iOS7 - iBeacon学习笔记及Demo展示

一、什么是iBeacon

         iBeacon是苹果公司2013年9月WWDC发布的 iOS7上配备的新功能。它利用的是 BLE 中名为“通告帧”（Advertising）的广播帧。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):一个128位的值唯一标识一个或多个Beacon基站为特定类型或特定的组织。

(2) Major ：一个16位的无符号整数,可以将具有相同proximity UUID的Beacon基站组织联系起来。（用户可自定义）

(3)Minor ：一个16位的无符号整数,区分proximity UUID和major相同的Beacon基站。（用户可自定义）

(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。

    iBeacon技术是使用蓝牙低功耗无线技术（BLE）发送特定识别信息，来确定Beacon基站和设备之间的相对距离。而这个距离并不是精密推算的，而是将其分为三级：

(1) 约 10 厘米(immediate)

(2) 1 米以内(near)

(3) 1 米以外(far)

         这是因为,发送与接受设备之间的距离在 1 米之内时，RSSI 值基本是按照理论值减少的，而在 1 米以外，受到反射波的影响，RSSI 不会明显随距离增加减少，而是会上下波动。也就是说，1 米以外的距离无法非常精密推测，可以 用“far”来概括。

二、模拟一个 iBeacon 基站

    如果你没有一个独立的 iBeacon 发射器，但你有另外一个支持低功耗蓝牙技术的 iOS 设备，你可以通过创建一个应用来模拟一个 iBeacon 。

具体步骤如下图所示：

代码实现：

- (void)createBeaconRegion{
    NSUUID *uuid = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:_uuidTextField.text];
    NSString *identifier = @"com.chili.XQiBeaconPeripheral";
    if (_beaconRegion) {
        self.beaconRegion = nil;
    }
    //Create a CLBeaconRegion.
    self.beaconRegion = [[CLBeaconRegion alloc] initWithProximityUUID:uuid major:[_majorIdTextField.text integerValue] minor:[_minorIdTextField.text integerValue] identifier:identifier];
    self.beaconRegion.notifyOnEntry = bEntry;
    self.beaconRegion.notifyOnExit = bExit;
    self.beaconRegion.notifyEntryStateOnDisplay = YES;
    
    //Obtain the peripheral data from CLBeaconRegion.
    NSDictionary *peripheralData = [self.beaconRegion peripheralDataWithMeasuredPower:nil];
    
    //Create a CBPeripheralManager.
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
    _peripheralManager = [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self queue:queue];
   
    //Start advertising with CBPeripheralManager.
    [_peripheralManager startAdvertising:peripheralData];
    
}

相应的CBPeripheralManagerDelegate：

- (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral{
    if(_peripheralManager.state < CBPeripheralManagerStatePoweredOn)
    {
        UIAlertView *errorAlert = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Bluetooth must be enabled" message:@"To configure your device as a beacon" delegate:self cancelButtonTitle:@"OK" otherButtonTitles:nil];
        [errorAlert show];
    }
    
}

三、监控 iBeacon 区域

    上面利用一个iOS设备建立好了信号发射基站，那么下面就要利用另一台iOS设备来监控这个beacon 区域了。

创建和注册beacon区域：

- (CLBeaconRegion *)beaconRegionWithItem:(XQBeaconInfoVO *)item {
	// Create the beacon region to be monitored.
    CLBeaconRegion *beaconRegion = [[CLBeaconRegion alloc] initWithProximityUUID:item.uuid
                                                                           major:item.majorValue
                                                                           minor:item.minorValue
                                                                      identifier:item.name];
    return beaconRegion;
}

利用 CLLocationManager 的 startMonitoringForRegion 开始监控，当监测设备进入某个注册过的 beacon 区域时，可以用 CLLocationManager 的 startRangingBeaconsInRegion: 方法来确定该区域内的一个或多个 beacon 基站的相对距离，并且当距离发生变化时发出通知。

- (void)startMonitoringItem:(XQBeaconInfoVO *)item {
    CLBeaconRegion *beaconRegion = [self beaconRegionWithItem:item];
	// Register the beacon region with the location manager.
    [self.locationManager startMonitoringForRegion:beaconRegion];
    [self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];
}

相应的停止监控方法：

- (void)stopMonitoringItem:(XQBeaconInfoVO *)item {
    CLBeaconRegion *beaconRegion = [self beaconRegionWithItem:item];
    [self.locationManager stopMonitoringForRegion:beaconRegion];
    [self.locationManager stopRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];
}

注：beacon监控取决于检测蓝牙低功耗的无线电信号的强度，并且这些信号的精度衰减（或减少）受墙壁，门窗，以及其他物理对象影响。该信号也受水的影响，代表人体本身也会影响这些信号。

当设备和基站相对距离发生变化时，CLLocationManager 调用 locationManager:didRangeBeacons:inRegion: 作为它的回调函数：

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager
        didRangeBeacons:(NSArray *)beacons
               inRegion:(CLBeaconRegion *)region
{

    for (CLBeacon *beacon in beacons) {
        for (XQBeaconInfoVO *item in self.items) {
            if ([item isEqualToCLBeacon:beacon]) {
                item.lastSeenBeacon = beacon;
                if(!bAlertViewShowed){
                    if(nowBeaconInfoVO == nil){
                        nowBeaconInfoVO = item;
                    }else{
                        nowBeaconInfoVO = (nowBeaconInfoVO.lastSeenBeacon.accuracy>item.lastSeenBeacon.accuracy)?item:nowBeaconInfoVO;
                    }
                    
                }
            }
        }
    }
    
    if(nowBeaconInfoVO.lastSeenBeacon.proximity == CLProximityImmediate){
        NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"You have come to the range of the %@, jump to know the details?",nowBeaconInfoVO.name];
        NSLog(@"%@",str);
    }
}

    以上代码，利用CLBeacon对象的 accuracy属性找出距离最近的基站，若它近在咫尺（Immediate），则打印出信息。正如前文所说距离的概念，所以这个 accuracy也只能作为参考，因为在1m之外受反射波影响，距离无法精准。

四、Demo测试结果

    在我的Demo种，我采用的默认数据为：

    self.uuidTextField.text = @"41EAF359-C87F-4AAF-92DC-9E4A17519AE1";
    self.nameTextField.text = @"Peripheral_1";
    self.majorIdTextField.text = @"65504";
    self.minorIdTextField.text = @"65505";

在将一个iOS设备作为beacon基站时配置的这些数据，和在利用一个iOS设备进行监控beacon区域时注册的信息要一致，不然监控设备无法监控到基站，即使这个基站一直在以一定频率发送信息。当然你可以监控多个Beacon区域，前提时注册了这些区域信息。

1、Demo1，模拟真机为Beacon基站

  运行Demo1，设置某真机为Beacon基站，一定频率向周围发送信息，演示结果如下：（真机：iPhone5s，iOS8.0）

             

上面左图是Demo1运行起后，直接将真机模拟为一个Beacon基站，上面显示了默认设置的基本信息。右图演示了信息更改来设置新的Beacon基站。

2、Demo2，监控某Beacon区域

  运行Demo2，点击“ + ”添加监控区域，此处我加入了默认添加信息，即 Demo1 中模拟Beacon的信息，添加完后，开始监控该Beacon区域，下图展示了监控的部分信息：（真机：iPhone5，iOS7.1）

在我的Demo2中，我设置当设备与Beacon基站相距距离级别为 “ Immediate ” 时，弹出提示是否跳转了解详情，此处主要演示Demo2结果，故跳转到的新界面，仅是个WebView展示本人Blog地址而已，如下图所示：