Bluetooth Low Energy: iBeacon ist mehr als ein Leuchtfeuer
Manchmal kommen Revolutionen schleichend daher. Als Apple die Technik iBeacon auf der Entwicklerkonferenz WWDC im Sommer 2013 vorstellte, ging sie neben der iOS-7-Ankündigung unter. Nur wenige Worte hatte der Chef der Softwaresparte, Craig Federighi, für Apples Idee der auf Bluetooth Low Energy basierenden Technik übrig. Dabei ist iBeacon mehr als nur eine kurze Erwähnung wert. Die Technik kann unser Leben verändern, denn mit ihr kann zum Beispiel unser Kaufverhalten beeinflusst werden.
Bei der Benennung griff Apple auf den englischen Begriff für Leuchtfeuer, Beacon, zurück. Wie Leuchtfeuer erlauben die kleinen Bluetooth-Sender vorüberziehenden Smartphones und anderen Empfängern die Bestimmung ihrer Position. Speziell in geschlossenen Räumen und auf überdachtem Gelände ermöglichen iBeacons eine deutlich präzisere Standortbestimmung als die traditionell verwendeten Techniken GPS, WLAN und Mobilfunknetz.
iBeacons machen Apple zum Zahlungssystemanbieter
Als Kartenmaterial nutzen Smartphones Apps, denen die Standorte ausgewählter iBeacons bekannt sind. So kann zum Beispiel der Betreiber einer Ladenkette seine Geschäfte mit iBeacons ausstatten und die dazu passende App anbieten. Mit dem Programm wird erkannt, ob sich der Nutzer in einem zur Kette gehörenden Laden befindet. Sie stellt auf den Standort bezogene Informationen und Dienste bereit, sobald der Nutzer sein Smartphone aus der Tasche holt. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind:
• die Navigation und Präsentation von Informationen im Museum
• das Dirigieren von Bahnfahrern zum richtigen Bahnsteig und Wagen
• Rabattprogramme und Kundenkarten
• Abholbenachrichtigungen für vorbestellte Waren beim Betreten des Ladens
• die Automatisierung von Gebäudefunktionen wie Heizung, Licht und Jalousiestellung
• Hinweise auf die Stadion-Einlasskontrolle mit den kürzesten Wartezeiten
• Live-Umfragen unter Teilnehmern einer Vortragsveranstaltung
• kostenlose Lektüre einer Zeitschrift beim Aufenthalt in einem Café
• Bereitstellung der Tageskarte eines Restaurants auf dem Smartphone
Angesichts dieser Ideen verwundert es nicht, dass iBeacon insbesondere dem Einzelhandel gefällt. Robert Peschke, einer von zwei Geschäftsführern des Berliner iBeacon-Spezialisten Sensorberg, sagt: "WLAN, NFC und Geofencing können durch iBeacon ersetzt werden. Eine einzige Technologie kann Indoor-Navigation, Tracking, Check-in, Payment und Notification abbilden - das ist für den Handel, für Flughäfen und Messen sowie für die Industrie einmalig" . Sein Kollege Alexander Oelling ergänzt: "iBeacon bietet Unternehmen eine Möglichkeit, Kunden im unmittelbaren Moment vor der Kaufentscheidung zu erreichen".
Apple interessiert sich für den Moment nach der Kaufentscheidung
Apple dagegen interessiert sich für den Moment nach der Kaufentscheidung. Das Unternehmen arbeitet an der Bezahlung per iTunes-Konto in Läden. Das teilte Firmenchef Tim Cook Ende Januar 2014 mit. Immerhin gibt es 575 Millionen mit Kreditkartendaten versehene iTunes-Konten und die mit den Zahlungen verbundenen Provisionseinnahmen. Dafür ist iBeacon das fehlende Puzzleteil: Der Kunde betritt einen Laden, den sein iPhone dank iBeacon zuverlässig erkennt. Er nutzt das Gerät, um die Barcodes der gewünschten Artikel zu scannen und den vom Shop-Server errechneten Gesamtbetrag zu überprüfen. Die Autorisierung der Zahlung per iTunes-Konto erfolgt dank TouchID bequem mit einem Fingerabdruck.
Einen großangelegten Testlauf dieser Idee unternimmt Apple derzeit in den USA. Ende 2013 haben die Kalifornier über 200 US-amerikanische Apple Stores mit iBeacons - der Begriff bezeichnet sowohl das Bluetooth-Profil als auch die Geräte - ausgestattet. Dort können Kunden per iPhone Termine beim technischen Support vereinbaren und werden benachrichtigt, wenn ihr Ansprechpartner bereit ist. Sie erhalten Produktvideos und kontextbezogene Angebote auf ihr iPhone. Das Bezahlen per iTunes funktioniert bereits.
