超低功耗藍(lán)牙beacon的三個(gè)關(guān)鍵擬標(biāo)準(zhǔn)

　　藍(lán)牙信標(biāo)（Bluetooth beacon）技術(shù)正快速發(fā)展中，為消費(fèi)者、企業(yè)和工業(yè)環(huán)境提供各種「近接感知（proximity aware）應(yīng)用」。例如消費(fèi)者可根據(jù)所在位置（商場(chǎng)、餐廳等）獲得可立即兌現(xiàn)的優(yōu)惠券，以及量身打造的各式產(chǎn)品及服務(wù)；企業(yè)則可藉由掌握消費(fèi)者的購(gòu)物習(xí)慣，來(lái)提高產(chǎn)品的能見(jiàn)度并從中獲利，進(jìn)而強(qiáng)化消費(fèi)者的品牌忠誠(chéng)度；制造業(yè)者則將因具體改善資產(chǎn)管控而受益。

　　具備無(wú)限可能性的beacon技術(shù)應(yīng)用正準(zhǔn)備改變我們所處的世界；在那之前，讓我們先來(lái)探討beacon技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)況，以及其通告封包（advertising packet）的運(yùn)作原理。

　　藍(lán)牙beacon標(biāo)準(zhǔn)并非藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）所制定的標(biāo)準(zhǔn)，它被稱為「擬標(biāo)準(zhǔn)（PseudoStandards）」，是由大型供應(yīng)商或企業(yè)集團(tuán)主導(dǎo)，針對(duì)廣泛的beacon應(yīng)用所正式提出的藍(lán)牙應(yīng)用規(guī)范。目前市場(chǎng)上主要有三個(gè)關(guān)鍵擬標(biāo)準(zhǔn)，分別為Apple的iBeacon、Google的Eddystone，以及Radius Network的AltBeacon。

　　以上三個(gè)擬標(biāo)準(zhǔn)都使用藍(lán)牙低功耗（BLE）廣播方法，將通告封包放在藍(lán)牙低功耗頻道37、38和39，以避免在2.4GHz工業(yè)，科技和醫(yī)療（ISM）免授權(quán)頻段上與Wi-Fi流量沖突。此外，透過(guò)在擬標(biāo)準(zhǔn)使用藍(lán)牙低功耗廣播的結(jié)構(gòu)里嵌入其格式和資料，每當(dāng)beacon裝置發(fā)送通告時(shí)，相同的封包將立即于三個(gè)廣播頻道上進(jìn)行發(fā)送，促使藍(lán)牙低功耗接收器/掃描器擷取訊號(hào)。一旦接收到訊號(hào)，掃描器將決定封包內(nèi)容是否可被解碼及其關(guān)連性，再采取相對(duì)應(yīng)的行動(dòng)。

　　在通告封包內(nèi)，資料載荷（data payload）的結(jié)構(gòu)包含以下三個(gè)欄位（field）──長(zhǎng)度（length）、類型（type）、資料（data）的至少一項(xiàng)：

　　長(zhǎng)度欄位定義了隨后與類型、資料欄位結(jié)合后的封包尺寸。 ˙

　　類型欄位決定了資料欄位是姓名、服務(wù)UUID（Service Universally Unique Identifier，UUID）、URI （Universal Resource Identifier）或其他許多經(jīng)定義的類型。

　　封包資料欄位讓beacon結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步，定義了資料欄位內(nèi)部的子結(jié)構(gòu)，以確定不同的擬標(biāo)準(zhǔn)。通告封包和資料封包都使用相同的格式；beacon遵循標(biāo)準(zhǔn)通告封包格式，但包括符合一個(gè)或多個(gè)擬標(biāo)準(zhǔn)的資料載荷。

　　Apple的iBeacon

　　Apple以其iBeacon規(guī)格成為市場(chǎng)上較早采用beacon技術(shù)的廠商；iBeacon是Apple的注冊(cè)商標(biāo)，想要販?zhǔn)踚Beacon產(chǎn)品或使用iBeacon標(biāo)志的供應(yīng)商，必須獲得Apple的授權(quán)（免費(fèi)）。 iBeacon規(guī)格與其他開(kāi)發(fā)資源可以從Apple Developer網(wǎng)站下載。

　　iBeacon封包總長(zhǎng)度為30個(gè)位元組（Byte），其必須以100ms間隔廣播（盡管iBeacon產(chǎn)品供應(yīng)商不一定總是嚴(yán)格遵循100ms的要求）。使用核心位置框架（Core Location framework）的iOS應(yīng)用程式，可以要求iOS持續(xù)監(jiān)測(cè)通過(guò)beacon區(qū)域的事件；例如，進(jìn)入或者離開(kāi)由UUID定義之Major、Minor范圍iBeacon裝置近接區(qū)域。

　　無(wú)論應(yīng)用程式是否執(zhí)行，iOS監(jiān)測(cè)都會(huì)發(fā)生，甚至?xí)|發(fā)關(guān)閉的應(yīng)用程式開(kāi)始執(zhí)行；不過(guò)監(jiān)測(cè)功能只會(huì)在使用者啟動(dòng)應(yīng)用程式中的定位服務(wù)（Location Services）時(shí)才會(huì)運(yùn)作。

　　Google的Eddystone

　　Eddystone是由Google訂定的一種開(kāi)放原始碼、跨平臺(tái)beacon格式，同時(shí)支援Android和iOS裝置；與其他beacon標(biāo)準(zhǔn)不同的是，它定義了幾個(gè)不同的框架類型，可以獨(dú)立或者結(jié)合使用：

　　Eddystone-UID可以廣播獨(dú)一無(wú)二的beacon ID。 ˙Eddystone-URL廣播URLs

　　Eddystone-TLM可以用來(lái)廣播關(guān)于beacon自身的遙測(cè)（健康和狀態(tài)）資料。

　　Eddystone-EID使用短時(shí)效（ephemeral）的身份識(shí)別碼，以因應(yīng)要求更高安全性的beacon應(yīng)用；不過(guò)此種框架格式的規(guī)格尚未公布。

　　Eddystone-URL框架能讓行動(dòng)平臺(tái)在無(wú)須安裝應(yīng)用程式的情況下，根據(jù)近接狀態(tài)提供網(wǎng)路內(nèi)容，因此可實(shí)現(xiàn)Google推動(dòng)的「The Physical Web」實(shí)體化網(wǎng)路計(jì)畫(huà)，讓所有日常生活周遭的物品都有一個(gè)URL、能透過(guò)行動(dòng)裝置來(lái)與之溝通連結(jié)。

　　Eddystone在iOS的Chrome應(yīng)用程式獲得支援，并將從版本49開(kāi)始于Android的Chrome獲得支援；透過(guò)Chrome Today軟體小工具，使用者能存取其周邊事務(wù)的網(wǎng)路內(nèi)容，并且在遇到beacon時(shí)接收通知。

　　在開(kāi)放原始碼平臺(tái)GitHub上的Google Eddystone網(wǎng)頁(yè)提供了Eddystone通訊協(xié)議規(guī)格，以及相關(guān)工具、開(kāi)放原始碼程式范例，Google的線上開(kāi)發(fā)者論壇也提供了更多關(guān)于其 beacon平臺(tái)的資訊。

　　Radius Network的AltBeacon

　　美國(guó)軟體業(yè)者Radius Network定義了AltBeacon規(guī)格，目的是建立一個(gè)非關(guān)作業(yè)系統(tǒng)（OS-agnostic）的開(kāi)放原始碼標(biāo)準(zhǔn)，不偏袒任何特定供應(yīng)商；AltBeacon規(guī)格在其官網(wǎng)提供下載，不收取權(quán)利金或授權(quán)費(fèi)。而就像其他beacon一樣，它使用無(wú)連結(jié)、無(wú)方向（undirected）的通告封包。

　　產(chǎn)業(yè)界有許多專家以及相關(guān)廠商都可提供有關(guān)采用藍(lán)牙beacon技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的資訊；目標(biāo)是協(xié)助開(kāi)發(fā)者以正確、穩(wěn)定的解決方案加速產(chǎn)品上市。

　　面向藍(lán)牙beacon的應(yīng)用風(fēng)潮，芯科科技（Silicon Labs）也提供了一系列的藍(lán)牙低功耗SoC、模塊和軟件工具，可以幫助工程師快速達(dá)成beacon產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

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