S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 1 Konzeptvarianten für einen GPS-basierten Kinderlokator Projektarbeit 1 Telekommunikation und Informatik 5. Semester 2004/2005 Partnerfirma: IPKT ChurDozent: Dr. Bruno Studer

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer2 Übersicht Weg zum Ziel GPS-basierter Kinderlokator Fragen

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer3 Weg zum Ziel Aufgabenstellung Situationsanalyse Zielformulierung Lösungssuche Auswahl

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer4 Aufgabenstellung Konzeptvarianten für einen GPS- basierten Kinderlokator Demo von Anbieter in den USA –

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer5 Situationsanalyse GAP HiPer

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 6 ZielklassenZieleigenschaftenZielausmassZielpriorität Ökonomische Ziele Realisierungskosten Dienstkosten Endgerät: SFr Anzeige SW: max. SFr Einmalige Einrichtgebühr: SFr Preis/Ortung: SFr. 1.- bis 2.- (inkl. SFr für GIS-Abfrage bei Novasys) Updates des Kartenmaterials: SFr Wunschziel Mussziel Wunschziel Mussziel Wunschziel AnwendungszieleEinfache Handhabung Schutzzonen-Funktion Bedienbar für Eltern die nicht Technisch orientiert sind, Bedienung des Endgerätes durch Kind möglich Die Web-Applikations-Station muss über eine Schutzzonen-Funktion verfügen, mit welcher ein erlaubtes Aufenthaltsgebiet für den zu Lokalisierenden bestimmt werden kann. Wunschziel Mussziel SicherheitszieleDatenschutz Missbrauch Muss gewährleistet werden Eindämmung Sollziel LeistungszieleSchweizweite Anwendung Verfügbarkeit Genau lokalisierbar Jeder begehbare Punkt im Freien 30 Minuten Ausfall/Jahr 5 bis 20m Mussziel Wunschziel Sollziel Zielformulierung

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 7 Zentrale   Web- Applikations- Station Anfragegerät Übertragungs- System Lokalisierungsgerät Internet S O W N Positionierungs- System Lösungssuche

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer8 Auswahl Kriterien in Matrizen Durch Gewichtung zur Entscheidung GPS versus GSM Cell-ID

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer9 Übersicht Weg zum Ziel GPS-basierter Kinderlokator Fragen

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer10 GPS-basierter Kinderlokator Systemaufbau Demo

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 11   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 12   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F1: Web-Applikations-Station Funktionen: Aktivierung und Deaktivierung des Lokalisierungs- dienstes Ortungs-Anfragen und Anzeige der Position auf einem Kartenausschnitt Zoom-Faktor-Einstellung des Kartenausschnittes Eingabe und Administration benutzerspezifischer Angaben Registrierung von neuen Benutzern Hilfefunktionen

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 13   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F2: Zentrale Funktionen: Management zwischen den verschiedenen System-Komponenten Sicherstellen der Zugriffsberechtigung auf das System Taxierungs- und Verwaltungs-Funktionen Systemwartung Informations-Schnittstelle zwischen dem System und den Benutzern

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 14   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F3.1: Anfragegerät (Handy) Vorteil: Schon vorhandene Endgeräte können verwendet werden Mobiler Dienstzugang möglich Funktionen: Aktivierung und Deaktivierung des Lokalisierungs- dienstes Ortungs-Anfragen tätigen mittels SMS oder WAP Anzeige der Position auf einem Kartenausschnitt Benachrichtigung beim Verlassen der definierten Schutzzone durch den Lokalisierten

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 15   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F3.2: Anfragegerät (PDA) Vorteil gegenüber Handy: Bessere Visualisierungsmöglichkeiten durch die grösseren Displays Realisierung zusätzlicher Funktionen (Web- Applikations-Funktionen) Nachteil gegenüber Handy: Höhere Anschaffungskosten

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 16   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F4.1: GSM-Netz Schnittstelle zwischen Anfragegerät und Dienstzentrale und Lokali- sierungsgerät und Dienstzentrale. Vorteile: Bereits vorhandene Infrastruktur Hohe Netzabdeckung

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 17   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F4.2: Internet Schnittstelle zwischen der Web-Applikations- Station und der Dienstzentrale. Vorteile: Grosse Verbreitung des Internets Immer höhere Bitraten zur Verfügung Ermöglicht quasi-mobiler Zugang für die Dienstbenutzer

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 18   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) Voraussetzungen: Möglichkeit, eine GPS-Maus „aufzustecken“ GPRS-fähig Applikation für das Aufbauen einer GPRS-Verbindung und für das Weitersenden der Positionsdaten

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 19   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F6: Positionierungs-System Vorteil: Hohe Lokalisierungsgenauigkeit Nachteil: Nichtverfügbarkeit in Gebäuden und an Orten ohne Sichtkontakt zu den Satelliten  Lösung durch GPS-Lokalisierungsgeräte mit erhöhter Empfindlichkeit (SiRFloc) und mittels Einsatz eines Location-Servers.

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 20   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F7.1: GIS-Datenbank Merkmale: Bereitstellen von Daten für die visuelle Darstellung Externe System-Komponente von Novasys (

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 21   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F7.2: Benutzer-Datenbank Zu verwaltende Daten: Adresse der Benutzer Telefonnummer der Anfrage- und Lokalisierungsgeräte Benutzername und Passwort Form der Ortungs-Anfragen und -Benachrichtigung Definition der Schutzzone Form der Benachrichtigung beim Verlassen der Schutzzone durch den Lokalisierten Aktualisierungs-Zeiten der Ortungen

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 22   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server F7.3: Location-Server Funktion: Speichert die letzten GPS-Koordinaten der Lokalisierungsgeräte Möglichkeit, auf den letzten Aufenthaltsort von nicht mehr zu lokalisierende Endgeräte zurück- zugreifen

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 23   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server DEMO

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 24   F1: Anfrage- und Visualisierungsgerät (Web-Applikation) F5: Lokalisierungsgerät (Handy mit GPS-Maus) F4.1: GSM-Netz F2: Zentrale F6: GPS Satelliten  F3.1: Anfragegerät (Handy) F3.2: Anfragegerät (PDA) Benutzer Positionierungs-System Übertragungs-System DienstbetreiberDatenbanken F4.2: Internet F7.1: GIS-Datenbank Positionsdaten HTML, XML WAP (GPRS), SMS Netzinfrastruktur WAP (GPRS), SMS, MMS WAP (GPRS), SMS WAP (GPRS), SMS, MMS GPRS SMS GPRS, SMS GPRS, SMS, MMS F7.2: Benutzer-Datenbank F7.3: Location-Server Dienst-Status , Start , Track

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer25 Verwendete Quellen Expedition ins Datenreich, B.S. Neuer, c't (2000) Heft 4, Seite , ISSN Systems Engineering - kurz und bündig, Rainer Züst, Verlag Industrielle Organisation,1999, ISBN

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 26 ? ? ?

S O W N © HTW Chur 2005, M. Kunz, T. Jufer 27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit