基于BLE的iBeacon技術(shù)，以低功耗、易部署的優(yōu)勢(shì)，成為室內(nèi)定位與近場(chǎng)通信的首選方案之一。本文將介紹iBeacon的基礎(chǔ)架構(gòu)與工作流程，重點(diǎn)圍繞室內(nèi)定位與近場(chǎng)信息推送兩大典型應(yīng)用，通過(guò)一個(gè)可運(yùn)行的Demo，從設(shè)備配置、代碼開發(fā)到功能測(cè)試，全流程講解應(yīng)用落地的關(guān)鍵步驟，讓讀者快速掌握相關(guān)技術(shù)。

本期一起來(lái)學(xué)習(xí)iBeacon基礎(chǔ)知識(shí)和示例demo：

使用Air8000核心板作為iBeacon設(shè)備，定期廣播iBeacon信號(hào)，其他支持iBeacon的設(shè)備（比如手機(jī)）可以接收這些信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

一、iBeacon基礎(chǔ)知識(shí)

iBeacon技術(shù)是Apple公司在2013年9月發(fā)布的一種基于BLE藍(lán)牙的通信協(xié)議，主要用于短距離傳送少量數(shù)據(jù)，它規(guī)定了藍(lán)牙設(shè)備如何以一種特定的格式廣播數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在，它已成為整個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，安卓設(shè)備也同樣可以接收和處理iBeacon信號(hào)。

1.1 工作原理

iBeacon通過(guò)周期性廣播包含唯一標(biāo)識(shí)符（UUID、Major、Minor）的數(shù)據(jù)包，使智能設(shè)備在接收信號(hào)后，結(jié)合信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）估算距離，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位、場(chǎng)景觸發(fā)等功能。

1.2 廣播數(shù)據(jù)格式

iBeacon規(guī)定了一個(gè)30個(gè)字節(jié)的廣播包。其中需要重點(diǎn)解析的是后21個(gè)字節(jié)（即從UUID開始），此前字節(jié)重在標(biāo)識(shí)是否為ibeacon協(xié)議。

iBeacon廣播數(shù)據(jù)包的完整格式：

其中標(biāo)志位、長(zhǎng)度、類型不需要處理，我們只需要關(guān)注以下字段。

廠商標(biāo)識(shí)符（2字節(jié)）：是藍(lán)牙技術(shù)中用于唯一標(biāo)識(shí)設(shè)備制造商或品牌方的2字節(jié)（16 位）編碼，范圍是0x0000~0xFFFF（即：0~65535），它的核心作用是區(qū)分不同廠商的藍(lán)牙設(shè)備，確保數(shù)據(jù)解析和兼容性。

iBeacon類型標(biāo)識(shí)符（2字節(jié)）：固定為0x02，0x15，表示子類型為ibeacon。

Proximity UUID（16字節(jié)）：通用唯一標(biāo)識(shí)符。這是一個(gè)128位（16字節(jié)）的唯一標(biāo)識(shí)符，用于區(qū)分你所在的iBeacon網(wǎng)絡(luò)。

例如：一個(gè)商店的所有iBeacon可以使用同一個(gè)UUID，這樣你的應(yīng)用就可以知道用戶進(jìn)入了該商店區(qū)域。

通常，一個(gè)組織或一個(gè)應(yīng)用使用同一個(gè)UUID，然后通過(guò)Major和Minor來(lái)進(jìn)一步細(xì)分區(qū)域和設(shè)備。

Major（2字節(jié)）：主標(biāo)識(shí)，用于區(qū)分同一組織（UUID相同）下的不同區(qū)域或組別。Major是一個(gè)16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，用于將一組相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行分組。

例如：一個(gè)連鎖商店的每個(gè)分店可以使用相同的Major值，這樣應(yīng)用就知道用戶進(jìn)入了哪個(gè)分店。

Minor（2字節(jié)）：次標(biāo)識(shí)，用于在同一個(gè)Major組內(nèi)進(jìn)行更細(xì)粒度的區(qū)分。Minor也是一個(gè)16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，用于標(biāo)識(shí)特定的iBeacon。

例如：在一個(gè)分店內(nèi)，每個(gè)貨架或區(qū)域可以有一個(gè)唯一的Minor值。這樣，應(yīng)用就可以知道用戶接近哪個(gè)具體的貨架。

Signal Power（1字節(jié)）：校準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度的參考值，單位dBm。（該位為8位有符號(hào)數(shù)據(jù)）

這個(gè)字段是8位有符號(hào)整數(shù)，表示在距離iBeacon設(shè)備1米處測(cè)量到的信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）。這個(gè)值用于校準(zhǔn)，幫助估算與設(shè)備之間的實(shí)際距離。設(shè)備接收到信標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）后，與這個(gè)校準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過(guò)信號(hào)衰減模型來(lái)估算距離。

注：如何獲取廠商標(biāo)識(shí)符？

1）向藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（SIG）直接申請(qǐng)；

2）使用已授權(quán)廠商的ID，申請(qǐng)得到其授權(quán)。

二、iBeacon示例demo

最新源碼下載及實(shí)操教程詳見：https://docs.openluat.com/air8000/luatos/app/BLE/ibeacon/

2.1 main.lua

主程序文件main.lua是整個(gè)項(xiàng)目的入口點(diǎn)，它負(fù)責(zé)初始化系統(tǒng)環(huán)境。

2.2 ble_ibeacon.lua

iBeacon功能的具體實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)藍(lán)牙初始化、廣播配置和異常處理。

2.3 check_wifi.lua

Air8000的藍(lán)牙功能依賴Wi-Fi協(xié)處理器，需確保Wi-Fi固件為最新版本。本腳本文件檢查當(dāng)前Air8000模組的Wi-Fi固件是否為最新版本；若不是，則自動(dòng)啟動(dòng)升級(jí)（需插入可聯(lián)網(wǎng)的SIM卡）。

三、示例運(yùn)行結(jié)果

根據(jù)實(shí)操教程搭建好硬件環(huán)境，LuaTools燒錄內(nèi)核固件和demo腳本代碼，燒錄成功后開機(jī)運(yùn)行。

接下來(lái)，通過(guò)藍(lán)牙APP掃描并查看iBeacon信息。

打開nrf connect藍(lán)牙調(diào)試軟件，找到作為iBeacon設(shè)備的Air8000，點(diǎn)擊空白處展開，不需要CONNECT：

展開后可以查看iBeacon的各種信息，包含廠商特定數(shù)據(jù)格式，iBeacon類型標(biāo)識(shí)符，以及設(shè)置的UUID、Major、Minor等關(guān)鍵參數(shù)。

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