so Mademann weiter. „Die frei definierbaren virtuellen Bereiche machen Engpässe in der Logistik sofort sichtbar. Durchlaufzeiten können mit unserem System bis auf Einzelteilebene analysiert werden.“

Neben der reinen Positionsbestimmung ist auch die Verfolgung (Tracking) von Gegenständen und Personen innerhalb dreidimensionaler Räume möglich. Daher kommen die Kunden von Zigpos hauptsächlich aus dem Industriebereich mit Intralogistik, der Produktion und Halbleiterfertigung. „Im Fertigungsumfeld nutzt beispielsweise Siemens unser System zur Nachverfolgung im Shopfloor“, berichtet Mademann. Auch Foxconn als einer der weltweit größten Hersteller von Elektronikprodukten setzt auf Zigpos-Technologie zur Umsetzung interner und externer Anwendungen im Bereich des Fertigungsumfeldes.

In einem EU-Forschungsprojekt arbeitet das Unternehmen auch an der Funkortung beim automatisierten Fahren.

In einem EU-Forschungsprojekt arbeitet das Unternehmen auch an der Funkortung beim automatisierten Fahren. Zigpos

Aktuell wurde ein Sensor entwickelt, der sich zusätzlich für die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmessung eignet. Möglichkeiten zum Einsatz bieten beispielsweise historische Gebäude, deren Raumklima eine entscheidende Rolle für den Erhalt der Bausubstanz spielt. Je nach Kundenwunsch können die Sensoren zusätzlich mit weiteren Funktionen ausgestattet werden, etwa die Kommunikation mit Aktoren für die automatische Frischluftzufuhr. Solche Funktionen wären auch für den industriellen Einsatz denkbar.

Spin-off der HTW

Erik Mademann, Geschäftsführer von Zigpos

Erik Mademann, Geschäftsführer von Zigpos Zigpos

Das Dresdner Unternehmen Zigpos wurde 2011 von HTW-Professoren und -Absolventen der Elektrotechnik in Dresden gegründet. Ziel der Ausgründung in der Gründerschmiede der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW) war es, eine Firma am Standort Dresden zu etablieren, welche sich um die Weiterentwicklung von Technologien rund um die Lokalisierung durch Funksignale beschäftigt. „Unser Unternehmen soll ein Anreiz für Absolventen der Hochschulen und Universitäten die Möglichkeit geben, ihre Erfahrungen und das Gelernte praktisch einzubringen“, beschreibt Erik Mademann, Geschäftsführer von Zigpos, das Spin-off der HTW.

Heute forscht das Ingenieurteam mit internationalen Partnern in EU-Projekten. Von der Gebäudeautomation bis zum autonomen Fahren werden hochgenaue Positions- und Sensordaten für smarte Objekte der IoT-Welt generiert. Die Entwickler-Mannschaft designt Hardware, Software und schlüsselfertige Sensor-Netzwerke. Durch die Mitarbeit in solchen Forschungsprojekten, hat Zigpos die Möglichkeit, Innovationen zu testen und weiter zu entwickeln – und bei Erfolg direkt in Produkte einfließen zu lassen. „Bei Neuerungen und erfolgreichen Projekten werden die Ergebnisse innerhalb unserer Roadmap direkt mit in die Produkte integriert, um weiter an neuen Innovationen forschen zu können“, beschreibt Mademann das Vorgehen.

Für die Zukunft möchte die Zigpos-Mannschaft die Standardisierung von Lokalisierungsdiensten mitgestalten, um die technologische Weiterentwicklung und Nutzung voran zu treiben. Das Unternehmen will in den nächsten Jahren weiterwachsen und seine Produkte neben Europa verstärkt in Asien und Amerika vertreiben.