Android 开发中 iBeacon的使用

iBeacon的工作原理是基于Bluetooth Low Energy（BLE）低功耗蓝牙传输技术，iBeacon基站不断向四周发送蓝牙信号，当智能设备进入设定区域时，就能够收到信号。只要满足iBeacon技术标准的都可以使用，所以Android也能够支持iBeacon。Google在Android4.3中支持BLE技术

定位一直是非常关键的功能。通过iBeacon基站的部署能够实现室内导航，同时通过蓝牙推送信息，iBeacon在商场零售或者一些公共服务领域如体育馆、博物馆能提供非常棒的体验。尤其是蓝牙不错传输距离、低功耗、以及信号加密使得iBeacon在移动支付领域也非常有前景。总之,iBeacon的潜力似乎是无穷大，也受到了越来越多的关注。

要了解iBeacon是如何工作首先我们要了解BLE。BLE（也称为Bluetooth Smart）最早追溯到Nokia于2006年提出的Wibree，后来融合进了蓝牙标准，成为Bluetooth4.0的一部分。目前我们经常能看到3种蓝牙设备：

  • Bluetooth：只支持传统模式的蓝牙设备
  • Bluetooth Smart Ready：支持传统和低功耗两种模式设备
  • Bluetooth Smart：只支持低功耗蓝牙设备

estimote-ibeacon-teardown2

BLE与传统的蓝牙相比最大的优势是功耗降低90%，同时传输距离增大（超过100米）、安全和稳定性提高（支持AES加密和CRC验证）。iBeacon同时有一些自己的特点：

  • 无需配对，一般蓝牙设备印象中都需要配对工作。iBeacon无需配对，因为它是采用蓝牙的广播频道传送信号。
  • 程序可以后台唤醒，iBeacon的信息推送需要App支持。但是我们接收iBeacon信号无需打开App，只要保证安装了，同时手机蓝牙打开。

iBeacon是如何工作呢？实际上iBeacon基站通过蓝牙的广播频道不断向外发送位置信息，发送频率越快越耗电。也就是说iBeacon并不推送消息，而只是用于定位，推送消息的功能必须由App来完成。苹果定义了iBeacon 其中32位广播的数据格式。

estimote-ibeacon-teardown3

  • UUID：厂商识别号
  • Major：相当于群组号，同一个组里Beacon有相同的Major
  • Minor：相当于识别群组里单个的Beacon
  • TX Power：用于测量设备离Beacon的距离

UUID+Major+Minor就构成了一个Beacon的识别号，有点类似于网络中的IP地址。TX Power用于测距，iBeacon目前只定义了大概的3个粗略级别：

  • 非常近（Immediate）: 大概10厘米内
  • 近（Near）:1米内
  • 远（Far）:1米外

这里主要是对其用法做一个介绍：

首先是获取BluetoothAdapter对象：

[java] view plain copy
  1. final BluetoothManager bluetoothManager =  
  2.                 (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);  
  3.         mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();  
  4.         mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);  


然后就是它的回调，在这里对搜索到的iBeacon设备距手机的信号强度做了一个排序

[java] view plain copy
  1. private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =  
  2.             new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {  
  3.   
  4.         @Override  
  5.         public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {  
  6.             final iBeacon ibeacon = iBeaconClass.fromScanData(device,rssi,scanRecord);  
  7.             addDevice(ibeacon);  
  8.             Collections.sort(mLeDevices, new Comparator<iBeacon>() {  
  9.                 @Override  
  10.                 public int compare(iBeacon h1, iBeacon h2) {  
  11.                     return h2.rssi - h1.rssi;  
  12.                 }  
  13.             });  
  14.         }  
  15.     };  

最后把搜索到的数据添加到集合中去

[java] view plain copy
  1. private ArrayList<iBeacon> mLeDevices = new ArrayList<iBeacon>();  
  2.     private void addDevice(iBeacon device) { //更新beacon信息  
  3.         if(device==null) {  
  4.             Log.d("DeviceScanActivity ", "device==null ");  
  5.             return;  
  6.         }  
  7.           
  8.         for(int i=0;i<mLeDevices.size();i++){  
  9.             String btAddress = mLeDevices.get(i).bluetoothAddress;  
  10.             if(btAddress.equals(device.bluetoothAddress)){  
  11.                 mLeDevices.add(i+1, device);  
  12.                 mLeDevices.remove(i);  
  13.                 break;  
  14.             }   
  15.         }  
  16.         mLeDevices.add(device);  
  17.           
  18.     }  

我们在iBbeaconClass类中对其进行数据的解析处理，参考：https://github.com/AltBeacon/android-beacon-library

