Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Смартфон, обнаруживающий передатчик iBeacon

iBeacon - это протокол, разработанный Apple и представленный на Всемирной конференции разработчиков Apple в 2013 году. [1] С тех пор различные поставщики создали аппаратные передатчики, совместимые с iBeacon, обычно называемые маячками,  - класс устройств Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), которые транслируют свой идентификатор. к расположенным поблизости портативным электронным устройствам. Эта технология позволяет смартфонам , планшетам и другим устройствам выполнять действия, когда они находятся рядом с iBeacon. [2] [3]

iBeacon основан на Bluetooth-датчике приближения с низким энергопотреблением путем передачи универсального уникального идентификатора [4] , полученного совместимым приложением или операционной системой. Идентификатор и несколько байтов, отправленных с ним, могут использоваться для определения физического местоположения устройства [5], отслеживания клиентов или запуска действия на устройстве на основе местоположения, такого как регистрация в социальных сетях или push-уведомление .

IBeacon также может быть использован с применением в качестве крытой системы позиционирования , [6] [7] [8] , который помогает определить , смартфоны их приблизительное местоположение или контекст. С помощью iBeacon программное обеспечение смартфона может приблизительно определить свое местоположение относительно iBeacon в магазине. Кирпич и минометные розничные магазины используют маяки для мобильной коммерции , предлагая клиентам специальных предложения через мобильный маркетинг , [9] и могут позволить мобильные платежи через точку продажи систем.

Другое приложение рассылает сообщения в определенной точке интереса , например, в магазине, на автобусной остановке, в комнате или в более конкретном месте, например, в предмете мебели или в торговом автомате. Это похоже на ранее используемую технологию geopush на основе GPS , но с гораздо меньшим влиянием на время автономной работы и большей точностью.

iBeacon отличается от некоторых других технологий на основе определения местоположения, поскольку устройство вещания (маяк) является только односторонним передатчиком к принимающему смартфону или принимающему устройству, и для взаимодействия с маяками требуется специальное приложение, установленное на устройстве. Это гарантирует, что только установленное приложение (не передатчик iBeacon) может отслеживать пользователей, когда они ходят вокруг передатчиков.

Передатчики, совместимые с iBeacon, бывают разных форм-факторов, включая небольшие устройства типа «таблетка», USB-накопители и универсальные USB- ключи с поддержкой Bluetooth 4.0 . [10]

Ассортимент iBeacon от разных производителей

Функции [ править ]

Развертывание iBeacon состоит из одного или нескольких устройств iBeacon, которые передают свой собственный уникальный идентификационный номер в локальную зону. Программное обеспечение на принимающем устройстве может затем найти iBeacon и выполнить различные функции, такие как уведомление пользователя. Принимающие устройства также могут подключаться к iBeacon для получения значений из службы GATT ( общий профиль атрибутов ) iBeacon . iBeacons не отправляет уведомления на принимающие устройства (кроме их собственной личности). Однако мобильное программное обеспечение может использовать сигналы, полученные от iBeacons, для запуска своих собственных push-уведомлений. [11]

Мониторинг региона [ править ]

Мониторинг региона ограничен 20 регионами и может работать в фоновом режиме (прослушивающего устройства) и имеет разных делегатов для уведомления прослушивающего приложения (и пользователя) о входе / выходе в регионе - даже если приложение находится в фоновом или телефон заблокирован. Мониторинг региона также позволяет открыть небольшое окно, в котором iOS дает закрытому приложению возможность реагировать на вход в регион.

Ранжирование [ править ]

В отличие от мониторинга, который позволяет пользователям обнаруживать движение в пределах и вне диапазона радиомаяков, определение дальности предоставляет список радиомаяков, обнаруженных в данном регионе, вместе с расчетным расстоянием от устройства пользователя до каждого радиомаяка. [12] Ранжирование работает только на переднем плане, но возвращает (прослушивающему устройству) массив (неограниченный) всех найденных iBeacon вместе с их свойствами ( UUID и т. Д.) [13]

Устройство iOS, принимающее передачу iBeacon, может приблизительно определить расстояние от iBeacon. Расстояние (между передающим iBeacon и принимающим устройством) подразделяется на 3 различных диапазона: [14]

  • Немедленно: в пределах нескольких сантиметров
  • Рядом: В нескольких метрах
  • Далеко: более 10 метров

Широковещательная передача iBeacon может приблизительно определять, когда пользователь вошел, вышел или задержался в регионе. В зависимости от близости клиента к маяку они могут получать различные уровни взаимодействия на каждом из этих трех диапазонов. [15]

Максимальный диапазон передачи iBeacon будет зависеть от местоположения и размещения, препятствий в окружающей среде и места хранения устройства (например, в кожаной сумочке или в толстом футляре). Стандартные маяки имеют приблизительную дальность действия 70 метров. Радиомаяки дальнего действия могут достигать 450 метров.

