Что такое apple ibeacon

iBeacon: Руководство к действию

iBeacon является новой технологией, которая построена на основе Bluetooth Low Energy или BLE. Пока iBeacon более всего ассоциируется с Apple. Начиная с 2013 года iBeacon встроена в Apple iOS 7. Впервые пилотный проект был запущен в магазинах Apple в декабре 2013 года и в 2014 году ожидается существенное расширение использования технологии — via Wi-Life

Добрый день, дорогой Хабрахабр!

Сегодня мы познакомимся с реализацией функционала BLE под iOS на основе iBeacon-девайсов от Roximity. Поискал, поспрашивал, пошерстил, вроде как, никто так и не писал о практической стороне вопроса в рунете. Статью делю на две части: про настройку на серверах Roximity и про подкапотную приложений.

Заинтересовавшихся прошу под кат.

Магия на стороне Roximity

После покупки беконов вам выдают «Merchant Login». Я приобрел три бекона; вот так выглядит первая страничка админки беконов:

Перед тем, как идти дальше, стоит отметить, что:

• Каждому бекону можно назначить неограниченное количество тегов
• Нескольким беконам можно назначить одинаковые теги
• Можно создать сообщения, которые будут выскакивать по определенному действию (вход в зону покрытия, выход из нее, непосредственная близость)
• Сообщения можно назначить определенным тегам
• Если сообщение назначено тегу, который принадлежит нескольким беконам, то эти беконы работают как один большой бекон

Форма создания сообщения выглядит следующим образом:

Рядом расположена памятка о примерных радиусах срабатывания брелоков. Каждому сообщению можно назначить:

• Имя сообщения, которое не светится нигде, кроме этой админки
• Действие, по которому сообщение срабатывает
• Само сообщение, которое увидит пользователь
• Частоту появления
• Теги беконов, относящихся к сообщению
• Дату окончания работы сообщения

Когда сообщения настроены, мы качаем SDK, внедряем их в приложение, и переходим к следующей часте статьи. SDK довольно молодой и обновляется со стабильной частотой.

Магия на нашей стороне

Интересно, что беконы работают не только, когда приложение активно, но и в фоновом, и даже закрытом состоянии! То есть, если у вас установлено приложение с Roximity SDK, то каждый раз при появлении ваших беконов в видимости телефона, на 30 секунд будет открываться ваше приложение с вызовом соответствующих методов из оперы Background Fetch.

После правильной установки Roximity SDK, сервера Roximity абсолютно все сделают за вас. Единственное, что нам нужно будет сделать (если вообще нужно будет), это подписаться на ROX_NOTIF_MESSAGE_FIRED:

Примерный метод handleNotification: может выглядеть так:

Извиняюсь за магические строки, к сожалению, я потерял памятку о соответствующих дефинициях. Напоминаю, что handleNotification: будет вызываться даже если ваше приложение было полностью закрыто!

Заключение

Вот и все! Пользуйтесь беконами на здоровье и никогда не бойтесь окунаться в новые технологии.

Если вы нашли какие-либо неточности или опечатки в статье, обязательно напишите в мой хабрацентр.

Источник

Что такое технология iBeacon? Популярные мифы

Технология iBeacon – это перспективная разработка от корпорации Apple, предназначенная.для передачи Bluetooth-сигнала на устройства, находящиеся в радиусе действия Bluetooth маячков. Тем самым появляется возможность позиционирования объектов в помещении. Впервые она появилась в 2013 году, но уже успела завоевать признание представителей бизнеса. Суть работы системы состоит в установке миниатюрных маяков (beacon), которые связываются со смартфонами пользователей посредством стандарта Bluetooth Low Energy. Когда человек оказывается вблизи маячка, тот приводит в действие мобильное приложение на его телефоне, которое активирует рассылку заранее подготовленной информации.

Благодаря технологии можно программировать разные действия в зависимости от полученного идентификатора и расстояния от смартфона до метки. Приложение на мобильных устройствах отслеживает перемещение людей и объектов, строит интерактивные карты, выводит уведомления информационного или рекламного характера. Такой подход значительно упрощает коммуникации между компаниями и потребителями, обеспечивает представителям бизнеса более эффективное привлечение целевой аудитории. Работа Bluetooth маячков основана на стандарте BLE.

Так, в качестве примера, можно привести кейс компании Navigine для РЖД. На территории более 40 вокзалов России были установлены BLE маячки, которые улавливали сигналы от смартфонов посетителей, а также составлена подробная карта помещений. Интегрированное в мобильное приложение «РЖД Пассажирам» Navigine SDK позволило реализовать такие функции, как поиск необходимого перрона с построением удобного и быстрого маршрута до него, отображение на масштабируемой карте точек общепита, ячеек хранения личных вещей, туалетов и др.

Мобильное приложение для РЖД, работающее на базе технологии iBeacon, получило большой успех во время Чемпионата мира по футболу. С его помощью гости и туристы смогли быстро ориентироваться на вокзалах и заказать билет на поезд в режиме онлайн.

Стандарт BLE

Bluetooth Low Energy – технология беспроводной связи, обеспечивающая смартфонам низкое энергопотребление. При работе с iBeacon-маяками мобильные устройства пользователей потребляют примерно в 30 раз меньше энергии, чем в случае подключения по Wi-Fi. Каждый бикон может функционировать на одной батарейке свыше 1 года. Протокол BLE работает на дистанции до 50–70 м (исходя из особенностей местности). Средняя канальная скорость стандарта для мобильных приложений составляет до 0.27 Мб/с.

Как работает технология iBeacon

В основе технологии iBeacon лежат три взаимозависимых компонента:

• Маячки – устанавливаются по периметру помещения и с периодичностью от доли секунды рассылают вокруг сигналы. Исходя из своей конструкции, биконы бывают трех типов – универсальные для применения при температуре -20…+60 °С, ToughtBeacon в поликарбонатном корпусе для установки на открытом воздухе и CloudBeacon, функционирующие с использованием облачных технологий.
• Bluetooth – стандарт беспроводной связи, который обеспечивает обмен информацией между маяком и мобильным устройством. Контент доходит до пользователя только в том случае, если Bluetooth включен на его телефоне.
• Мобильное приложение с интегрированным компонентом Navigine SDK – программа с технологией indoor-навигации, разрабатываемая для конкретного бизнеса. Чтобы пользователь получал информацию, ему следует установить такое приложение на своем мобильном устройстве. Например, навигационный модуль содержит приложение «РЖД Пассажирам», доступное на Android и IOS.

Основные сценарии использования iBeacon

Система расширяет возможности геолокации и помогает компаниям эффективно работать с целевой аудиторией, повышая объемы продаж и общую прибыль. Использование iBeacon маячков предполагает три различных сценария – навигацию, маркетинг и аналитику.

Навигация

Bluetooth маячки можно устанавливать в различных местах для облегчения передвижения по помещению. Их используют торговые центры, выставочные и медицинские учреждения, музеи, библиотеки, промышленные предприятия. Технология помогает в буквальном смысле водить человека за руку и показывать места его интереса. Так, в магазинах она может довести до нужной полки или определенного товара, а в библиотеке – до интересующей книги. iBeacon обеспечивает построение интерактивной карты, разрабатывает наилучший маршрут, позволяет посетителям или сотрудникам добираться до нужного места максимально коротким путем. Всё это вместе повышает пользовательский опыт клиентов и делает их более лояльными к данной компании.

Маркетинг

Благодаря iBeacon можно выстраивать эффективную маркетинговую стратегию и показывать себя клиентоориентированной компанией, нацеленной на удовлетворение потребностей покупателя. Маячки позволяют доносить до пользователей любую нужную информацию, будь то уведомления о проведении акций, скидках, поступлениях новых товаров, подсказки с подробными сведениями о продуктах или услугах. При использовании технологии маркетологи могут направлять клиентам релевантный контент и таргетировать рекламу. Среди ожидаемых выгод от применения iBeacon в маркетинге стоит отметить расширение аудитории и получение дополнительного канала продаж для улучшения торговли.

Аналитика

После появления технологии представителям бизнеса стало проще анализировать передвижения клиентов и понимать их основные запросы. При помощи технологии можно создавать карты потоков, сегментировать посетителей на разовых и постоянных клиентов, получать тепловые карты, определять источники трафика. На промышленных предприятиях система полезна своими возможностями для принятия эффективных управленческих решений. Руководители могут отслеживать перемещение работников по цехам, фиксировать опоздания, ранние уходы с работы или простои техники. Как результат, фирма получает существенное сокращение издержек, повышение уровня безопасности труда.

Сферы использования технологии iBeacon

Функция точного определения местоположения iBeacon находит широкое распространение во многих сферах:

• Промышленность – создает карты предприятий с разными зонами доступа, фиксирует историю перемещения сотрудников или объектов. Благодаря системе можно сократить число внештатных ситуаций и оптимизировать логистику внутри помещений.
• Торговля – предоставляет навигацию и поиск необходимых товаров в магазине, помогает улучшать качество обслуживания покупателей.
• Логистика, склад – дает детальную информацию о местоположении активов на складах, проводит аналитику перемещения транспортных средств.
• Музеи – упрощает работу экскурсоводов и облегчает посетителям процессы восприятия информации.
• Здравоохранение – предоставляет пациентам детальные сведения о врачах, помогает записаться на прием, строит интерактивные карты с врачебными кабинетами.
• Развлечения, культура – выстраивает маршруты к стендам на выставках, дает посетителям контент о мероприятиях.
• Кафе, рестораны – знакомит посетителей с меню, предлагаемыми блюдами, позволяет руководству контролировать официантов.

Navigine SDK

Профессиональные решения для внутреннего позиционирования в реальном времени для мобильных приложений.

Отличным примером использования iBeacon является кейс от компании Navigine, созданный для музея «Кунсткамера». Разработка представляет собой мобильное приложение с навигационной платформой, которое доносит до гостей определенную информацию об экспонатах и позволяет выстроить наиболее быстрый маршрут до объектов. В здании и на основных витринах музейного учреждения установлено до 120 радиомаяков. Они фиксируют приближение человека к конкретному экспонату, и уже через 10–15 секунд посетитель получает соответствующую информацию.

Мифы о технологии iBeacon

Несмотря на то, что технология iBeacon появилась недавно, вокруг нее уже ходит множество мифов. Рассмотрим основные и наиболее распространенные заблуждения, которые внесут ясность в понимание этой системы:

• iBeacon работает только с iPhone. Для получения радиосигналов от маячков мобильные устройства используют технологию BLE, то есть биконы могут распознаваться любым оборудованием с поддержкой Bluetooth Low Energy, которое оснащено ОС старше Android 4.3 или iOS 7.0.
• iBeacon следит за пользователями. Технология не умеет контролировать пользователей мобильных устройств. Маячок просто посылает сигналы, а мобильные приложения способны обнаруживать их и выполнять какие-то действия. И всё это только в том случае, если человек установил приложение и выбрал в настройках соответствующие параметры.
• Из-за iBeacon телефон быстрее разряжается. Для получения радиосигналов мобильные устройства используют энергоэффективную технологию BLE, поэтому система практически не оказывает влияния на расход аккумулятора.
• iBeacon определяет точное месторасположение человека. Радиус действия сигналов от Bluetooth маячка составляет до 70 метров. Основным преимуществом системы является не установка точного расположения, а способность определять близость пользователя к тому или иному объекту. Погрешность работы радиомаяков зависит от расстояния. Если пользователь находится в 10 м от бикона, она составит до 2 м, если на дистанции в 20 см – около 6 см.
• iBeacon отправляет информацию. Маячки не передают пользователям никакого контента. Они просто отправляют сигналы, которые позволяют мобильному приложению выполнять рассылку каких-либо сведений. Все данные поступают на телефоны через сервер, а не через iBeacon. Пользователь должен находиться в радиусе действия маячка.
• iBeacon может использоваться только внутри зданий. Технология успешно применяется как в помещениях, так и на улице. Производители оборудования постоянно выпускают новые версии Bluetooth маячков, которые могут работать на открытом воздухе, даже при плохой погоде.
• iBeacon используется только в продажах. Выше мы приводили основные сферы применения технологии. Система имеет неограниченные возможности и позволяет развивать любые направления – не только торговлю, но и промышленность, логистику, культуру, сферу услуг.

Таким образом, iBeacon является одной из наиболее перспективных разработок нашего времени, расширяющей горизонты для современного бизнеса. Если принять во внимание, насколько быстро и эффективно она внедряется в работу многих крупных компаний, можно с уверенностью сказать, что совсем скоро маячки будут для нас такими же обыденными устройствами, как и смартфоны.

Источник

Как работают маяки: Физика технологии iBeacon

В нашей первой публикации мы привели обзор и сравнение целого спектра iBeacon маячков доступных на рынке. Сегодня мы рассмотрим более подробно как работает Bluetooth маяк на примере наших европейских коллег, и поговорим о том, как с его помощью можно рассчитать местоположение внутри здания.

Что кроется внутри

Несмотря на глобальное освещение iBeacon технологии в медиа, бизнес-сообществах и сообществах разработчиков, кажется, что существует некоторый уровень недопонимания принципов её работы. Сейчас мы попытаемся это исправить и углубимся в основы и объясним, что такое маячки, и как они работают.

Как работают маячки? Принципы их работы достаточно просты. Под силиконовым корпусом находится маленький ARM-компьютер, соединенный с Bluetooth-модулем – они питаются от батареи. Маленькая микросхема от Nordic Semiconductor содержит прошивку – это часть низкоуровнего программного обеспечения, гарантирующая правильность работы маячков. Хотя вычислительные мощности процессора и памяти ограничены, их оказывается более чем достаточно для обработки важных данных и шифрования ID маячков (с целью повышения безопасности).

На сужающейся части маячка расположился короткий провод, идущий напрямую от процессора – это антенна. Широковещательная антенна излучает волны определенной частоты и длины: радиоволны частотой 2,4 ГГц. Если вы разберете маячок, то заметите, что антенна не походит на антенны старых телевизоров и радиоприемников. И дело здесь не только в размере. Она имеет изогнутую форму и выглядит как зигзаг.

Это сделано неспроста. Электромагнитное поле вокруг прямого провода принимает форму пончика – волны не распространяются с одинаковой силой во всех направлениях, что ведет к образованию «пустых» зон. Лучшим решением проблемы является изменение формы антенны так, чтобы электромагнитное поле приняло форму идеальной сферы. Однако в реальных условиях этого добиться невозможно, поэтому с этой целью проводится множество исследований. Существует огромное количество книг по теории антенн, и мы проводили свои собственные эксперименты, чтобы наши антенны производили мощное и стабильное поле.

Для коммуникации маячки используют технологию Bluetooth Smart. Это последняя версия стандарта Bluetooth с низким энергопотреблением, который предназначен для передачи небольших объемов данных. Максимальный размер пакета Bluetooth 4.2 составляет 257 байт. Этого недостаточно для передачи медиаконтента, поэтому маячки передают только свои ID (в случае протокола iBeacon, ID делится на три части: UUID, Major, Minor) и информацию о силе излучаемого сигнала – этот параметр необходим для вычисления расстояния до смартфона.

Математика и физика

Дальность передачи и стабильность сигнала маячка зависят от двух основных факторов: интервала передачи (частоты) и силы вещания. Маячок не транслирует сигналы постоянно – он работает импульсно. Частота – это время, проходящее между двумя последовательными отправками данных. Чем выше частота, тем точнее определяется сигнал.

Так сделано, потому что смартфоны тоже «ищут» маячки, сканируя эфир с определенной частотой, и эта частота может зависеть от состояния телефона (заблокирован, разблокирован). Тип ОС и устройства также имеет значение. Если телефон активен, то он будет проводить сканирование с большой частотой; если положить его в карман, то через несколько минут он начнет экономить заряд батареи и ограничит число Bluetooth-сканирований.

У маячков Estimote время между импульсами составляет 950 мс, однако его можно изменять в диапазоне от 100 до 2000 мс. Стандартная частота выбрана неслучайно. В среднем, iOS сканирует область на наличие маячков 1 раз в секунду. 950 мс практически равняется этому значению. В радиозашумленных помещениях отправленный пакет может не достигнуть устройства (или что-нибудь/кто-нибудь перекроет прямую видимость смартфона и маячка). Чтобы повысить стабильность соединения можно увеличить частоту посылок.

Если вы установите интервал равным 490 мс, то произойдет передача двух пакетов за одно сканирование смартфоном. Если вы установите интервал равным 330 мс, то произойдет передача трех пакетов за одно сканирование; 240 мс – это четыре пакета и так далее. Если первый пакет не был принят устройством, существует вероятность, что оно примет остальные. Важно помнить, что увеличение числа отправляемых пакетов приводит к уменьшению времени жизни батареи.

Помимо частоты стоит учитывать силу вещания. Она описывает силу сигнала и измеряется в дБм (децибел-милливаттах). дБм – это абсолютный уровень мощности в децибелах относительно опорного уровня в 1 мВт. Рабочее расстояние маячка напрямую зависит от вещательной мощности. Невозможно сказать, на какое расстояние распространяются радиоволны, поскольку нет определенной точки в пространстве, где они просто останавливаются. Например, лампочка, она освещает определенную область вокруг себя, но свет идет гораздо дальше, рассеиваясь. То же самое происходит с радиоволнами.

Чем ближе вы к маячку, тем точнее вычисляется расстояние – это происходит из-за большей плотности сигнала в непосредственной близости от источника. Когда вы отходите, сигнал становится более рассеянным и искаженным, пока не станет неотличим от фонового шума. Чтобы лучше понять концепцию, представьте, что маяк – это радиоприемник, а сила вещания – это уровень громкости.

Если вы увеличите громкость, то сможете слышать музыку издалека, и, подходя ближе, будете слышать её все отчетливее. Но если уровень громкости очень низкий, вам может быть трудно распознать мелодию, даже если вы приложите ухо прямо к динамику. Однако знание точного уровня громкости в децибелах не дает возможности идеально точно определить расстояние, на котором будет слышен звук. На это влияет слишком много факторов: от препятствий (физическая материя, через которую должны проникнуть волны) до особенностей слуха.

Вычисление расстояния

Вы уже знаете, что смартфон сможет вычислить примерное расстояние до маячка после того, как «услышит» его. Чтобы сделать это, телефон считывает так называемый RSSI (Received Signal Strength Indicator) – индикатор мощности принятого сигнала, после чего сопоставляет его с уровнем сигнала, измеренным в 1 метре от передатчика, который доставляется как часть пакета передаваемых данных. Так смартфон вычисляет примерное расстояние до маячка. Расстояние в 1 метр было выбрано специально: как уже говорилось выше, гораздо проще получить точные значения на близких дистанциях из-за большей плотности сигнала.

Мы расписали правила, по которым вычисляются расстояния до маячков, но, как обычно, на практике все оказывается не так просто. Давайте вернемся к примеру с радио: представьте, что вы поставили радио не в комнате, а посреди шумной железнодорожной станции. Радио играет на полной громкости, и вы легко слышите его, когда находитесь поблизости, однако не можете определить его точное местоположение – мешают снующие туда-сюда люди. Помимо людей шумят приезжающие и уезжающие поезда, диспетчер объявляет о посадках – все это искажает звук, поэтому вы не можете с уверенностью сказать, на каком расстоянии от приемника находитесь.

