Wenn WLAN weiß, wo Du bist

Ein Mechatronik‑Projekt aus dem Jahr 2006/07 über Indoor‑Ortung, reale Probleme und smarte Campus‑Services

Im Rahmen meines Mechatronikstudiums an der Johannes Kepler Universität Linz hatte ich 2006 und 2007 die Gelegenheit, gemeinsam mit DI Martin Leonhartsberger an einem Projekt zu arbeiten, das für mich bis heute besonders spannend ist. Und das nicht nur, weil es technisch anspruchsvoll war – sondern weil es das Leben von Menschen einfacher gemacht hat durch smarte Applikationen die im Alltag unterstützen.

Das Projekt trug den Namen CAMPUS SWAN und beschäftigte sich mit einer Frage, die heute selbstverständlich klingt, vor 20 Jahren aber alles andere als trivial war:

Kann ein WLAN mehr als nur Internet bereitstellen?

Die Ausgangslage

An der Pädagogischen Hochschule der Diözese Linz gab es damals bereits ein WLAN, das war schon Standard für Hochschulen. Allerdings eher in der Kategorie „funktioniert“:

  • wenige Access Points
  • geringe Sicherheit
  • keine Übersicht
  • keinerlei Zusatzfunktionen

Nach Netzwerkausfällen und einem Security‑Audit war klar: Das WLAN musste optimiert und am Besten neu gedacht werden. Und genau hier kam Martin dann mit dem Projekt als Idee und ich war sofort davon begeistert. 

 

Die Grundidee: Praktische Zusatzfunktionen durch Positionsbestimmung statt nur Verbindung

Unsere Idee war einfach – zumindest auf dem Papier:

Wenn ein Gerät mit mehreren WLAN‑Access‑Points verbunden ist, muss man daraus doch seine Position ableiten können.

WLAN‑Geräte messen ständig die Signalstärke (SNR – Signal‑to‑Noise Ratio). Und: Je weiter man von einem Access Point entfernt ist, desto schwächer wird das Signal. Klingt logisch und es gibt auch mathematische Beschreibungen um mittels SNR den Abstand zum Access Point zu bestimmen. Macht man das mit mehr als 2 Access Points kann man daraus mittels Schnittpunktermittlung die Position bestimmen. In der Praxis ist das allerdings… sagen wir: herausfordernd denn…

 

 

Warum Indoor‑Ortung richtig schwierig ist

Wände, Menschen, Möbel, Reflexionen – all das sorgt dafür, dass WLAN‑Signale alles andere als stabil sind. Ein Mittelwert reicht hier nicht aus.

Deshalb haben wir mehrere Dinge kombiniert:

  • Sektorbasierte Ortung
    → grobe Position über den aktuell verbundenen Access Point
  • Triangulation über mehrere Access Points
    → klassische Kreisschnittpunkte
  • Eine selbst entwickelte Schnittlinienmethode
    → stabiler als einfache Kreisschnitte
  • Statistik (Maximum Likelihood)
    → um Ausreißer bei der Signalstärke zu eliminieren

Kurz gesagt: Wir haben versucht, aus unzuverlässigen Messwerten eine möglichst wahrscheinliche Position zu berechnen, nicht millimetergenau – aber praxisnah. Oft reicht es schon aus den Raum zu wissen und das Stockwerk in der sich die gesuchte Position befindet.

 

Client‑ oder Server‑Ortung? Beides.

Ein spannender Teil des Projekts war die Frage, woher die Daten kommen sollen. Dazu gab es zwei Möglichkeiten:

  • Clientbasiert
    → Notebook misst selbst (z. B. mit NetStumbler)
  • Serverbasiert
    → Access Points „sniffen“ die Umgebung

Beide Varianten haben Vor‑ und Nachteile:

  • Clients sind flexibel, aber unruhig
  • Access Points liefern stabilere Daten, brauchen aber Infrastruktur

Unsere Lösung war die Kombination von Beiden. Wenn mehrere Datenquellen verfügbar waren, wurden sie gemeinsam verarbeitet und ausgewertet.

 

 

Der eigentliche Mehrwert: Location Based Services

Die Ortung war nie Selbstzweck und spannend wurde das Projekt durch die Services, die darauf aufbauten.

🖨 Druckerlokalisierung

Studierende sahen:

  • wo sich der nächste Drucker befindet
  • konnten ihn direkt verbinden
  • und einen Druckauftrag absenden 

Ein kleines Feature – aber später sehr beliebt und ein genialer Showcase:

🧭 Indoor‑Navigation

Gerade für neue Studierende oder Besucher:

  • aktuelle Position im Gebäude
  • Weg zu Hörsälen, Büros oder wichtigen Punkten
  • dargestellt auf einem Gebäudeplan

Heute kennen wir das von Smartphones z.B. auf großen Messen. Das Indoornavigationssystem war damals 2006 echte Zukunftsmusik.

 

Was ich aus dem Projekt mitgenommen habe

Rückblickend war CAMPUS SWAN eines der Projekte, bei denen Theorie und Praxis wirklich zusammengekommen sind.

Ich habe gelernt:

  • dass Funktechnik nicht deterministisch ist
  • dass Statistik oft hilfreicher ist als „mehr Formeln“
  • dass gute Software mit unperfekten Daten umgehen muss
  • wie wichtig saubere Architektur bei verteilten Systemen ist
  • wie viel Zeit Debugging in der Realität wirklich frisst 😄

Und vor allem: Technik ist dann gut, wenn sie unauffällig hilft.

 

Rückblick & Ausblick

Mit heutiger Hardware, Smartphones, Machine Learning und moderner WLAN‑Infrastruktur würde man vieles anders umsetzen. Aber das Grundprinzip ist immer noch aktuell:

  • bestehende Infrastruktur nutzen
  • Daten intelligent auswerten
  • daraus echten Nutzen schaffen

Genau das macht für mich den Reiz von Mechatronik und Systemtechnik aus.

 

Vom Studienprojekt zur echten Produktwelt

Besonders schön ist für mich nach dem Blick zurück – der Blick in die Gegenwart und nach vorne. Mein Projektpartner DI Martin Leonhartsberger ist nach unserem Studium konsequent diesem Themenfeld drangeblieben und hat später die IT‑Firma https://www.cumulo.at/ gegründet. Dort werden heute IT-Lösungen umgesetzt auf dem aktuellsten Stand der Technik.