Настройки [ править ]

Частота передачи iBeacon зависит от конфигурации iBeacon и может быть изменена с использованием специальных методов устройства. И скорость, и мощность передачи влияют на срок службы батареи iBeacon. iBeacons поставляются с предопределенными настройками, и некоторые из них могут быть изменены разработчиком, включая скорость, мощность передачи, а также основные и второстепенные значения. Значения Major и Minor - это настройки, которые можно использовать для подключения к определенным iBeacon или для работы с более чем одним iBeacon одновременно. Как правило, при развертывании нескольких iBeacon на объекте будет использоваться один и тот же UUID, а для сегментации и различения подпространств внутри объекта будут использоваться основные и второстепенные пары. Например,Основные значения всех iBeacon в конкретном магазине могут быть установлены на одно и то же значение, а второстепенное значение может использоваться для идентификации конкретного iBeacon в магазине.

Потребляемая мощность [ править ]

Сравнение 16-ти основных аппаратных маяков со сроком службы батарей в месяцах (чем больше, тем лучше), проведенное Aislelabs «Автостопом по оборудованию iBeacon» [16]

Протокол Bluetooth LE значительно более энергоэффективен, чем Bluetooth Classic. Несколько производителей наборов микросхем, включая Texas Instruments [17] и Nordic Semiconductor, теперь поставляют наборы микросхем, оптимизированные для использования с iBeacon. Энергопотребление зависит от параметров конфигурации iBeacon рекламного интервала и мощности передачи. Исследование 16 различных поставщиков iBeacon показало, что срок службы батареи может составлять от 1 до 24 месяцев. Рекомендуемая Apple установка интервала рекламы в 100 мс с батареей типа «таблетка» обеспечивает срок службы от 1 до 3 месяцев, который увеличивается до 2–3 лет при увеличении интервала между рекламой до 900 мс. [18]

Расход заряда батареи телефонов - это фактор, который необходимо учитывать при развертывании приложений с поддержкой маячков. Недавний отчет показал, что старые телефоны, как правило, потребляют больше батареи в непосредственной близости от iBeacons, в то время как новые телефоны могут быть более эффективными в той же среде. [19] Как указано в отчете Aislelabs, помимо времени, затрачиваемого на сканирование телефона, количество сканирований и количество находящихся поблизости маяков также являются важными факторами для разряда батареи . [20] В последующем отчете Aislelabs обнаружила резкое улучшение энергопотребления iPhone5S, iPhone 5C по сравнению со старой моделью iPhone 4S. При 10 соседних iBeacon iPhone 4S может потреблять до 11% заряда батареи в час, тогда как iPhone5S потребляет чуть менее 5% батареи в час.[21] Энергоэффективное приложение iBeacon должно учитывать эти аспекты, чтобы обеспечить хороший баланс между быстродействием приложения и расходом заряда батареи.

История и развитие [ править ]

В середине 2013 года Apple представила iBeacons, и эксперты писали о том, как он разработан, чтобы помочь розничной торговле за счет упрощения платежей и предоставления предложений на месте. 6 декабря 2013 года Apple активировала iBeacons в своих 254 розничных магазинах в США. [22] McDonald's использовал эти устройства, чтобы предлагать покупателям специальные предложения в своих магазинах быстрого питания. [9]

По состоянию на май 2014 года различное оборудование iBeacon можно было купить от 5 долларов за устройство до более 30 долларов за устройство. [23] Каждый из этих различных iBeacon имеет различные настройки по умолчанию для их мощности передачи по умолчанию и частоты рекламы iBeacon. Некоторые аппаратные маяки iBeacon рекламируют с частотой всего 1 Гц, в то время как другие могут работать с частотой до 10 Гц.