Geräte für 20 Euro, Lizenz kostenlos
Technisch handelt es sich bei iBeacon um ein von Apple entwickeltes Profil für Bluetooth Low Energy (BLE), seinerseits Teil von Bluetooth 4.0 und auch unter dem Markennamen Bluetooth Smart bekannt. Es konkurriert mit dem offiziellen Proximity-Profil, eignet sich Entwicklern zufolge aber besser für standortbezogene Dienste. Zwar ist iBeacon proprietär, doch das dürfte der Verbreitung der Technik nicht im Weg stehen.
Laut dem Blog Beekn(öffnet im neuen Fenster) entspricht das Format dem, was von einem BLE-Profil zu erwarten ist. Außerdem lizenziere Apple die Technik kostenlos als Teil seines Made-for-iPhone-Programms(öffnet im neuen Fenster) , ohne die Nutzung auf die hauseigenen Plattformen zu beschränken, so Beekn.
Optisch sind iBeacons unscheinbar. Ein iBeacon besteht aus einer kleinen Platine mit Bluetooth-Sender und einer Knopfzelle. Beides steckt in einem Kunststoffgehäuse, das in der Größe zwischen einem dicken 2-Euro-Stück und einer PC-Maus rangiert. Der Preis für ein solches iBeacon liegt je nach Modell zwischen 15 und 25 Euro, Tendenz fallend. Apple selbst stellt keine iBeacons her, das übernehmen Drittanbieter.
Geringer Stromverbrauch, schwankende Reichweite
Das in konfigurierbaren Intervallen abgestrahlte Signal eines iBeacons enthält drei Bestandteile. Dazu zählt der Unique Identifier (UUID), eine hexadezimal notierte 16-Byte-Zahl. Zwei weitere Zahlen im Bereich von 1 bis 65535, Major und Minor genannt, komplettieren das Set. In der Praxis kann die UUID zum Beispiel als Kennzeichen eines Unternehmens dienen, Major eine Filiale bezeichnen und Minor einen konkreten Standort innerhalb dieser.
Im Idealfall benötigt BLE nur ein Hundertstel des Stroms des in Bluetooth 4.0 Classic genannten Verbrauchs herkömmlichen Bluetooths. Selbst im schlechtesten Fall liegt der Stromverbrauch von BLE nur bei der Hälfte. In der Folge hält die Knopfzelle eines iBeacons laut den Herstellern zwischen sechs und vierundzwanzig Monate durch. Die Laufzeit hängt maßgeblich von der Länge des Sendeintervalls und der Signalstärke ab und dürfte in der Praxis geringer ausfallen. Dank BLE wird auch der Akku des Smartphones durch das Ausschauhalten nach Sendern kaum strapaziert.
Theoretisch erreichen iBeacons eine Reichweite von circa 30 bis 50 Metern. Für das 2,4-GHz-Signal gelten dieselben Beschränkungen, wie man sie bereits aus der Welt der Drahtlosnetzwerke kennt: je mehr Wände, umso geringer die Reichweite. Die Datenübermittlung vom Sender (iBeacon) zum Empfänger (zum Beispiel ein Smartphone) geht ohne das für Bluetooth typische Pairing vonstatten. Daten empfangen können iBeacons nicht.
Genau, aber nicht perfekt
Die Standortermittlung mittels iBeacon weist eine Ungenauigkeit von bis zu mehreren Metern auf. Das hat unser Test ergeben, für den wir ein iPad 4 mit iOS 7.1 und der kostenlosen App xBeacon(öffnet im neuen Fenster) in ein iBeacon verwandelt haben. Als Empfänger diente ein Google Nexus 4 mit Cyanogenmod 11 Nightly und iBeacon Locate(öffnet im neuen Fenster) .
Bestätigt wird dieser Eindruck durch iOS. Das Betriebssystem teilt Apps erst gar keine konkrete Entfernung, sondern nur einen grob definierten Bereich mit. iOS nutzt drei Zonen, welche die Entfernungen von etwa 2 bis 50 Metern (Zone "far" ), rund 5 Zentimeter bis 2 Meter (Zone "near" ) und unter 5 Zentimetern ( "immediate" ) abbilden.
Entwickler überlegen, wie sich die Präzision der Standortbestimmung erhöhen lässt, zum Beispiel durch den Einsatz mehrerer iBeacons. Die dabei genutzte Technik der Lateration(öffnet im neuen Fenster) basiert aber auf der Stärke des empfangenen Signals. Zwar liefert iOS Apps diesen Wert, doch er schwankt stark und ist deshalb kaum brauchbar.
Abhilfe könnte die von Nokia entwickelte, mit iBeacon konkurrierende BLE-Erweiterung High Accuracy Indoor Positioning(öffnet im neuen Fenster) (HAIP) schaffen. Sie ermöglicht die Standortbestimmung mit einer Genauigkeit von bis zu zehn Zentimetern. HAIP ist bislang aber nicht einmal in der Bluetooth-Spezifikation angekommen, geschweige denn in der Praxis. In einem ähnlich frühen Stadium befinden sich auch Versuche, die Indoor-Navigation anhand von Schwankungen im Magnetfeld(öffnet im neuen Fenster) oder über LED-Lichtsignale(öffnet im neuen Fenster) zu realisieren.
Anders sieht das bei der Near Field Communication (NFC) aus. Insbesondere unter Android-Geräten finden sich zahlreiche, die NFC unterstützen. NFC-Tags sind mit einem Stückpreis im Cent-Bereich deutlich günstiger als iBeacons und können wie diese eine fest definierte Datenmenge versenden. Dazu muss das Smartphone aber in unmittelbare Nähe des NFC-Tags - wenige Zentimeter - gebracht werden, denn NFC-Tags senden nicht aktiv. Das erspart zwar den Einsatz einer Batterie und hält die Abmessungen gering, mindert aber auch die Einsatzmöglichkeiten deutlich.
Bluetooth Low Energy weit verbreitet
Oelling von der Firma Sensorberg spricht in Bezug auf iBeacon von einer "neuen Technik, die aber schon in unser aller Hosentaschen steckt" . Zumindest das Potential dafür, einen BLE-kompatiblen Chip, tragen zahlreiche Smartphones, Tablets und PCs bereits in sich. Bei Apple machte 2011 das iPhone 4S den Anfang. Alle seither erschienenen iOS-Geräte sind fit für BLE. Auch Android-Geräte wie Google Nexus 4, 5, 7 und 10, HTC One und Samsung Galaxy ab S3 finden sich auf der Liste der Bluetooth-Smart-Ready-Produkte(öffnet im neuen Fenster) . Als Smart Ready werden Geräte bezeichnet, die sowohl klassisches Bluetooth als auch BLE unterstützen.
Erste Macs mit BLE-Chips und kompatiblem OS X erschienen Mitte 2011. Spielt man auf diese Geräte das aktuelle OS X 10.9 Mavericks auf, lassen sie sich dank BeaconOSX(öffnet im neuen Fenster) in ein iBeacon verwandeln. Auch Windows 8 und BlueZ, Linux' offizieller Bluetooth-Stack, sind BLE-kompatibel.
iOS kennt sich seit Version 5 mit BLE aus, Windows Phone 8 sowie BlackBerry 10 unterstützen den Standard ebenfalls. Android unterstützt erst ab Version 4.3 Jelly Bean BLE. Es kann deshalb vorkommen, dass die Hardware eines Androiden BLE-fähig ist, die Funktion aber mangels ROM-Update ungenutzt bleibt. Dann können Custom ROMs wie Cyanogenmod eine Lösung sein.
iOS und Android mit ersten iBeacon-Apps
Entwicklern bietet iOS 7 derzeit die besten Voraussetzungen für die Integration von iBeacon in Apps. Seit iOS 7 startet das Betriebssystem sogar nicht mehr im Speicher befindliche Apps, wenn es ein von diesen registriertes iBeacon entdeckt hat oder dessen Signal verliert. Die Registrierung dafür erfolgt über das Core-Location-Framework, das leichter zu handhaben ist als Core Bluetooth. Die wohl bekannteste iBeacon-kompatible iOS-App dürfte IFTTT(öffnet im neuen Fenster) sein. IFTTT führt Aktionen beim Eintreten ausgewählter Ereignisse aus. Es erstellt zum Beispiel einen Kalendereintrag beim Nach-Hause-Kommen.
Android unterstützt iBeacon nicht ab Werk. Mehrere Drittanbieter konkurrieren mit ihren Lösungen um die Gunst der Entwickler, darunter Radius Networks(öffnet im neuen Fenster) und Sensorberg(öffnet im neuen Fenster) . Die kostenfreie Lösung von Radius Networks besteht aus einer Programmbibliothek, die Android einen iBeacon-Service und die notwendige API spendiert.
Sensorberg setzt auf ein Komplettpaket aus Hardware, Software Development Kit und einer Software für das Management der iBeacons, der App-Inhalte und Benutzer-Interaktionen. Die Sensorberg-Lösung kam zum Beispiel in der für Android und iOS erhältlichen App zur Cebit 2014(öffnet im neuen Fenster) zum Einsatz. Die App lieferte an ausgewählten Messeorten Ausbildungsplätze, Praktika- und Jobangebote auf das Smartphone.
Informationsqualität und Datenschutz entscheidend für Erfolg
Auf Verbraucherseite weckt iBeacon die Angst vor einem mit Werbung zugespamten Smartphone, vor aufdringlich individualisierter Kundenansprache wie in Minority Report(öffnet im neuen Fenster) . Teilweise sind diese Sorgen unberechtigt, wie die zwangsläufig als Referenz dienende iBeacon-Funktion von iOS zeigt. iBeacon setzt auf ein Opt-in-Modell. Erst durch Installation einer iBeacon-App wird man zum Nutzer, alle anderen Smartphone-Besitzer bleiben verschont.
Auch weist iOS nur dezent auf durch iBeacon ausgelöste Informationen hin. Sie erscheinen, wenn der Nutzer sein Smartphone einschaltet, während er sich in Reichweite des Beacons befindet, und verschwinden wieder, wenn er sich davon entfernt. Keine Störung durch Piepen und Vibrieren oder gar eine überquellende Nachrichtenzentrale nach dem Besuch eines Einkaufszentrums.
Wann Anwender eine iBeacon-App als nützlich empfinden und wann sie nervt, das wird sich maßgeblich über die Qualität der bereitgestellten Informationen und Funktionen entscheiden. Oelling erläutert: "Location-Services, nicht Location-Marketing" . Demnach werden nur Apps mit Nutzwert Erfolg haben. Nervige Apps fliegen hingegen vom Handy, negative Bewertungen erledigen den Rest.
Noch mehr Informationen über Kundenverhalten
Problematisch scheinen eher solche Apps, die den Nutzer heimlich ausspionieren. Weil sie nicht nerven, laufen sie auch nicht Gefahr, vom Handy verbannt zu werden. Es liegt nah, dass es Apps geben wird, die Punkte für Rabattprogramme sammeln. Solche Apps müssten sich aber - zumindest aus technischer Sicht - nicht auf das Punktezählen beschränken. Sie können still und leise speichern, wann und wo sich der Kunde in welchen Filialen herumtreibt.
Verschärfen würde das Problem die Zusammenführung dieser Informationen mit anderen Daten. Zum Beispiel mit denen vom Bezahlsystem ( "Was hat der Kunde gekauft?" ). Und mit denen aus anderen Shops, die mit demselben Rabattprogramm locken. Und mit denen aus dem Tracking anhand der MAC-Adresse des Smartphone-WLAN-Chips .
iBeacon und Standortdaten
iBeacon ist deshalb nicht nur Nutzenstifter, sondern hat auch das Potential dazu, manchen Konsumenten stärker zu durchleuchten, als ihm lieb ist. Thilo Weichert, Datenschutzbeauftragter des Landes Schleswig-Holstein, meint dazu: "Standortdaten sind hochsensibel und geben Auskunft über Bewegungen, Kontakte oder Interessen." Deshalb gehe zumindest die deutsche Rechtsordnung davon aus, dass jenseits von der reinen technischen Erbringung von Diensten Standortdaten ausschließlich auf der Basis einer informierten Einwilligung verarbeitet werden dürften.
Gesetzliche Schutzregelungen, die der unkontrollierten Nutzung der via iBeacon gewonnenen Daten entgegenwirken, existieren also. Deren Nutzen dürfte aber eher über- als unterschätzt werden. Zum einen ist damit zu rechnen, dass der entsprechende Hinweis in den App-AGB untergebracht wird, wo ihn die Mehrzahl der Nutzer ungelesen wegklickt. Zum anderen fällt auch die Kontrolle der Nutzung der Daten schwer. Probleme also, die iBeacon mit vielen anderen Technologien teilt.
Tim Kaufmann ist Web-Strategist bei der Internetagentur Taquiri im hessischen Hüttenberg. Er schreibt seit vielen Jahren über Techniktrends mit den Schwerpunkten Persönliche Produktivität und Entwicklung digitaler Kundenbeziehungen. Privat bloggt er sporadisch auf timkaufmann.de(öffnet im neuen Fenster) .