axaibeacon
是基于低功耗蓝牙40技术(ble)的一种硬件,可以通过特定接口与用户实现互动,(例如:微信摇周边)。ibeacon只起到起到沟通桥梁的作用。
工作原理是;开启ibeacon设备后,会按周期向辐射范围内发送信号,用户打开手机蓝牙,通过手机摇一摇,ibeacon会收到反馈,将反馈发送到绑定的云平台,后台识别后返回指定的数据显示在用户的手机上。
准备工作
一台 PC
IAR Embedded Workbench 集成开发环境,可以用30天试用版本。
支持 蓝牙 40 的智能手机一部,并安装下列应用之一
Android Google Play Store
iPhone App Store
CC2540 开发板
CCDebugger 下载器
创建 iBeacon 工程文档
安装 TI 官方的 CC254x 开发环境
复制 C:\Texas Instruments\BLE-CC254x-132\Projects\ble\SimpleBLEBroadcaster 文件夹
粘贴到:C:\Texas Instruments\BLE-CC254x-132\Projects\ble\iBeacon
运行 IAR Embedded Workbench,点击 File > Open > Workspace
修改源代码
simpleBLEBroadcasterc
// GAP - Advertisement data (max size = 31 bytes, though this is
// best kept short to conserve power while advertisting)
static uint8 advertData[] =
{
// Flags; this sets the device to use limited discoverable
// mode (advertises for 30 seconds at a time) instead of general
// discoverable mode (advertises indefinitely)
0x02, // length of this data
GAP_ADTYPE_FLAGS,
GAP_ADTYPE_FLAGS_BREDR_NOT_SUPPORTED,
// three-byte broadcast of the data "1 2 3"
0x04, // length of this data including the data type byte
GAP_ADTYPE_MANUFACTURER_SPECIFIC, // manufacturer specific advertisement data type
1,
2,
3
};
修改下面关键字
UID: E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0
Major: 1 (0x0001)
Minor: 1 (0x0001)
Measured Power: -59 (0xc5)
// GAP - Advertisement data (max size = 31 bytes, though this is
// best kept short to conserve power while advertisting)
static uint8 advertData[] =
{
// 25 byte ibeacon advertising data
// Preamble: 0x4c000215
// UUID: E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0
// Major: 1 (0x0001)
// Minor: 1 (0x0001)
// Measured Power: -59 (0xc5)
0x1A, // length of this data including the data type byte
GAP_ADTYPE_MANUFACTURER_SPECIFIC, // manufacturer specific advertisement data type
0x4c,
0x00,
0x02,
0x15,
0xe2,
0xc5,
0x6d,
0xb5,
0xdf,
0xfb,
0x48,
0xd2,
0xb0,
0x60,
0xd0,
0xf5,
0xa7,
0x10,
0x96,
0xe0,
0x00,
0x01,
0x00,
0x01,
0xc5
};
接下来修改广播类型,将下面代码
//uint8 advType = GAP_ADTYPE_ADV_NONCONN_IND;// use non-connectable advertisements
uint8 advType = GAP_ADTYPE_ADV_DISCOVER_IND; // use scannable unidirected advertisements
修改为
uint8 advType = GAP_ADTYPE_ADV_NONCONN_IND; // use non-connectable advertisements
//uint8 advType = GAP_ADTYPE_ADV_DISCOVER_IND; // use scannable unidirected advertisements
接下来修改 GAP
// Set the GAP Role Parameters
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADVERT_ENABLED, sizeof( uint8 ), &initial_advertising_enable );
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADVERT_OFF_TIME, sizeof( uint16 ), &gapRole_AdvertOffTime );
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_SCAN_RSP_DATA, sizeof ( scanRspData ), scanRspData );
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADVERT_DATA, sizeof( advertData ), advertData );
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADV_EVENT_TYPE, sizeof( uint8 ), &advType );
因为 iBeacon 必须不间断广播,并且不响应任何数据请求,所以我们要修改 GAPROLE_ADVERT_OFF_TIME 和 GAPROLE_SCAN_RSP_DATA。
// Set the GAP Role Parameters
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADVERT_ENABLED, sizeof( uint8 ), &initial_advertising_enable );
//GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADVERT_OFF_TIME, sizeof( uint16 ), &gapRole_AdvertOffTime );
//GAPRole_SetParameter( GAPROLE_SCAN_RSP_DATA, sizeof ( scanRspData ), scanRspData );
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADVERT_DATA, sizeof( advertData ), advertData );
GAPRole_SetParameter( GAPROLE_ADV_EVENT_TYPE, sizeof( uint8 ), &advType );
保存工程后,进行编译,并通过 CCDebugger 下载程序到开发板中。
Select Project > Clean to clean the project
Select Project > Make to make the project
Select Project > Download and Debug to send the code to the CC2540 Key Fob
Select Debug > Go to Run the code on the CC2540 Key Fob
BLE iBeacon
TI Displayport ESD Protection – TPD8S009
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在国内现在还出于当年的“百团大战”这种模式,大家都对前方的路不明白,目前国内应用到零售行业的案例都没有,国内做这块还是有点堪忧。国内只有这么几家出名点的服务商,各有各的特色比如四月兄弟是国内最先推出硬件产品的
蓝牙网关是一个集成蓝牙和Wi-Fi的网关设备,该设备主要用于iBeacon设备的远程云管理,简单来说就是一个用于iBeacon设备的扫描管理设备。
由于蓝牙网关是集成了蓝牙与Wi-Fi的网关设备,即蓝牙模块扫描设备并获取数据,Wi-Fi模块获取扫描数据再通过网将数据上传到服务器端,详细的说就是蓝牙模块扫描其信号覆盖范围内的iBeacon设备并且获取到被扫描的设备的数据,再通过蓝牙与Wi-Fi的串口将扫描到的设备通过网络把数据提交到服务器端,服务器端显示并管理这些扫描到的设备。
蓝牙网关最常用的功能就是进行反向定位,反向定位是利用蓝牙网关将扫描到的蓝牙数据通过网络上传到云端服务器上,并且利用了蓝牙扫描到的Beacon设备数据中的RSSI,然后在后台通过这个RSSI值能够确定iBeacon设备与蓝牙网关的距离或者范围,实现位置追踪的目的,并在后台地图实时展示Beacon设备位置。
同时,还可以将蓝牙网关的扫描范围标记为安全区域,一旦iBeacon设备离开安全范围,便能触发后台的安全报警。这就是实现安全看护和人员物资管理的关键。
ibeacon协议是苹果在2013年推出的一个基于蓝牙40和手机传输数据的协议,在国内外有很多开发者基于这个做开发,目前国内的智石科技ibeacon是较成熟的行业一体化解决方案商。
第一,零售业和餐饮业商家
通过精准的位置帮助商户发送卡券等优惠信息
第二、景区、博物馆智慧导览
第三、商场、停车场的基准室内定位和导航寻车
前面的两篇文章,主要是在 Android 官网关于蓝牙介绍的基础上加上自己的理解完成的。主要针对的是 Android 开发中的一些 API 的使用。
第一篇文章 Android 蓝牙开发(一) 主要是介绍了普通的蓝牙在 Android 开发中的运用。
第二篇文章 Android 蓝牙开发(二) 主要是介绍了低功耗蓝牙的开发。
这篇文章主要介绍的是蓝牙的历史和一些关于蓝牙的通用知识,还有广播包的知识。要想彻底了解蓝牙开发,这些基础的知识也是需要的,就像网络协议一样,这些都是基础的内容。我们的 API 的调用都是以这个为基础的,了解这些,开发过程中遇到问题,才可以知道什么怎么一回事。
下篇文章主要讲的就是实际开发中的一些坑。
蓝牙其实就是一种近距离无线通信技术。
从下到上分别为:控制器(Controller)-->主机(host)-->应用(Application)
详细介绍各个层的含义:
BLE 应用可以分为两大类:基于非连接的和基于连接的
意思就是外设和周边设备不发生连接,主要靠扫描到的广播来获取信息。发送广播的一方叫做 broadcaster 监听广播的一方叫做 oberver 在 GAP 层有对应的角色定义。
网络拓扑图:
这种方式就是广播设备不断的向外发送广播(含有特定的信息),然后观察者接受到广播按照两者之间约定好的协议进行解析拿到有用的信息。例如:iBeacon,通过这种设备我们可以实现室内定位。
其实这些设备的角色可以即使广播者又是观察者。接收到广播后作出了处理,然后又发送广播。这样就形成了双向的网络,类似于因特网,这就是蓝牙 Mesh 组网。
广播数据包格式:
每个广播数据包由 31 byte 组成。分为有效数据和无效数据两部分。
例子:
这里是扫描的数据包(转换成了 16 进制,两个代表一个字节),第一个字节是 02 表示后面的两个字节是数据部分,然后第二个字节是 01 表示了数据的类型。后面一个字节就是真正的数据了。这个广播数据单元就分析完了。下面就是另一个数据单元了。依次类推,关于数据类型的解释,官网有。
这是数据类型对应的含义表。
网络拓扑图:
一个中心设备可连接多个外设,但是一个外设只能连接一个中心(外设连接成功后就会停止对外广播,别人就发现不了它了)。其中一个中心设备的连接外设的数量也是有限的。
链接: >
iBeacon 是苹果公司在 iOS7上配备的新功能,可以让附近的手持电子设备检测到一个由一个 iBeacon 信号发射器发出的蓝牙信号
它采用了基于蓝牙40的低功耗蓝牙技术(Bluetooth Low Energy, BLE),主要是用作辅助室内定位的功能
iBeacon中有两个角色:
发射者 : 一般都是各种硬件
接收者 : 一般都是智能终端(手机)
发射者通过BLE 的广告通信通道,以一定时间间隔向外广播数据包(一般是每秒两三次),接收者可以通过终端提供的功能来接收,达到信息的交互
每个信号中至少携带了三个主要信息: UUID , Major , Minor ,这三个信号组成了一个 iBeacon 的唯一标识符
当 iOS设备接收到 iBeacon 信号时,还会有其他重要信息:
rssi: 信号强度
proximity: 发射者到接收者的距离(不是数值,是个枚举: Unknow, Immediate, Near, Far)
accuracy: 水平精度
BLE 发射的是24GHz 的信号,任何物理阻碍物都会影响 iBeacon 的信号
其实,发射者也就是硬件向四周不停地广播信号,而信号就像是水波一样像四周扩散,越靠近中心点的水波越高也就是 rssi 信号越强,而一旦有东西阻隔,信号就会减弱甚至消失,而且一旦超过一定值,信号就会消失,这说明 iBeacon 的广播范围是有限的
说完发射者,再来说接收者
接收者提供了两种方式来接收iBeacon信号:
终于说到 API, 这个是可能踩坑比较多的地方了
CLBeaconRegion 的创建
接下来是两种方式监测 iBeacon 方式:
google也搜不到why,在后来我关掉Monitoring再也没有出现这个 log
---如果你有兴趣, 请直接去这里:
>
在蓝牙开发中,有些情况是不需要连接的,只要外设广播自己的数据即可,例如苹果的 ibeacon 。自 Android 50 更新蓝牙API后,手机可以作为外设广播数据。
广播包有两种:
其中 广播包是每个外设都必须广播的,而响应包是可选的 。每个广播包的长度必须是 31个字节 ,如果不到 31个字节 ,则剩下的全用 0 填充 补全,这部分的数据是无效的
广播包中包含若干个广播数据单元,广播数据单元也称为 AD Structure 。
广播数据单元 = 长度值Length + AD type + AD Data。
长度值 Length 只占 一个字节 ,并且位于广播数据单元的 第一个字节 。
概念的东西有些抽象,先看看下面的广播报文:
0x代表这串字符串是十六进制的字符串。 两位十六进制数代表一个字节 。因为两个字符组成的十六进制字符串最大为 FF ,即255,而Java中byte类型的取值范围是-128到127,刚好可以表示一个255的大小。所以两个十六进制的字符串表示一个字节。
继续查看报文内容,开始读取第一个广播数据单元。读取 第一个 字节: 0x07 ,转换为十进制就是7,即表示后面的7个字节是这个广播数据单元的数据内容。超过这7个字节的数据内容后,表示是一个新的广播数据单元。
而第二个广播数据单元,第一个字节的值是 0x16 ,转换为十进制就是22,表示后面22个字节为第二个广播数据单元。
在广播数据单元的 数据部分 中, 第一个字节 代表 数据类型 (AD type),决定数据部分表示的是什么数据。(即广播数据单元第二个字节为AD type)
AD Type 的类型如下:
这bit 1~7分别代表着发送该广播的蓝牙芯片的物理连接状态。当bit的值为1时,表示支持该功能。
例:
蓝牙广播的数据格式大致讲了一下,有助于下面的广播 *** 作的理解。
先看看广播设置( AdvertiseSettings )如何定义:
(1)、通过 AdvertiseSettingsBuilder#setAdvertiseMode() 设置广播模式。其中有3种模式:
(2)、通过 AdvertiseSettingsBuilder#setAdvertiseMode() 设置广播发射功率。共有4种功率模式:
(3)、通过 AdvertiseSettingsBuilder#setTimeout() 设置持续广播的时间,单位为毫秒。最多180000毫秒。当值为0则无时间限制,持续广播,除非调用 BluetoothLeAdvertiser#stopAdvertising() 停止广播。
(4)、通过 AdvertiseSettingsBuilder#setConnectable() 设置该广播是否可以连接的。