Технология iBeacon все еще находится в зачаточном состоянии. Одна хорошо известная программная причуда существует в системах Android 4.2 и 4.3, из-за которой стек bluetooth системы дает сбой при представлении многих iBeacon. [24] Сообщается, что эта проблема была исправлена ​​в Android 4.4.4. [25]

Технические детали [ править ]

Устройства с низким энергопотреблением Bluetooth могут работать в рекламном режиме, чтобы уведомлять соседние устройства о своем присутствии. [26] В простейшей форме iBeacon - это устройство Bluetooth с низким энергопотреблением, передающее рекламу в строгом формате, который представляет собой определенный Apple префикс iBeacon, за которым следует переменный UUID и пара основных, второстепенных. [27] Пример рекламного фрейма iBeacon может выглядеть так:

fb0b57a2-8228-44 cd-913a-94a122ba1206 Major 1 Minor 2

где fb0b57a2-8228-44 cd-913a-94a122ba1206 - это UUID. Поскольку реклама iBeacon - это просто приложение к общей рекламе Bluetooth Low Energy, вышеупомянутый iBeacon может быть запущен с помощью следующих команд в Linux на поддерживаемое устройство Bluetooth 4 Low Energy на современном ядре: [28]

(Установить параметры рекламы LE)hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x0006 a0 00 a0 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 07 00 ############################## a0 00: Минимальный интервал объявления (16-битный Little Endian) (0,625 мс * 00 a0 )################################### a0 00: Максимальный интервал объявления (16-битный Little Endian) (0,625 мс * 00 a0)
(Установить данные LE)hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x0008 1E 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15 FB 0B 57 A2 82 28 44 CD 91 3A 94 A1 22 BA 12 06 00 01 00 02 D1 00 ################################ 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15: Рекламный префикс Apple iBeacon
(Включение рекламы LE)hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x000a 01
Чтобы установка интервала повторной передачи (первая из вышеперечисленных команд) снова работала, передача должна быть остановлена ​​с помощью:
(Отключение рекламы LE)hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x000a 00

Устройства под управлением операционной системы Android до версии 4.3 могут получать только рекламу iBeacon, но не могут отправлять рекламу iBeacon. В Android 5.0 («Lollipop») добавлена ​​поддержка как центрального, так и периферийного режимов. [29]

Байтовая карта структуры пакета рекламы BLE [ править ]

Байт 0-2: стандартные флаги BLE (не обязательны, но являются стандартными)

 Байт 0: длина: 0x02 Байт 1: Тип: 0x01 (флаги) Байт 2: значение: 0x06 (типичные флаги 0b00000110) (общий режим обнаружения LE, BR / EDR не поддерживается)

Байт 3-29: данные iBeacon, определенные Apple

 Байт 3: длина: 0x1a (из следующего раздела) Байт 4: Тип: 0xff (пользовательские данные производителя) Байт 5-6: Идентификатор производителя: 0x4c00 (зарегистрированный код компании Apple Bluetooth SIG, 16-битный Little Endian) Байт 7: Подтип: 0x02 (тип пользовательских данных производителя Apple iBeacon) Байт 8: длина подтипа: 0x15 (из остальных данных iBeacon; UUID + Major + Minor + TXPower) Байт 9-24: UUID близости (случайный или общедоступный / зарегистрированный UUID конкретного маяка) Байт 25-26: основной (значение, определяемое пользователем) Байт 27-28: второстепенный (значение, определяемое пользователем) Байт 29: TXPower (8-битное значение со знаком, диапазон от -128 до 127, используйте два дополнения для «преобразования», если необходимо, единицы: измеренная мощность передачи в дБм на расстоянии 1 метра от маяка) (устанавливается пользователем, не динамически, может быть используется вместе с полученным RSSI на приемнике для расчета приблизительного расстояния до маяка)

Поддержка Android iBeacon [ править ]

В отличие от iOS, Android не имеет встроенной поддержки iBeacon. В связи с этим, чтобы использовать iBeacon на Android, разработчик должен либо использовать существующую библиотеку, либо создать код, который анализирует пакеты BLE для поиска рекламы iBeacon. Поддержка BLE была представлена ​​в Android Jelly Bean с исправлением основных ошибок в Android KitKat . После этого туда постепенно добавлялись улучшения стабильности и дополнительные функции BLE, причем в версии 6.01 Android Marshmallow значительно улучшилась стабильность, которая предотвращает утечку соединения между приложениями.