[java] view plain copy
    1. public class iBeaconClass {  
    2.   
    3.     static public  class iBeacon{  
    4.         public String name;  
    5.         public int major;  
    6.         public int minor;  
    7.         public String proximityUuid;  
    8.         public String bluetoothAddress;  
    9.         public int txPower;  
    10.         public int rssi;  
    11.     }  
    12.     public static iBeacon fromScanData(BluetoothDevice device, int rssi,byte[] scanData) {  
    13.   
    14.         int startByte = 2;  
    15.         boolean patternFound = false;  
    16.         while (startByte <= 5) {  
    17.             if (((int)scanData[startByte+2] & 0xff) == 0x02 &&  
    18.                 ((int)scanData[startByte+3] & 0xff) == 0x15) {            
    19.                 // yes!  This is an iBeacon   
    20.                 patternFound = true;  
    21.                 break;  
    22.             }  
    23.             else if (((int)scanData[startByte] & 0xff) == 0x2d &&  
    24.                     ((int)scanData[startByte+1] & 0xff) == 0x24 &&  
    25.                     ((int)scanData[startByte+2] & 0xff) == 0xbf &&  
    26.                     ((int)scanData[startByte+3] & 0xff) == 0x16) {  
    27.                 iBeacon iBeacon = new iBeacon();  
    28.                 iBeacon.major = 0;  
    29.                 iBeacon.minor = 0;  
    30.                 iBeacon.proximityUuid = "00000000-0000-0000-0000-000000000000";  
    31.                 iBeacon.txPower = -55;  
    32.                 return iBeacon;  
    33.             }  
    34.             else if (((int)scanData[startByte] & 0xff) == 0xad &&  
    35.                      ((int)scanData[startByte+1] & 0xff) == 0x77 &&  
    36.                      ((int)scanData[startByte+2] & 0xff) == 0x00 &&  
    37.                      ((int)scanData[startByte+3] & 0xff) == 0xc6) {  
    38.                      
    39.                     iBeacon iBeacon = new iBeacon();  
    40.                     iBeacon.major = 0;  
    41.                     iBeacon.minor = 0;  
    42.                     iBeacon.proximityUuid = "00000000-0000-0000-0000-000000000000";  
    43.                     iBeacon.txPower = -55;  
    44.                     return iBeacon;  
    45.             }  
    46.             startByte++;  
    47.         }  
    48.   
    49.   
    50.         if (patternFound == false) {  
    51.             // This is not an iBeacon  
    52.             return null;  
    53.         }  
    54.   
    55.         iBeacon iBeacon = new iBeacon();  
    56.   
    57.         iBeacon.major = (scanData[startByte+20] & 0xff) * 0x100 + (scanData[startByte+21] & 0xff);  
    58.         iBeacon.minor = (scanData[startByte+22] & 0xff) * 0x100 + (scanData[startByte+23] & 0xff);  
    59.         iBeacon.txPower = (int)scanData[startByte+24]; // this one is signed  
    60.         iBeacon.rssi = rssi;  
    61.   
    62.         // AirLocate:  
    63.         // 02 01 1a 1a ff 4c 00 02 15  # Apple's fixed iBeacon advertising prefix  
    64.         // e2 c5 6d b5 df fb 48 d2 b0 60 d0 f5 a7 10 96 e0 # iBeacon profile uuid  
    65.         // 00 00 # major   
    66.         // 00 00 # minor   
    67.         // c5 # The 2's complement of the calibrated Tx Power  
    68.   
    69.         // Estimote:          
    70.         // 02 01 1a 11 07 2d 24 bf 16   
    71.         // 394b31ba3f486415ab376e5c0f09457374696d6f7465426561636f6e00000000000000000000000000000000000000000000000000  
    72.   
    73.         byte[] proximityUuidBytes = new byte[16];  
    74.         System.arraycopy(scanData, startByte+4, proximityUuidBytes, 0, 16);   
    75.         String hexString = bytesToHexString(proximityUuidBytes);  
    76.         StringBuilder sb = new StringBuilder();  
    77.         sb.append(hexString.substring(0,8));  
    78.         sb.append("-");  
    79.         sb.append(hexString.substring(8,12));  
    80.         sb.append("-");  
    81.         sb.append(hexString.substring(12,16));  
    82.         sb.append("-");  
    83.         sb.append(hexString.substring(16,20));  
    84.         sb.append("-");  
    85.         sb.append(hexString.substring(20,32));  
    86.         iBeacon.proximityUuid = sb.toString();  
    87.   
    88.         if (device != null) {  
    89.             iBeacon.bluetoothAddress = device.getAddress();  
    90.             iBeacon.name = device.getName();  
    91.         }  
    92.   
    93.         return iBeacon;  
    94.     }  
    95.   
    96.     public static String bytesToHexString(byte[] src){    
    97.         StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");    
    98.         if (src == null || src.length <= 0) {    
    99.             return null;    
    100.         }    
    101.         for (int i = 0; i < src.length; i++) {    
    102.             int v = src[i] & 0xFF;    
    103.             String hv = Integer.toHexString(v);    
    104.             if (hv.length() < 2) {    
    105.                 stringBuilder.append(0);    
    106.             }    
    107.             stringBuilder.append(hv);    
    108.         }    
    109.         return stringBuilder.toString();    
    110.     }    
    111. } 
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