Вычислить точное местоположение маячка только на основании принимаемых радиоволн невозможно. Здесь вам мешают не поезда и диспетчер, а множественность маршрутов распространения волн, дифракция, поглощение и интерференция. Помните, мы говорили, что невозможно спроектировать антенну, распространяющую сигнал во всех направлениях с одинаковой силой? Из-за этого взаимная ориентация маяка и смартфона в пространстве может влиять на аппроксимацию: показания RSSI сильно меняются.

Если маячок располагается на расстоянии 10 метров от вашего смартфона, приложение может показать цифру 8, затем угадать и предположить расстояние в 10 метров, затем сообщить о 12 метрах, снова вернуться к 7 и снова к 10… в общем, вы поняли. Если вы повернете телефон, то система может решить, что вы приблизились на 2 метра к маячку.

Мы разобрали принципы работы технологии iBeacon на примере описания действия маячков Estimote. А сейчас мы хотим подробнее рассказать о том, как работает навигация внутри помещения с использованием технологий, разработанных в Navigine.

Навигация внутри помещения: комментарий Navigine

Сервисы определения местоположения для iOS регулируются фреймворком Core Location, частью которого является iBeacon. Стандарт iBeacon не разрабатывался с целью вычисления точного расстояния до маячка и оперирует лишь зонами. Существует четыре типа зон: непосредственная близость (очень близко к маячку), близко (1-3 метра от маячка), далеко (зона, где сигнал слишком сильно колеблется, и точнее определить расстояние нельзя) и неизвестно. Фреймворк Core Location позволяет активировать желаемые события в каждой зоне.

Для небольших помещений, например, кафе или ресторана, этого будет достаточно, но что, если вы хотите получить точное местоположения на площади в тысячи квадратных метров, например, на складе, промышленном предприятии или в торговом центре?

Итак, остается открытым вопрос: можно ли построить надежный навигационный сервис внутри помещения, использующий iBeacon-маячки? Если коротко, то да, можно. Если говорить подробнее, то именно по этой причине любая аппаратная инфраструктура является лишь частью навигационных комплексов. Взяв за основу простую и дешевую инфраструктуру iBeacon, наши знания и подходы к indoor навигации (о которых мы вскользь говорили тут, и скоро расскажем подробнее), мы в Navigine разработали сервис, который позволяет определять положение внутри помещения в условиях отсутствия спутниковых сигналов.

В основе сервиса лежат наши алгоритмы интегрированной инерциальной навигации с широким набором дополнительной (корректирующей) информации на основе оптимальных методов оценивания с использованием фильтров Байесовского типа.

Чтобы максимально расширить область применения, мы обрабатываем следующий набор дополнительной информации:

• RSSI карты Bluetooth/WiFi полей (так называемых цифровых отпечатков);
• сигналы GPS и ГЛОНАСС (если есть частичный сигнал, например у окон);
• показания грубых бескарданных инерциальных навигационных систем (БИНС) на основе MEMS-датчиков (гироскоп, акселерометр смартфона);
• информацию от магнитометров (компас) и барометров смартфона;
• одометрическую информацию (измерение скорости объекта);
• информацию о карте помещения (стены, препятствия, возможные маршруты).

В результате работы навигационных алгоритмов на выходе получается точка на карте в мобильном приложении. В идеальном случае точность определения местоположения составит 1 метр (1 σ).

Еще буквально год назад тестирование indoor навигации на базе iBeacon-маячков требовало длительного и скучного процесса снятия радио карты. Сейчас достаточно отметить, где были установлены маячки на карте. У нас есть SDK для iOS/Android, которые вы можете протестировать, зарегистрировавшись на сайте, плюс часть алгоритмов доступна на GitHub (наш репозиторий). Форкайте на здоровье.

Источник