之前说过,外设必须广播广播包,扫描包是可选。但添加扫描包也意味着广播更多得数据,即可广播62个字节。
可见无论是广播包还是扫描包,其广播的内容都是用 AdvertiseData 类封装的。
(1)、 AdvertiseDataBuilder#setIncludeDeviceName() 方法,可以设置广播包中是否包含蓝牙的名称。
(2)、 AdvertiseDataBuilder#setIncludeTxPowerLevel() 方法,可以设置广播包中是否包含蓝牙的发射功率。
(3)、 AdvertiseDataBuilder#addService UUID (Parcel UUID ) 方法,可以设置特定的 UUID 在广播包中。
(4)、 AdvertiseDataBuilder#addServiceData(Parcel UUID ,byte[]) 方法,可以设置特定的 UUID 和其数据在广播包中。
(5)、 AdvertiseDataBuilder#addManufacturerData(int,byte[]) 方法,可以设置特定厂商Id和其数据在广播包中。
从 AdvertiseDataBuilder 的设置中可以看出,如果一个外设需要在不连接的情况下对外广播数据,其数据可以存储在 UUID 对应的数据中,也可以存储在厂商数据中。但由于厂商ID是需要由Bluetooth SIG进行分配的,厂商间一般都将数据设置在厂商数据。
另外可以通过 BluetoothAdapter#setName() 设置广播的名称
先看一个例子,我们分别在 广播包 和 扫描包 中设置 AdvertiseDataBuilder 的 每一种广播报文参数 ,得到一下报文内容:
(1)、Type = 0x01 表示设备LE物理连接。
(2)、Type = 0x09 表示设备的全名
(3)、Type = 0x03 表示完整的16bit UUID 。其值为0xFFF7。
(4)、Type = 0xFF 表示厂商数据。前两个字节表示厂商ID,即厂商ID为0x11。后面的为厂商数据,具体由用户自行定义。
(5)、Type = 0x16 表示16 bit UUID 的数据,所以前两个字节为 UUID ,即 UUID 为0xF117,后续为 UUID 对应的数据,具体由用户自行定义。
最后继承 AdvertiseCallback 自定义广播回调。
初始化完毕上面的对象后,就可以进行广播:
广播主要是通过 BluetoothLeAdvertiser#startAdvertising() 方法实现,但在之前需要先获取 BluetoothLeAdvertiser 对象。
BluetoothLeAdvertiser 对象存在两个情况获取为Null:
所以在调用 BluetoothAdapter#getBluetoothLeAdvertiser() 前,需要先调用判断蓝牙已开启,并判断在 BluetoothAdapter 中获取的 BluetoothLeAdvertiser 是否为空(测试过某些华为手机 mBluetoothAdapterisMultipleAdvertisementSupported() 为 false , 但是能发送ble广播)。
与广播成对出现就是 BluetoothLeAdvertiserstopAdvertising() 停止广播了,传入开启广播时传递的广播回调对象,即可关闭广播:
虽然通过广播告知外边自身拥有这些Service,但手机自身并没有初始化Gattd的Service。导致外部的中心设备连接手机后,并不能找到对应的 GATT Service 和 获取对应的数据。
Service类型有两个级别:
创建 BluetoothGattService 时,传入两个参数: UUID 和Service类型:
我们都知道Gatt中, Service 的下一级是 Characteristic , Characteristic 是最小的通信单元,通过对 Characteristic 进行读写 *** 作来进行通信。
特征属性表示该 BluetoothGattCharacteristic 拥有什么功能,即能对 BluetoothGattCharacteristic 进行什么 *** 作。其中主要有3种:
权限属性用于配置该特征值所具有的功能。主要两种:
Characteristic 下还有 Descriptor ,初始化 BluetoothGattDescriptor 时传入: Descriptor UUID 和 权限属性
为 Service 添加 Characteristic ,为 Characteristic 添加 Descriptor :
通过蓝牙管理器 mBluetoothManager 获取 Gatt Server ,用来添加 Gatt Service 。添加完 Gatt Service 后,外部中心设备连接手机时,将能获取到对应的 GATT Service 和 获取对应的数据
定义 Gatt Server 回调。当中心设备连接该手机外设、修改特征值、读取特征值等情况时,会得到相应情况的回调。
最后开启广播后,用nRF连接后看到的特征值信息如下图所示:(加多了一个只能都的特征值)
android蓝牙BLE(一) —— 扫描
android蓝牙BLE(二) —— 通信
android蓝牙BLE(三) —— 广播
android蓝牙BLE(四) —— 实战
以上就是关于iPhone上的ibeacon是什么东西全部的内容,包括:iPhone上的ibeacon是什么东西、如何使用 CC2540 制作一个 iBeacon、四月兄弟 ibeacon 怎么获取周围数据等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!
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