Abschlusspräsentation Projektgruppe Location-based Services for Wireless Devices WS 2004/05 – SS 2005 Leitung: Odej Kao, Ulf Rerrer Externe Berater: Werner Ahrens, Jörg Littmann Teilnehmer: Tobias Beisel, Frank Brüseke, Stephan Caldewei, Eiko Gosling, Christine Haertl, Jan Hoffmann, Ludger Lecke, Nicolas Lerch, Stephan Müller, Florian Pepping, Christian Platta, Christian Schröder AG Kao Betriebssysteme und Verteilte Systeme Institut für Informatik Universität Paderborn Siemens AG Com ESY HD Communication Enterprise Systems HiPath Development
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AG Kao Betriebssysteme und Verteilte Systeme Institut für Informatik Universität Paderborn
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Abschlusspräsentation
Projektgruppe Location-based Services for Wireless DevicesWS 2004/05 – SS 2005
Leitung: Odej Kao, Ulf Rerrer
Externe Berater: Werner Ahrens, Jörg Littmann
Teilnehmer: Tobias Beisel, Frank Brüseke, Stephan Caldewei, Eiko Gosling, Christine Haertl, Jan Hoffmann, Ludger Lecke, Nicolas Lerch, Stephan Müller, Florian Pepping, Christian Platta, Christian Schröder
AG Kao
Betriebssysteme und Verteilte SystemeInstitut für InformatikUniversität Paderborn
Siemens AGCom ESY HD Communication Enterprise SystemsHiPath Development
219.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Einführung
319.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Auswahl Dienst
1
2
3
Szenario
Positionie-rung
Dienst-verwaltun
g
Gerät Position
PDA1 (65, 7, 9)PDA2 (28,14,3)... ...
Dienst 1
Dienst 2
Dienst 3
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Einführung
419.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
• Die Nutzung von lokationsbasierten Diensten bedingt das Zusammenspiel von drei Komponenten
1. Mobiles Endgerät Nutzt lokationsbasierten Dienst Ermittelt und überträgt Positionsdaten
2. Location-Server Ermittelt mit Lokationsalgorithmus die Position des
Endgerätes
3. Lokationsbasierter Dienst Verwendet ermittelte Position
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Einführung
519.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Inhalt
• Ziele, Anforderungen & Wünsche
• Architektur
• Dienste
• LIVE Demonstration
• Fazit
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Einführung
619.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Ziele, Anforderungen & Wünsche
• Ziele Entwicklung einer Architektur für lokationsbasierte
Dienste Lokalisierung von WLAN-Endgeräten Implementierung von lokationsbasierten Diensten
• Anforderungen & Wünsche der Firma Siemens Integration und Verwendung des HiPath Location-
Serversvon Siemens
Kommunikation zwischen Location-Server und Endgerätüber „WL2 Interaction Protocol“ (für optiPoint-WL2 Telefon)
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Einführung
719.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Location-Server
Positionierung
Client
Architekturim Detail
Services & Karten
Minimap: „Zeig mir meine Position an!“
Frage Positionsdaten beim Endgerät ab
HTTP(Browser,…)
HTTP
(WL2-XML)
Service Manager
Dienst
SOAP
MapS
Dienst Dienst
SOAP
Endgerät
Services & Karten
Übergebe Positionsdaten an Minimap
Position unbekannt?Positioniere Endgerät
Sende Karte an Endgerät zurück
Ermittelt Positions-daten und sendet sie
an den LS zurück
„Da bin ich doch gar nicht!“
Berechne Positiondes Endgeräts
Erstellt Karte mit Position
Ermittle KartenparameterRufe Kartendienst aufErzeuge Webseite in ISL
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Architektur
819.10.05 Projektgruppe Location-based Services
LBSClientLocation Tracking
• Cell of Origin (COO) Positionierung über aktuelle Zelle Access Point stellt aktuelle Zelle dar Positionierungsgenauigkeit ~10m (*)
• Received Signal Strength (RSS) Positionierung über Signalstärke Signalstärke empfangener Frames wird gemessen Positionierungsgenauigkeit abhängig vom
Lokationsalgorithmus
(*) Erfahrungswert bei Messungen in der Fürstenallee
• indirect remote-positioning WLAN-Endgerät ermittelt die Positionsdaten
die vom Location-Server ausgewertet werden Verfügbare Daten
RSS, MAC-Adressen der Access Points WLAN-Treiber
Scanning (abhängig vom Treiber) WLAN-Adapter lauscht nach Beacon-Frames (Passive) WLAN-Adapter sendet Probe-Request-Frames um
Access Points zu finden (Active)
Client
Endgerät
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Architektur
1019.10.05 Projektgruppe Location-based Services
LBSClienttechnische Details
• Funktionalität / Eigenschaften Signalstärke wird auf Anfrage des Location-
Servers ausgelesen und an diesen übermittelt Datenaustausch über das „WL2 Interaction Protocol“ LBSClient registriert sich beim Location-Server Wenige empfangene Access Points (Passive Scanning)
Teilweise schlechte Positionierungsergebnisse
• Verfügbare Plattformen (In C implementiert) Windows XP, Windows CE (ab V4.2)
Nutzt NDISUIO Dienst für Zugriff auf WLAN-Adapter Linux
basiert auf „iwlist“ Befehl aus dem „wireless-tools“ Paket
Client
Endgerät
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Architektur
1119.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Location-ServerTestumgebung
• Fürstenallee 11 Grundfläche: ca. 97m x 53 m Gebäudehöhe: ca. 14m
• Testumgebung Access Points mit SSID "Uni Paderborn"
13 Access Points auf F0, F1 und F2 Ein Access Point auf dem Dach
Messkarte für die Ebenen F0, F1 und F2 Location-Server erfordert Offline-Messungen Messraster 2,4m Offline-Messung mit LBSClient und Netstumbler Messapparatur bestehend aus Notebook, Lucent WLAN-
Antenne und „mobiler Halterung“
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Architektur
1219.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Location-ServerMesskarte (2)
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Architektur
1319.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Location-Servertechnische Details
• HiPath Location-Server (Siemens) Für Einsatz mit DECT entwickelt
Anpassung für WLAN erforderlich Lokationsalgorithmus unbekannt Positionierungsgenauigkeit ca. 9m
• UPB Location-Server (Eigenentwicklung) Abläufe im Location-Server und Einflussmöglichkeiten
verstehen Lokationsalgorithmen
RF Fingerprinting Tracking (mögliche Erweiterung)
Positionierungsgenauigkeit ca. 3m
Location-Server
Positionierung
Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit
Architektur
1419.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Service-Managertechnische Details
• Funktion zentraler Zugriffspunkt für Dienste Fragt Location-Server nach
Positionierungsdaten Ruft geforderten Dienst mit
ermittelten Positionsdaten auf
• Eigenschaften Kommunikation über HTTP/SOAP Bietet Infrastrukturdienste an