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iOS 中 iBeacon 开发

iOS 中 iBeacon 开发

作者: bianruifeng | 来源:发表于2021-04-08 14:31 被阅读0次

    什么是iBeacon?

    iBeacon 是苹果公司2013年9月发布的移动设备用OS(iOS7)上配备的新功能。其工作方式是,配备有低功耗蓝牙(BLE)通信功能的设备使用BLE技术向周围发送自己特有的 ID,接收到该 ID 的应用软件会根据该 ID 采取一些行动。

    从个人的角度看: iBeacon向四面八方不停地广播信号,就像是往平静的水面上扔了一块石子,泛起层层涟漪(俗称水波),波峰相当于 iBeacon 的RSSI(接受信号强度指示),越靠近中心点的地方波峰越高(RSSI 越大),这个波峰的大小(RSSI 的值)受到扔石子时用力大小(发射功率)和水质(周围环境因子)的影响,离中心点越远水波越趋向于平静,超过了一定值,水波会消失于无形,也就是说 iBeacon 向外广播的距离是有范围的,超过了这个范围,将接受不到 iBeacon 的信号。

    从iOS开发者的角度看: iBeacon 在 CoreLocation 框架中抽象为CLBeacon类, 该类有6个属性,分别是:

    • proximityUUID:
      是一个 NSUUID,用来标识公司。每个公司、组织使用的 iBeacon 应该拥有同样的proximityUUID。
    • major:
      主要值,用来识别一组相关联的 beacon,例如在连锁超市的场景中,每个分店的 beacon 应该拥有同样的 major。
    • minor:
      次要值,则用来区分某个特定的 beacon。
    • proximity:
      远近范围的,一个枚举值。
    typedef NS_ENUM(NSInteger, CLProximity) {
        CLProximityUnknown,// 无效
        CLProximityImmediate,//在几厘米内
        CLProximityNear,//在几米内
        CLProximityFar//超过 10 米以外,不过在测试中超不过10米就是far
    }
    
    • accuracy:
      与iBeacon的距离。
    • rssi:
      信号轻度为负值,越接近0信号越强,等于0时无法获取信号强度。

    Tip:proximityUUID,major,minor 这三个属性组成 iBeacon 的唯一标识符。

    只要进入iBeacon的范围,就能唤醒 App(大约10秒钟),即使在程序被杀掉的情况下。必要时,可以使用UIApplication类的- (UIBackgroundTaskIdentifier)beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:(void (^)(void))handler;方法,请求更多的后台执行时间。

    iBeacon的用途:我们可以用iBeacon可以进行室内定位(车库,商场),智能打卡,提醒(离开某物体的时候,比如离开家)。

    iBeacon 与 BLE 的区别

    iOS 中 iBeacon 是基于地理位置的微定位技术,虽然借助手机蓝牙进行接收Majro、Minor,但是他们在开发工程中没有任何关系。

    iBeacon使用苹果提供CoreLocation库,然而在 BLE 在开发过程中使用CoreBluetooth库。从上面提供的库来看就很清楚了,特别是在 iOS8.0 之后的时候如果想使用iBeacon,必须让用户点击是否允许XXapp使用地理位置。如果在第一次使用 iOS App 扫描iBeacon的时候没有提示这句话,是不可能接收到iBeacon的信号(除非iOS 8.0之下)。如果是 BLE 则的开发过程中之需要提示用户打开蓝牙,并不要求其他的地理位置任何信息。

    iBeacon 在 iOS 中的运用

    权限请求

    在info.plist中添加

    NSLocationAlwaysAndWhenInUseUsageDescription,
    NSLocationWhenInUseUsageDescription,
    NSLocationAlwaysUsageDescription,请求地理位置权限。
    

    开启Background Modes

    <figcaption></figcaption>

    相关代码

    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类,提供了3个初始化方法:
    
    //监听该UUID下的所有Beacon设备
    - (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID identifier:(NSString *)identifier;
    
    //监听该UUID,major下的所有Beacon设备
    - (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major identifier:(NSString *)identifier;
    
    //监听唯一的Beacon设备
    - (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major minor:(CLBeaconMinorValue)minor identifier:(NSString *)identifier;
    
    在开始监控之前,我们需要使用isMonitoringAvailableForClass判断设备是否支持,是否允许访问地理位置。
    
    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(@"受限制或者拒绝");
            break;
            case kCLAuthorizationStatusAuthorizedAlways:
            case kCLAuthorizationStatusAuthorizedWhenInUse:{
                [self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:self.beaconRegion];
                [self.locationManager startMonitoringForRegion:self.beaconRegion];
            }
            break;
        }
    } else {
        NSLog(@"该设备不支持 CLBeaconRegion 区域检测");
    }
    

    监听方式

    可用两种方式检测区域Monitoring或Ranging方式

    Monitoring:可以用来在设备进入/退出某个地理区域时获得通知, 使用这种方法可以在应用程序的后台运行时检测 iBeacon,但是只能同时检测 20 个 region 区域,并且不能够推测设备与 iBeacon 的距离。

    // 开始检测区域
    [self.locationManager startMonitoringForRegion:beaconRegion]; 
    
    // 停止检测区域
    [self.locationManager stopMonitoringForRegion:beaconRegion]; 
    
    // Monitoring成功对应回调函数
    - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didStartMonitoringForRegion:(CLRegion *)region;
    
    // 设备进入该区域时的回调
    - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didEnterRegion:(CLRegion *)region;
    
    // 设备退出该区域时的回调
    - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didExitRegion:(CLRegion *)region;
    
    // Monitoring有错误产生时的回调
    - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager monitoringDidFailForRegion:(nullable CLRegion *)region withError:(NSError *)error;
    
    Ranging:可以用来检测某区域内的所有 iBeacons。
    
    // 开始检测区域
    [self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];
    
    // 停止检测区域
    [self.locationManager stopRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];
    
    // Ranging成功对应回调函数
    - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didRangeBeacons:(NSArray<CLBeacon *> *)beacons inRegion:(CLBeaconRegion *)region 
    
    // Ranging有错误产生时的回调
    - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager rangingBeaconsDidFailForRegion:(CLBeaconRegion *)region withError:(NSError *)error
    

    进程 kill 之后,进入 iBeacon 区域的回调

    // 当程序被杀掉之后,进入ibeacon区域,或者在程序运行时锁屏/解锁 会回调此函数

    - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager
          didDetermineState:(CLRegionState)state forRegion:(CLRegion *)region
    

    争取更多的后台时间

    必要时,可以使用UIApplication类的
    - (UIBackgroundTaskIdentifier)beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:(void (^)(void))handler
    方法,请求更多的后台执行时间。

    [用 iPhone 手机模拟 iBeacon]

    任何支持使用蓝牙低功耗共享数据的 iOS 设备都可以用作 iBeacon。

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

    在terminal中使用uuidgen命令,生成一个 UUID 063FA845-F091-4129-937D-2A189A86D844。

    其实利用BLE来模拟 beacon 设备发送信号,很简单。

    相关代码

    //初始化peripheralManager
    
    self.peripheralManager= [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil options:nil];
    
    //发送信号
    
    NSUUID *proximityUUID = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:self.UUIDTextField.text];
    //创建beacon区域
    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];;//开始广播
    }
    
    //停止广播
    
    [self.peripheralManager stopAdvertising];
    

    注意点

    需要访问地理位置权限。
    设备需要开启蓝牙
    利用 iOS 设备模拟 beacon信号,Home 出去之后是不能发送信号的。

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