iBeacon

редактировать

Смартфон, обнаруживающий передатчик iBeacon

iBeacon - это протокол, разработанный Apple и представленный на Всемирной конференции разработчиков Apple в 2013 году. С тех пор различные поставщики создали совместимые с iBeacon аппаратные передатчики - обычно называемые маячками  - класс устройств Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), которые передают свой идентификатор на ближайший портативный компьютер. электронные устройства. Эта технология позволяет смартфонам, планшетам и другим устройствам выполнять действия, когда они находятся рядом с iBeacon.

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

iBeacon также можно использовать с приложением в качестве системы позиционирования в помещении, которая помогает смартфонам определять их приблизительное местоположение или контекст. С помощью iBeacon программное обеспечение смартфона может приблизительно определить его относительное местоположение относительно iBeacon в магазине. Обычные розничные магазины используют маячки для мобильной торговли, предлагая клиентам специальные предложения через мобильный маркетинг и могут разрешить мобильные платежи через системы точек продаж.

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, основанных на местоположении, 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.

Совместимые с iBeacon передатчики бывают разных форм-факторов, включая небольшие устройства типа «таблетка», USB-накопители и универсальные USB- ключи с поддержкой Bluetooth 4.0.

Ассортимент iBeacon от разных производителей
СОДЕРЖАНИЕ
  • 1 Функции
    • 1.1 Мониторинг региона
    • 1.2 Ранжирование
    • 1.3 Настройки
  • 2 Потребляемая мощность
  • 3 История и развитие
  • 4 Технические детали
  • 5 байтовая карта структуры пакета рекламы BLE
  • 6 Поддержка Android iBeacon
  • 7 Спуфинг
  • 8 совместимых устройств
  • 9 Сопоставимые технологии
  • 10 См. Также
  • 11 Источники
  • 12 Внешние ссылки
Функции

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.

Мониторинг региона

Мониторинг региона (ограничен 20 регионами на iOS) 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 режиме. или телефон заблокирован. Мониторинг региона также позволяет открыть небольшое окно, в котором iOS дает закрытому приложению возможность реагировать на вход в регион.

Ранжирование

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

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

  • Немедленно: в пределах нескольких сантиметров
  • Рядом: В пределах пары метров
  • 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.

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

Частота передачи iBeacon зависит от конфигурации iBeacon и может быть изменена с помощью 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 определенном магазине могут быть установлены на одно и то же значение, а второстепенное значение может использоваться для идентификации конкретного iBeacon в магазине.

Потребляемая мощность
Сравнение 16-ти основных аппаратных радиомаяков со сроком службы батарей в месяцах (чем больше, тем лучше), подготовленное Aislelabs "Автостопом по оборудованию iBeacon".

Протокол Bluetooth LE значительно более энергоэффективен, чем Bluetooth Classic. Несколько производителей наборов микросхем, включая Texas Instruments 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.

Расход заряда аккумулятора 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. Как указывается в отчете Aislelabs, помимо времени, затрачиваемого на сканирование телефона, количество сканирований и количество находящихся поблизости маяков также являются важными факторами для разряда батареи. 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. Энергоэффективное приложение iBeacon должно учитывать эти аспекты, чтобы обеспечить хороший баланс между быстродействием приложения и потреблением заряда батареи.

История и развитие

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. Компания McDonald's использовала эти устройства для предоставления покупателям специальных предложений в своих магазинах быстрого питания.

По состоянию на май 2014 года различное оборудование iBeacon можно было купить от 5 долларов за устройство до более 30 долларов за устройство. Каждый из этих различных iBeacon имеет различные настройки по умолчанию для 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. Сообщается, что это было исправлено в Android 4.4.4.

Технология iBeacon так и не сдвинулась с мертвой точки и по состоянию на 2021 год практически мертва. Это оказалось слишком хлопотным для пользователей, которые не получали от этой технологии никакой реальной пользы.

Технические подробности

Устройства с низким энергопотреблением Bluetooth могут работать в рекламном режиме, чтобы уведомлять соседние устройства о своем присутствии. В простейшей форме iBeacon - это устройство Bluetooth с низким энергопотреблением, которое излучает рекламные объявления в строгом формате, который представляет собой определенный Apple префикс iBeacon, за которым следует переменный UUID и основная, второстепенная пара. Пример рекламного фрейма iBeacon может выглядеть так:

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

где fb0b57a2-8228-44cd-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:

(Set LE Advertising Parameters) hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x0006 a0 00 a0 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 07 00 ############################### a0 00: Minimum Advertisement Interval (16-bit Little Endian) (0.625ms* 00 a0) ##################################### a0 00: Maximum Advertisement Interval (16-bit Little Endian) (0.625ms* 00 a0)
(Set LE Advertisement Data) 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 ############################### 1E: Number of total ADV bytes, cannot be more than 1F, (31 bytes max BLE advertisement length) ################################## 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15: Apple's iBeacon advertising prefix
(LE Advertisement Enable) hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x000a 01
For the retransmission interval setting (first of above commands) to work again, the transmission must be stopped with:
(LE Advertisement Disable) 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.

Байтовая карта структуры пакета рекламы BLE

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

 Byte 0: Length : 0x02 Byte 1: Type:  0x01 (Flags) Byte 2: Value: 0x06 (Typical Flags 0b00000110) (LE General Discoverable Mode, BR/EDR Not Supported)

Байт 3-29: данные iBeacon, определенные Apple

 Byte 3: Length:    0x1a (Of the following section) Byte 4: Type:    0xff (Custom Manufacturer Data) Byte 5-6: Manufacturer ID : 0x4c00 (Apple's Bluetooth SIG registered company code, 16-bit Little Endian) Byte 7: SubType:   0x02 (Apple's iBeacon type of Custom Manufacturer Data) Byte 8: SubType Length:  0x15 (Of the rest of the iBeacon data; UUID + Major + Minor + TXPower) Byte 9-24: Proximity UUID  (Random or Public/Registered UUID of the specific beacon) Byte 25-26: Major    (User-Defined value) Byte 27-28: Minor    (User-Defined value) Byte 29: TXPower     (8 bit Signed value, ranges from -128 to 127, use Two's Compliment to "convert" if necessary, Units: Measured Transmission Power in dBm @ 1 meters from beacon) (Set by user, not dynamic, can be used in conjunction with the received RSSI at a receiver to calculate rough distance to beacon)
Поддержка Android iBeacon

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

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. Об успешном спуфинге iBeacons в магазине Apple было сообщено в феврале 2014 года. Это не является недостатком 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.

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

hcitool -i hci0 lescan --passive --duplicates D6:EE:D4:16:ED:FC (unknown) F6:BE:90:32:3C:5E (unknown)...

На другом терминале запустите программу дампа протокола:

hcidump -R -i hci0 gt; 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...

См. Основные характеристики Bluetooth. Том 4, часть E, 7.7.65.2: Мета-событие LE:: Под-событие отчета о рекламе LE, для получения подробной информации о выводе hcidump.

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
Сопоставимые технологии

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.

Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
  • СМИ, связанные с IBeacon на Викискладе?
Последняя правка сделана 2023-04-16 09:01:38
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте