iOS 中 iBeacon 開發

什麼是iBeacon？

iBeacon 是蘋果公司2013年9月發佈的移動設備用OS（iOS7）上配備的新功能。其工做方式是，配備有低功耗藍牙（BLE）通訊功能的設備使用BLE技術向周圍發送本身特有的 ID，接收到該 ID 的應用軟件會根據該 ID 採起一些行動。

從我的的角度看： iBeacon向四面八方不停地廣播信號，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)，波峯至關於 iBeacon 的RSSI(接受信號強度指示)，越靠近中心點的地方波峯越高(RSSI 越大)，這個波峯的大小(RSSI 的值)受到扔石子時用力大小(發射功率)和水質(周圍環境因子)的影響，離中心點越遠水波越趨向於平靜，超過了必定值，水波會消失於無形，也就是說 iBeacon 向外廣播的距離是有範圍的，超過了這個範圍，將接受不到 iBeacon 的信號。

從iOS開發者的角度看： iBeacon 在 CoreLocation 框架中抽象爲CLBeacon類, 該類有6個屬性，分別是:

• proximityUUID，是一個 NSUUID，用來標識公司。每一個公司、組織使用的 iBeacon 應該擁有一樣的 proximityUUID。

• major，主要值，用來識別一組相關聯的 beacon，例如在連鎖超市的場景中，每一個分店的 beacon 應該擁有一樣的 major。

• minor，次要值，則用來區分某個特定的 beacon。

• proximity，遠近範圍的，一個枚舉值。

  typedef NS_ENUM(NSInteger, CLProximity) {
  	CLProximityUnknown,// 無效
  	CLProximityImmediate,//在幾釐米內
  	CLProximityNear,//在幾米內
  	CLProximityFar//超過 10 米之外，不過在測試中超不過10米就是far
  }
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• accuracy，與iBeacon的距離。

• rssi，信號輕度爲負值，越接近0信號越強，等於0時沒法獲取信號強度。

Tip：proximityUUID，major，minor 這三個屬性組成 iBeacon 的惟一標識符。

只要進入iBeacon的範圍，就能喚醒 App（大約10秒鐘），即便在程序被殺掉的狀況下。必要時，可使用UIApplication類的- (UIBackgroundTaskIdentifier)beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:(void (^)(void))handler;方法，請求更多的後臺執行時間。

iBeacon的用途：咱們能夠用iBeacon能夠進行室內定位（車庫，商場），智能打卡，提醒（離開某物體的時候，好比離開家）。

iBeacon 與 BLE 的區別

iOS 中 iBeacon 是基於地理位置的微定位技術，雖然藉助手機藍牙進行接收Majro、Minor，可是他們在開發工程中沒有任何關係。

iBeacon使用蘋果提供CoreLocation庫，然而在 BLE 在開發過程當中使用CoreBluetooth庫。從上面提供的庫來看就很清楚了，特別是在 iOS8.0 以後的時候若是想使用iBeacon，必須讓用戶點擊是否容許XXapp使用地理位置。若是在第一次使用 iOS App 掃描iBeacon的時候沒有提示這句話，是不可能接收到iBeacon的信號（除非iOS 8.0之下）。若是是 BLE 則的開發過程當中之須要提示用戶打開藍牙，並不要求其餘的地理位置任何信息。

iBeacon 在 iOS 中的運用

權限請求

在info.plist中添加NSLocationAlwaysAndWhenInUseUsageDescription,NSLocationWhenInUseUsageDescription，NSLocationAlwaysUsageDescription，請求地理位置權限。

開啓Background Modes

相關代碼

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;
}
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CLBeaconRegion類，提供了3個初始化方法：

//監聽該UUID下的全部Beacon設備
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID identifier:(NSString *)identifier;

//監聽該UUID，major下的全部Beacon設備
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major identifier:(NSString *)identifier;

//監聽惟一的Beacon設備
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major minor:(CLBeaconMinorValue)minor identifier:(NSString *)identifier;
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在開始監控以前，咱們須要使用isMonitoringAvailableForClass判斷設備是否支持，是否容許訪問地理位置。

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(@"該設備不支持 CLBeaconRegion 區域檢測");
}
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監聽方式

可用兩種方式檢測區域Monitoring或Ranging方式

Monitoring：能夠用來在設備進入/退出某個地理區域時得到通知, 使用這種方法能夠在應用程序的後臺運行時檢測 iBeacon，可是隻能同時檢測 20 個 region 區域，而且不可以推測設備與 iBeacon 的距離。

// 開始檢測區域
[self.locationManager startMonitoringForRegion:beaconRegion]; 

// 中止檢測區域
[self.locationManager stopMonitoringForRegion:beaconRegion]; 

// Monitoring成功對應回調函數
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didStartMonitoringForRegion:(CLRegion *)region;

// 設備進入該區域時的回調
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didEnterRegion:(CLRegion *)region;

// 設備退出該區域時的回調
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didExitRegion:(CLRegion *)region;

// Monitoring有錯誤產生時的回調
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager monitoringDidFailForRegion:(nullable CLRegion *)region withError:(NSError *)error;
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Ranging：能夠用來檢測某區域內的全部 iBeacons。

// 開始檢測區域
[self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];

// 中止檢測區域
[self.locationManager stopRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];

// Ranging成功對應回調函數
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didRangeBeacons:(NSArray<CLBeacon *> *)beacons inRegion:(CLBeaconRegion *)region 

// Ranging有錯誤產生時的回調
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager rangingBeaconsDidFailForRegion:(CLBeaconRegion *)region withError:(NSError *)error
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進程 kill 以後，進入 iBeacon 區域的回調

// 當程序被殺掉以後，進入ibeacon區域，或者在程序運行時鎖屏／解鎖 會回調此函數
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager
      didDetermineState:(CLRegionState)state forRegion:(CLRegion *)region
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爭取更多的後臺時間

必要時，可使用UIApplication類的- (UIBackgroundTaskIdentifier)beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:(void (^)(void))handler;方法，請求更多的後臺執行時間。

用 iPhone 手機模擬 iBeacon

任何支持使用藍牙低功耗共享數據的 iOS 設備均可以用做 iBeacon。

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

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

其實利用BLE來模擬 beacon 設備發送信號，很簡單。

相關代碼

初始化peripheralManager

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

NSUUID *proximityUUID = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:self.UUIDTextField.text];
//建立beacon區域
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];;//開始廣播
}
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中止廣播

[self.peripheralManager stopAdvertising];
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注意點

• 須要訪問地理位置權限。
• 設備須要開啓藍牙。
• 利用 iOS 設備模擬 beacon信號，Home 出去以後是不能發送信號的。

Demo

官方 Demo

Blog Demo

參考文章

• Apple 官方文檔
• iOS 中 iBeacon 總結
• iBeacon工做原理
• 在ios 的開發中 iBeacon 和 BLE 的區別