Спуфинг [ править ]

Рекламная рамка iBeacon по дизайну хорошо видна. Это оставляет возможность для заинтересованных сторон захватывать, копировать и воспроизводить рекламные кадры iBeacon в различных физических местах. Это можно сделать, просто отправив правильную последовательность команд совместимым USB-ключам Bluetooth 4.0. В феврале 2014 года было сообщено об успешном спуфинге iBeacon в магазине Apple. [30] Это не недостаток безопасности самого iBeacon, но разработчики приложений должны помнить об этом при разработке своих приложений с помощью iBeacons.

PayPal использует более надежный подход, в котором iBeacon - это всего лишь начало комплексного согласования безопасности ( аутентификация «запрос – ответ» ). Маловероятно, что это будет взломано, и маловероятно, что это будет нарушено копиями маяков. [31]

Прослушивание iBeacon может быть достигнуто с помощью следующих команд в современном дистрибутиве Linux:

hcitool -i hci0 lescan — пассивныйD6: EE: D4: 16: ED: FC (неизвестно)F6: BE: 90: 32: 3C: 5E (неизвестно)...

На другом терминале запустите программу дампа протокола:

hcidump -R -i hci0> 04 3E 2A 02 01 00 01 FC ED 16 D4 EE D6 1E 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15 B9 40 7F 30 F5 F8 46 6E AF F9 25 55 6B 57 FE 6D ED FC D4 16 B6 B4...

MAC - адрес в IBeacon вместе с IBeacon полезной нагрузки четко идентифицировать. Затем последовательность команд в технических деталях может быть использована для воспроизведения кадра iBeacon.

Совместимые устройства [ править ]

  • Устройства iOS с Bluetooth 4.0+ ( iPhone 4S и новее, iPad (3-го поколения) и новее, iPad Mini (1-го поколения) и новее, iPod Touch (5-го поколения) и новее) [32] [33]
  • Компьютеры Macintosh с OS X Mavericks (10.9) или новее и Bluetooth 4.0 [ необходима ссылка ]
  • Устройства Android с Bluetooth 4.0+ и Android OS 4.3+ (например, Samsung Galaxy S7 / J1 mini Prime, Samsung Galaxy Note 2/3, HTC One , Google / LG Nexus 7 2013 / Nexus 4 / Nexus 5, OnePlus One, LG G3) «Обзор Bluetooth с низким энергопотреблением» . Google Inc . Проверено 9 ноября 2019 .
  • Устройства Windows Phone с Bluetooth 4.0+ и обновлением Lumia Cyan или выше (согласно отчетам, поддержка не включена в Windows Phone 8.1). [ необходима цитата ]

Сопоставимые технологии [ править ]

Несмотря на то, что среда NFC очень отличается и имеет много неперекрывающихся приложений, она все же сравнивается с iBeacons.

Диапазон NFC составляет до 20 см (7,87 дюйма), но оптимальный диапазон составляет менее 4 см (1,57 дюйма). iBeacons имеют значительно больший радиус действия.

Не все телефоны оснащены чипами NFC. Первой моделью iPhone от Apple, содержащей чипы NFC, был iPhone 6, представленный в сентябре 2014 года, но большинство современных телефонов имели возможность Bluetooth 4.0 или более поздней версии за несколько лет до этого.

См. Также [ править ]

  • Eddystone
  • Электрический маяк
  • Псевдолит
  • Близкие
  • Типы маяков
  • Близкий маркетинг
  • Аналитика мобильного местоположения

Ссылки [ править ]

