Ein Verzeichnisdienst für kontextgebundene Informationen

Abstract

Kontextbewusste Anwendungen bilden eine immer bedeutendere Schnittstelle zwischen der physikalischen und digitalen Welt. Neben der Zeit, der Identität und der Aktivität wird auch der Standort des Nutzers in die Anwendungslogik miteinbezogen. Möglichkeiten für Nutzer zu einem kontextgebundenen Informationsaustausch mit anderen Nutzern am Standort, existieren jedoch nur in eingeschränkter Form. Klassische Methoden im Umgang mit kontextinformationen, wie die Auswertung der Position mittels GPS-Koordinaten oder die Auswertung von Beacons, liefern nur begrenzte Einsatzmöglichkeiten. Die berechneten Koordinaten von Nutzern sind für einen kontextgebundenen Informationsaustausch ungeeignet, da im Vorfeld Gültigkeitsbereiche definiert werden müssen, um sie mit den Koordinaten von potenziellen Empfängern vergleichen zu können. Beacons, die durch ihren Senderadius einen Gültigkeitsbereich schaffen, stehen aufgrund von proprietären Informationen der Anbieter häufig nur für einen begrenzten Nutzerkreis zur Verfügung. Diese Arbeit präsentiert das Design und die Implementierung von einem signalbasierten Verzeichnisdienst zum Austausch kontextgebundener Informationen. Durch den Dienst können mobile Anwendungen Signale nutzen, um anderen Empfängern kontextrelevante Informationen dauerhaft bereitzustellen. Der Verzeichnisdienst verzichtet auf eine Positionsbestimmung und ermöglicht den Austausch von Kontextinformationen, stattdessen anhand eindeutiger Signalinformationen aus lokalen Signalquellen, wie u. a. WLAN-Accesspoints oder Bluetooth-Beacons. Durch eine einheitliche und eindeutige Signalbeschreibung sind Nutzer in der Lage Signalinformationen als Schlüssel zum Informationsaustausch vor dem Hintergrund eines örtlichen Kontexts zu nutzen. Dazu werden im ersten Schritt Verfahren zur Kontextermittlung verglichen. Im zweiten Schritt wird der Verzeichnisdienst entwickelt. Um das System hinsichtlich Skalierbarkeit, Effizienz und Datenverfügbarkeit zu optimieren, wird eine entsprechende Architektur entwickelt, die ein geeignetes Datenbanksystem und eine geeignete Web-API integriert. Der Dienst bietet die Grundlage für eine Kommunikation zwischen den Empfängern eines lokalen Signals. Eine Schnittstelle des Betriebssystems zu den Signalinformationen ist eine essentielle Voraussetzung für die Nutzung des Dienstes auf der Anwendungsebene. Die Möglichkeiten Signalinformationen auszulesen, sind bei iOS stärker eingeschränkt als bei Android, was bei der Entwicklung berücksichtigt werden muss. Gegenüber der Nutzung von GPS-Koordinaten ist eine starke Abhängigkeit zum Senderadius und ein erhöhtes Ausfallrisiko der Signalquelle zu beachten. Das Konzept hat das Potenzial, sowohl den Kontakt zwischen fremden Menschen zu fördern, als auch die individuelle Relevanz der Information für den Alltag der Nutzer zu erhöhen. Im Rahmen eines abschließenden Experiments werden die Bedingungen für den signalbasierten Informationsaustausch an öffentlichen Standorten untersucht.

Context-aware applications are becoming an important interface between the physical and digital world. In addition to time, identity and activity, the user’s location is included in the application logic. However, opportunities for users to contextually exchange information with other users at the location exist only to a limited extent. Classic methods for context determination, such as the evaluation of the position using GPS coordinates and the use of beacon information, provide only limited application possibilities. The calculated coordinates of users are not suitable for a context-based exchange of information, since in order to be able to compare them with the coordinates of potential recipients, areas of validity must be defined. Beacons that create a range of validity due to their sender radius are often only available to a limited group of users due to provider proprietary information. This work presents the design and implementation of a signal-based directory service for exchanging contextual information. The service allows mobile applications to use signals to provide contextually relevant information. The service dispenses with a position determination and allows the exchange of contextual information instead by using unique signal information from local signal sources such as Wi-Fi access points or Bluetooth beacons. Through a unified and unambiguous signal description, users are able to use signal information as a key to exchange information within the local context. For this purpose, in the first step, different methods for context determination are compared. In the second step, the directory service is developed, which allows applications to provide information to the receivers of a signal. To optimize the system in terms of scalability, efficiency and data availability, an appropriate architecture is being developed integrating a suitable database system and a suitable web api. The service provides the basis for communication between the receivers of a local signal. An interface of the operating system to the signal information is an essential requirement for the use of the service at the application level. The possibilities to read out signal information are more limited on iOS than on Android, what needs to be considered in the development. Compared with the use of GPS coordinates there is a strong dependency to the transmitter radius and an increased risk of failure of the signal source. The concept has the potential to increase the contact between strangers as well as to increase the individual relevance of the information for the everyday life of users. The work concludes with an experiment examining the conditions for the signal-based information exchange at public sites.