iOS 中 iBeacon 開(kāi)發(fā)

什么是iBeacon？

iBeacon 是蘋果公司2013年9月發(fā)布的移動(dòng)設(shè)備用OS（iOS7）上配備的新功能。其工作方式是，配備有低功耗藍(lán)牙（BLE）通信功能的設(shè)備使用BLE技術(shù)向周圍發(fā)送自己特有的 ID，接收到該 ID 的應(yīng)用軟件會(huì)根據(jù)該 ID 采取一些行動(dòng)。

從個(gè)人的角度看： iBeacon向四面八方不停地廣播信號(hào)，就像是往平靜的水面上扔了一塊石子，泛起層層漣漪(俗稱水波)，波峰相當(dāng)于 iBeacon 的RSSI(接受信號(hào)強(qiáng)度指示)，越靠近中心點(diǎn)的地方波峰越高(RSSI 越大)，這個(gè)波峰的大小(RSSI 的值)受到扔石子時(shí)用力大小(發(fā)射功率)和水質(zhì)(周圍環(huán)境因子)的影響，離中心點(diǎn)越遠(yuǎn)水波越趨向于平靜，超過(guò)了一定值，水波會(huì)消失于無(wú)形，也就是說(shuō) iBeacon 向外廣播的距離是有范圍的，超過(guò)了這個(gè)范圍，將接受不到 iBeacon 的信號(hào)。

從iOS開(kāi)發(fā)者的角度看： iBeacon 在 CoreLocation 框架中抽象為CLBeacon類, 該類有6個(gè)屬性，分別是:

  • proximityUUID，是一個(gè) NSUUID，用來(lái)標(biāo)識(shí)公司。每個(gè)公司、組織使用的 iBeacon 應(yīng)該擁有同樣的 proximityUUID。

  • major，主要值，用來(lái)識(shí)別一組相關(guān)聯(lián)的 beacon，例如在連鎖超市的場(chǎng)景中，每個(gè)分店的 beacon 應(yīng)該擁有同樣的 major。

  • minor，次要值，則用來(lái)區(qū)分某個(gè)特定的 beacon。

  • proximity，遠(yuǎn)近范圍的，一個(gè)枚舉值。

    typedef NS_ENUM(NSInteger, CLProximity) {
    CLProximityUnknown,// 無(wú)效
    CLProximityImmediate,//在幾厘米內(nèi)
    CLProximityNear,//在幾米內(nèi)
    CLProximityFar//超過(guò) 10 米以外，不過(guò)在測(cè)試中超不過(guò)10米就是far
}

  • accuracy，與iBeacon的距離。

  • rssi，信號(hào)輕度為負(fù)值，越接近0信號(hào)越強(qiáng)，等于0時(shí)無(wú)法獲取信號(hào)強(qiáng)度。

Tip：proximityUUID，major，minor 這三個(gè)屬性組成 iBeacon 的唯一標(biāo)識(shí)符。

只要進(jìn)入iBeacon的范圍，就能喚醒 App（大約10秒鐘），即使在程序被殺掉的情況下。必要時(shí)，可以使用UIApplication類的- (UIBackgroundTaskIdentifier)beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:(void (^)(void))handler;方法，請(qǐng)求更多的后臺(tái)執(zhí)行時(shí)間。

iBeacon的用途：我們可以用iBeacon可以進(jìn)行室內(nèi)定位（車庫(kù)，商場(chǎng)），智能打卡，提醒（離開(kāi)某物體的時(shí)候，比如離開(kāi)家）。

iBeacon 與 BLE 的區(qū)別

iOS 中 iBeacon 是基于地理位置的微定位技術(shù)，雖然借助手機(jī)藍(lán)牙進(jìn)行接收Majro、Minor，但是他們?cè)陂_(kāi)發(fā)工程中沒(méi)有任何關(guān)系。

iBeacon使用蘋果提供CoreLocation庫(kù)，然而在 BLE 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用CoreBluetooth庫(kù)。從上面提供的庫(kù)來(lái)看就很清楚了，特別是在 iOS8.0 之后的時(shí)候如果想使用iBeacon，必須讓用戶點(diǎn)擊是否允許XXapp使用地理位置。如果在第一次使用 iOS App 掃描iBeacon的時(shí)候沒(méi)有提示這句話，是不可能接收到iBeacon的信號(hào)（除非iOS 8.0之下）。如果是 BLE 則的開(kāi)發(fā)過(guò)程中之需要提示用戶打開(kāi)藍(lán)牙，并不要求其他的地理位置任何信息。

iBeacon 在 iOS 中的運(yùn)用

權(quán)限請(qǐng)求

在info.plist中添加NSLocationAlwaysAndWhenInUseUsageDescription,NSLocationWhenInUseUsageDescription，NSLocationAlwaysUsageDescription，請(qǐng)求地理位置權(quán)限。

開(kāi)啟Background Modes

<figcaption></figcaption>

相關(guān)代碼

import <CoreLocation/CoreLocation.h>。

初始化locationManager和beaconRegion。

- (CLLocationManager *)locationManager {
    if (!_locationManager) {
        _locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];
        _locationManager.delegate = self;
    }
    return _locationManager;
}

- (CLBeaconRegion *)beaconRegion {
    if (!_beaconRegion) {
        _beaconRegion = [[CLBeaconRegion alloc] initWithProximityUUID:[[NSUUID alloc] initWithUUIDString:Beacon_Device_UUID] identifier:@"test"];
        _beaconRegion.notifyEntryStateOnDisplay = YES;
    }
    return _beaconRegion;
}

CLBeaconRegion類，提供了3個(gè)初始化方法：

//監(jiān)聽(tīng)該UUID下的所有Beacon設(shè)備
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID identifier:(NSString *)identifier;

