iBeacon定位技術

iBeacon ^[1]  是蘋果公司2013年9月發布的移動設備用OS（iOS7）上配備的新功能。其工作方式是，配備有 低功耗藍牙（BLE）通信功能的設備使用BLE技術向周圍發送自己特有的ID，接收到該ID的應用軟件會根據該ID采取一些行動。比如，在店鋪里設置iBeacon通信模塊的話，便可讓iPhone和iPad上運行一資訊告知服務器，或者由服務器向顧客發送折扣券及進店積分。此外，還可以在家電發生故障或停止工作時使用iBeacon向應用軟件發送資訊。

蘋果 WWDC 14 之后，對 iBeacon 加大了技術支持和對其用于室內地圖的應用有個更明確的規劃。蘋果公司公布了 iBeacon for Developers 和 Maps for Developers 等專題頁面。

iBeacon技術作為利用低功耗藍牙技術研發者，有不少團隊對其進行研究利用。

iBeacon使用的是BLE技術，具體而言，利用的是BLE中名為“通告幀”（Advertising）的廣播幀。通告幀是定期發送的幀，只要是支持BLE的設備就可以接收到。iBeacon通過在這種通告幀的有效負載部分嵌入蘋果自主格式的數據來實現。

iBeacon的數據主要由四種資訊構成，分別是UUID（通用唯一標識符）、Major、Minor、Measured Power。

UUID是規定為ISO/IEC11578:1996標準的128位標識符。

Major和Minor由iBeacon發布者自行設定，都是16位的標識符。比如，連鎖店可以在Major中寫入區域資訊，可在Minor中寫入個別店鋪的ID等。另外，在家電中嵌入iBeacon功能時，可以用Major表示產品型號，用Minor表示錯誤代碼，用來向外部通知故障。

Measured Power是iBeacon模塊與接收器之間相距1m時的參考接收信號強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）。接收器根據該參考RSSI與接收信號的強度來推算發送模塊與接收器的距離。

有意思的是，蘋果在iOS中并不仔細推斷距離，而只采用貼近（Immediate）、1m以內（Near）、1m以上（Far）三種距離狀態。距離在1m以內時，RSSI值基本上成比例減少，而距離在1m以上時，由于反射波的影響等，RSSI不減少而是上下波動。也就是說，相距1m以上時無法推斷距離，因此就簡單判定為Far。

iOS7對接收到的iBeacon信號進行解釋后，向等待iBeacon資訊的所有應用軟件發送UUID、Major、Minor及靠近程度。發送的靠近程度資訊是Immediate、Near、Far中的一種。

接收資訊的應用軟件先確認UUID，如果確認是發送給自己的資訊，則再根據Major、Minor的組合進行處理。

Ibeacon一項低耗能藍牙技術，工作原理類似之前的藍牙技術，由iBeacon發射信號，IOS設備定位接受，反饋信號。根據這項簡單的定位技術可以做出許多的相應技術應用。

Ibeacon技術作為利用低功耗藍牙技術研發者，有不少團隊對其進行研究利用。包括，必肯科技的“逛兌啦 ^[2]  ”和“Beacon盒子”、beacool的貓鈴、Sensoro的“云子”、尋息電子的“Seekcy Beacon”、智石科技的“Bright Beacon”、四月兄弟的”April Beacon”、雨滴的”Drop Beacon”以及 ebeoo的“ebeoo Beacon”和iBeacon CS公共服務平臺。

其中，”Bright Beacon”率先在國內推出了整體解決方案，為商家、旅游景點、博物館等提供完整的Beacon基站、App應用以及SDK。

ebeoo專注于iBeacon藍牙信標的硬件提供。其在國內率先推出"ebeoo Beacon"達到三防標準，配備TI CC2541 藍牙芯片、CR2477 紐扣電池 和 電路穩壓芯片 等。

iBeacon CS是國內首家面向所有開發者使用的iBeacon專業解決方案平臺；iBeacon CS平臺提供的不僅僅是技術方案，更為重要的是面向終端業務用戶提供了業務整合方案。

一套iBeacon的部署由一個或多個在一定范圍內發射傳輸他們唯一的識別碼iBeacon信標設備組成。接收設備上的軟件可以查找iBeacon并實現多種功能，比如通知用戶，接收設備也可以通過鏈接iBeacons從iBeacon的通用屬性配置服務來恢復價值。iBeacons不推送通知給接收設備（除了他們自己的ID），然而，手機軟件可以使用從iBeacons接收到的信號來自己推送通知。

區域監測僅限20個區域，可以在后臺運行，即使app在后臺運行或者手機鎖屏，依然有不同的應用通知監聽app（用戶）進入/退出該區。區域監測也給了關閉的app一個反應的機會，在進入相關區域時允許彈出小窗口。

分類工作僅應用在前端，但是將返回數組iBeacons的所有屬性（UUID等）。

一個iOS設備接收一個iBeacon的傳輸可以近乎于iBeacon的距離，iBeacon的傳輸距離分為3個不同的范圍：

當用戶進入、退出或者在區域內徘徊時，iBeacon的廣播有能力進行傳播，根據用戶和Beacon的距離，這三個距離范圍可以相互交互。

iBeacon傳輸的*大射程將取決于位置、現場布置、障礙物(例如在一個皮革手袋或厚情況下)。標準信號有近似的70米，遠程信號可達450米。

低功耗藍牙相比于傳統藍牙在功耗和效率方面有顯著提高，在16個不同的iBeacon廠商的一項研究報告稱，電池的壽命在1到24個月的范圍之內。蘋果公司，用一枚紐扣電池提供了1~3個月的生活，設置了100ms的廣告頻率，這樣如果電池提供時間增加到2~3年就相當于廣告頻率增到到900ms。

在部署beacon啟用手機app時，手機電池的消耗是一個必須要考慮的因素。*新的報告顯示附近有ibeacon時，舊的手機會消耗更多的電量，然而新一點的手機在同樣的環境下則更加高效。除了瀏覽手機消耗的時間，掃描附近的瀏覽量和信標數依然是電池消耗很重要的因素，正如Aislelabs指出的報告一樣。在后續的報告中，Aislelabs發現了蘋果5s，蘋果5c和老版的蘋果4s在電池消耗方面的一個大幅的改善。在10個ibeacons的周圍，蘋果4s每小時消耗了11%的電量而蘋果5s則每小時比它少消耗5%的電量。一個高效節能的ibeacon應用程序需要考慮這些方面去保持應用的響應性和電池消耗之間的平衡。

2013年6月，蘋果公司介紹了iBeacons，專家撰寫了文章表示iBeacons怎樣通過簡化支付提供現場支持來幫助零售業。隨著IOS7的推出，零售商和其他中小型企業將能夠使用藍牙4.0技術。據報道，2013年12月6日蘋果在其254個零售店中使用了iBeacons。

截至2014年5月，花費*低5美金到30美金以上就可購買不同的iBeacons硬件設備。每一個不同的設備對自己的默認發射功率和廣告頻率都有不同的默認設置。一些硬件的廣告頻率可以快到每100毫秒一次而還有一些的可以低至1赫茲。 iBeacon技術還在襁褓期，有報道指出一個軟件存在的異樣，*新安卓系統的藍牙堆棧在面對許多iBeacons時會崩潰。

2016年3月11日，在中國北京壩鑫家園、東壩家園、金駒家園、朝新嘉園等多個小區的樓道里，被發現安裝多臺疑似iBeacons。當天，這些設備被當做可能“監測手機位置、收集隱私數據、盜取手機信息”等原因被悉數拆除。