  1. ^ «iOS: понимание iBeacon» . Apple Inc., февраль 2015 г.
  2. ^ "Bfonics Inc" . Bfonics.com. Архивировано из оригинала 8 ноября 2014 года . Проверено 10 ноября 2014 года .
  3. ^ «Маяки: все, что вам нужно знать» . Pointrlabs.com. 18 января 2015 . Проверено 15 апреля 2015 года .
  4. ^ "iBeacons" . Дэйв Адди. 2013-09-22. Архивировано из оригинала на 2013-12-03 . Проверено 11 декабря 2013 .
  5. ^ «Внутри iOS 7: iBeacons повышают осведомленность приложений о местоположении через Bluetooth LE» . Forums.appleinsider.com. 2013-06-18 . Проверено 11 декабря 2013 .
  6. ^ "Библия iBeacon" (PDF) . Энди Каваллини . Проверено 1 января 2014 .
  7. ^ «Объяснение Apple iBeacons - решение умного определения занятости дома?» . Автоматизированный дом . Проверено 11 декабря 2013 .
  8. ^ «iBeacon - изменит правила игры в InStore Navigation» .
  9. ^ a b «Apple iBeacons находят свой путь в McDonald's» . Forbes . 18 декабря 2014 г.
  10. ^ «Обзор piBeacon DIY iBeacon с системой обучения Raspberry Pi Adafruit» . Проверено 14 мая 2014 .
  11. ^ «Push-уведомления для посетителей» . MyOrpheo. 2014-11-04 . Проверено 26 октября 2016 .
  12. ^ "Что такое региональный мониторинг и ранжирование?" . estimote.com . Проверено 26 августа 2015 года .
  13. ^ «Чарльз Кэппс - iBeacon на заднем плане» . Stackoverflow.com . Проверено 10 ноября 2014 года .
  14. ^ "Что такое видеоурок по диапазону маяков" . YouTube . Проверено 10 ноября 2014 года .
  15. ^ «Каковы номинальные расстояния для iBeacon« Дальний »,« Ближний »и« Непосредственно » » . Stackoverflow.com . Проверено 19 мая 2014 .
  16. ^ "Автостопом по оборудованию iBeacon: всесторонний отчет Aislelabs" . Aislelabs. 2014-11-03 . Проверено 3 ноября 2014 .
  17. ^ Дигнан, Ларри (2014-04-14). «Поддержка компанией TI iBeacon от Apple увеличивает корпоративный вес IoT» . ZD Net . Проверено 26 октября 2016 .
  18. ^ "Лучшее оборудование iBeacon признано после обширных стресс-тестов" . 9to5 mac. 2014-11-03 . Проверено 3 ноября 2014 .
  19. ^ "Продавцы в восторге от маяков, но как быстро они разрядят аккумулятор вашего смартфона?" . ГИГАОМ. 2014-07-09 . Проверено 9 июля 2014 .
  20. ^ «iBeacon и разрядка батареи на телефонах: технический отчет» . Aislelabs. 2014-07-09 . Проверено 9 июля 2014 .
  21. ^ «iBeacon Battery Drain on Apple vs Android: Технический отчет - Aislelabs» . Aislelabs. 2014-08-14 . Проверено 14 августа 2014 .
  22. ^ «Apple запускает iBeacon в 254 магазинах, чтобы упростить процесс покупок» . ZDNet . Проверено 18 декабря 2013 .
  23. ^ «Создание кроссплатформенных приложений iBeacon для iOS, Android и Windows с помощью C # и Xamarin» . Проверено 14 мая 2014 .
  24. ^ «Решение для Android-сбоев Bluetooth» . Developer.radiusnetworks.com . Проверено 14 мая 2014 .
  25. ^ «Android Issue Tracker» . code.google.com . Проверено 25 марта 2015 .
  26. ^ «Как работают iBeacons? Блог Адама Варски» . Warski.org . Проверено 14 мая 2014 .
  27. ^ «Что такое iBeacon? Руководство по iBeacon» . ibeacon.com . Проверено 20 апреля 2014 .
  28. ^ "Есть ли способ увеличить частоту рекламы BLE в BlueZ?" . Stackoverflow.com . Проверено 14 мая 2014 .
  29. ^ «SDK позволит пользователям Android присоединиться к iBeacon party» . MobilePaymentsToday.com. 2013-10-11. Архивировано из оригинала на 2013-12-12 . Проверено 11 декабря 2013 .
  30. ^ «Android - Как предотвратить спуфинг iBeacons? - Переполнение стека» . Stackoverflow.com . Проверено 14 мая 2014 .
  31. ^ «Bluetooth с низким энергопотреблением, маяки и розничная торговля - VeriFone Systems, Inc» (PDF) . Global.verifone.com. Архивировано из оригинального (PDF) 10 ноября 2014 года . Проверено 3 июня 2014 .
  32. ^ «iOS: понимание iBeacon» . Корпорация Apple 2013-12-04 . Проверено 13 марта 2014 .
  33. ^ «Как настроить iPhone в качестве передатчика iBeacon» . Bluetoothbeacons.com . Проверено 17 февраля 2014 .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с IBeacon на Викискладе?