//監(jiān)聽(tīng)該UUID，major下的所有Beacon設(shè)備
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major identifier:(NSString *)identifier;

//監(jiān)聽(tīng)唯一的Beacon設(shè)備
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major minor:(CLBeaconMinorValue)minor identifier:(NSString *)identifier;

在開(kāi)始監(jiān)控之前，我們需要使用isMonitoringAvailableForClass判斷設(shè)備是否支持，是否允許訪問(wèn)地理位置。

BOOL availableMonitor = [CLLocationManager isMonitoringAvailableForClass:[CLBeaconRegion class]];

if (availableMonitor) {
    CLAuthorizationStatus authorizationStatus = [CLLocationManager authorizationStatus];
    switch (authorizationStatus) {
        case kCLAuthorizationStatusNotDetermined:
            [self.locationManager requestAlwaysAuthorization];
        break;
        case kCLAuthorizationStatusRestricted:
        case kCLAuthorizationStatusDenied:
            NSLog(@"受限制或者拒絕");
        break;
        case kCLAuthorizationStatusAuthorizedAlways:
        case kCLAuthorizationStatusAuthorizedWhenInUse:{
            [self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:self.beaconRegion];
            [self.locationManager startMonitoringForRegion:self.beaconRegion];
        }
        break;
    }
} else {
    NSLog(@"該設(shè)備不支持 CLBeaconRegion 區(qū)域檢測(cè)");
}

監(jiān)聽(tīng)方式

可用兩種方式檢測(cè)區(qū)域Monitoring或Ranging方式

Monitoring：可以用來(lái)在設(shè)備進(jìn)入/退出某個(gè)地理區(qū)域時(shí)獲得通知, 使用這種方法可以在應(yīng)用程序的后臺(tái)運(yùn)行時(shí)檢測(cè) iBeacon，但是只能同時(shí)檢測(cè) 20 個(gè) region 區(qū)域，并且不能夠推測(cè)設(shè)備與 iBeacon 的距離。

// 開(kāi)始檢測(cè)區(qū)域
[self.locationManager startMonitoringForRegion:beaconRegion]; 

// 停止檢測(cè)區(qū)域
[self.locationManager stopMonitoringForRegion:beaconRegion]; 

// Monitoring成功對(duì)應(yīng)回調(diào)函數(shù)
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didStartMonitoringForRegion:(CLRegion *)region;

// 設(shè)備進(jìn)入該區(qū)域時(shí)的回調(diào)
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didEnterRegion:(CLRegion *)region;

// 設(shè)備退出該區(qū)域時(shí)的回調(diào)
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didExitRegion:(CLRegion *)region;

// Monitoring有錯(cuò)誤產(chǎn)生時(shí)的回調(diào)
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager monitoringDidFailForRegion:(nullable CLRegion *)region withError:(NSError *)error;

Ranging：可以用來(lái)檢測(cè)某區(qū)域內(nèi)的所有 iBeacons。

// 開(kāi)始檢測(cè)區(qū)域
[self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];

// 停止檢測(cè)區(qū)域
[self.locationManager stopRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];

// Ranging成功對(duì)應(yīng)回調(diào)函數(shù)
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didRangeBeacons:(NSArray<CLBeacon *> *)beacons inRegion:(CLBeaconRegion *)region 

// Ranging有錯(cuò)誤產(chǎn)生時(shí)的回調(diào)
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager rangingBeaconsDidFailForRegion:(CLBeaconRegion *)region withError:(NSError *)error

進(jìn)程 kill 之后，進(jìn)入 iBeacon 區(qū)域的回調(diào)

// 當(dāng)程序被殺掉之后，進(jìn)入ibeacon區(qū)域，或者在程序運(yùn)行時(shí)鎖屏／解鎖 會(huì)回調(diào)此函數(shù)
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager
      didDetermineState:(CLRegionState)state forRegion:(CLRegion *)region

爭(zhēng)取更多的后臺(tái)時(shí)間

必要時(shí)，可以使用UIApplication類的- (UIBackgroundTaskIdentifier)beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:(void (^)(void))handler;方法，請(qǐng)求更多的后臺(tái)執(zhí)行時(shí)間。

[用 iPhone 手機(jī)模擬 iBeacon]

任何支持使用藍(lán)牙低功耗共享數(shù)據(jù)的 iOS 設(shè)備都可以用作 iBeacon。

import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>和<CoreLocation/CoreLocation.h>

在terminal中使用uuidgen命令，生成一個(gè) UUID 063FA845-F091-4129-937D-2A189A86D844。

其實(shí)利用BLE來(lái)模擬 beacon 設(shè)備發(fā)送信號(hào)，很簡(jiǎn)單。

相關(guān)代碼

初始化peripheralManager

self.peripheralManager= [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil options:nil];

發(fā)送信號(hào)

NSUUID *proximityUUID = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:self.UUIDTextField.text];
//創(chuàng)建beacon區(qū)域
CLBeaconRegion *beaconRegion = [[CLBeaconRegion alloc] initWithProximityUUID:proximityUUID major:self.majorTextField.text.integerValue minor:self.minorTextField.text.integerValue identifier:@"test"];
NSDictionary *beaconPeripheraData = [beaconRegion peripheralDataWithMeasuredPower:nil];

if(beaconPeripheraData) {
    [self.peripheralManager startAdvertising:beaconPeripheraData];;//開(kāi)始廣播
}

停止廣播

[self.peripheralManager stopAdvertising];

注意點(diǎn)

  • 需要訪問(wèn)地理位置權(quán)限。
  • 設(shè)備需要開(kāi)啟藍(lán)牙。
  • 利用 iOS 設(shè)備模擬 beacon信號(hào)，Home 出去之后是不能發(fā)送信號(hào)的。

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