iOS7的关键技术“iBeacon”，分三级粗略测位

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“卖酒小店NE向您告知，今天的葡萄酒有优惠奥。请来逛逛吧。”

一走进购物中心，iPhone就收到了这家购物中心里一家卖酒店铺的特价信息。

来到这家店的葡萄酒货架前，智能手机的屏幕上又蹦出了“推荐智利产葡萄酒”的字样。把手伸向推荐的葡萄酒，iPhone上又收到了这瓶酒的详细信息。

如今，走在时代前沿的店铺已经推出了这样的服务，苹果设在美国的直营店“Apple Store”就是其中之一。当顾客靠近iPhone的展台时，终端的屏幕上将会显示消息，引导顾客听取新款iPhone的介绍。日本的涩谷PARCO也推出了在顾客进门时，向iPhone的App推送优惠券的服务。

这些服务的相同之处是都利用了“iBeacon”，能以高精度确定用户位置，发送特定信息。iBeacon是苹果2013年9月发布的移动产品OS“iOS7”配备的新功能。

活用BLE

图1：向周围通知ID iBeacon采用的模式是利用可发送BLE通告数据包的设备，发送独特的ID，智能手机的App在接收到ID后进行相应的操作（a）。用途主要是在商店等场所用发放优惠券，嵌入家电后还可以发送错误信息（b）。

iBeacon的核心，是配备“低功耗蓝牙（BLE）”通信功能的装置。该装置利用BLE向周围发送ID，接收到ID的App会根据ID做出反应。例如，在店内设置用来发送iBeacon的ID的通信模块（以下称作“Beacon模块”）后，iPhone和iPad就会收到ID信息，在ID的触发下，与ID挂钩的App就会接收到来自服务器的信息（图1（a））。前面提到的Apple Store和涩谷PARCO也是利用这个原理推送信息和优惠券的。

除了按照位置提供服务之外，在家电发生故障或停止运转时，也可以通过发送iBeacon信息，向App通知家电出现了故障（注1）。日本Aplix IP Holdings公司就试制了在市售的加湿器中嵌入了支持iBeacon的模块、在水量耗尽后使用iBeacon发出通知的系统，并在“TFM&A 2014”（东京有明国际会展中心，2014年1月29～30日）上进行了展示（图1（b））。

用苹果的自主标准实现

iBeacon利用的是BLE的广播帧“通告帧”（Advertising）。通告帧由配备BLE的设备定期发出，只要是支持BLE的终端，都可以接收到信号。通告帧的有效载荷部分，写入了由苹果定义的数据。

iBeacon的数据大致由四部分信息组成：（1）UUID（universally unique identifier）、（2）Major、（3）Minor，以及（4）Measured Power（图2）。

图2：iBeacon是UUID与Major、Minor的组合 iBeacon的帧由显示企业和组织的UUID与Major、Minor组合而成（a，b）。1米处的信号强度也包含在iBeacon中发送，可用来计算位置信息。

（1）UUID是用来识别设置Beacon模块的企业的128位识别码。识别码并非由苹果定义，而是直接采用“ISO/IEC11578:1996”的标准。UUID包括Version 1~5五种。

Version 1由MAC地址、UUID生成的日期等组成。因为MAC地址唯一，所以可以确保UUID的独特性。

Version 2是以MAC地址和生成时间为基础，利用POSIX*的UID*和GID*等生成的数据。

*POSIX：portable operating system interface（可移植操作系统接口）。为了在不同的OS上设置相同的API、方便开发可移植性强的App软件而制定的App接口标准。国际标准的名称为ISO/IEC 9945。

*GID：group identifier，组标识。用来区分用户群组的识别码。

Version 3的基础是通过MD5函数输出的哈希值，表示URL和邮件地址等唯一命名空间。Version 4是随机数。Version 5与Version 3基本相同，使用的是SHA-1的散列函数。

（2）Major与（3）Minor由iBeacon的发送者自由设置，均为16位识别码。（4）Measured Power是iBeacon的发送模块与接收器之间距离为1米时信号强度（RSSI：received signal strength indicator）的参照值。接收器根据作为参照的RSSI和接收信号的强度，推测发送模块与接收器之间的距离。