藍牙信標(Bluetooth beacon)技術正快速發展中,為消費者、企業和工業環境提供各種「近接感知(proximity aware)應用」。例如消費者可根據所在位置(商場、餐廳等)獲得可立即兌現的優惠券,以及量身打造的各式產品及服務;企業則可藉由掌握消費者的購物習慣,來提高產品的能見度並從中獲利,進而強化消費者的品牌忠誠度;製造業者則將因具體改善資產管控而受益。

具備無限可能性的beacon技術應用正準備改變我們所處的世界;在那之前,讓我們先來探討beacon技術的標準化現況,以及其通告封包(advertising packet)的運作原理。

藍牙beacon標準並非藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)所制定的標準,它被稱為「擬標準(Pseudo Standards)」,是由大型供應商或企業集團主導,針對廣泛的beacon應用所正式提出的藍牙應用規範。目前市場上主要有三個關鍵擬標準:

˙App的iBeacon。 ˙Google的Eddystone。 ˙Radius Network的AltBeacon。

以上三個擬標準都使用藍牙低功耗(BLE)廣播方法,將通告封包放在藍牙低功耗頻道37、38和39,以避免在2.4GHz工業,科技和醫療(ISM)免授權頻段上與Wi-Fi流量衝突。

此外,透過在擬標準使用藍牙低功耗廣播的結構裡嵌入其格式和資料,每當beacon裝置發送通告時,相同的封包將立即於三個廣播頻道上進行發送,促使藍牙低功耗接收器/掃描器擷取訊號。一旦接收到訊號,掃描器將決定封包內容是否可被解碼及其關連性,再採取相對應的行動。

在通告封包內,資料載荷(data payload)的結構包含以下三個欄位(field)──長度(length)、類型(type)、資料(data)──的至少一項:

˙長度欄位定義了隨後與類型、資料欄位結合後的封包尺寸。 ˙類型欄位決定了資料欄位是姓名、服務UUID(Service Universally Unique Identifier,UUID)、URI (Universal Resource Identifier)或其他許多經定義的類型。 ˙封包資料欄位讓beacon結構更進一步,定義了資料欄位內部的子結構,以確定不同的擬標準。

通告封包和資料封包都使用相同的格式;beacon遵循標準通告封包格式,但包括符合一個或多個擬標準的資料載荷。

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BLE通告封包結構。



Apple的iBeacon

Apple以其iBeacon規格成為市場上較早採用beacon技術的廠商;iBeacon是Apple的註冊商標,想要販售iBeacon產品或使用iBeacon標誌的供應商,必須獲得Apple的授權(免費)。iBeacon規格與其他開發資源可以從Apple Developer網站下載。

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iBeacon



iBeacon封包總長度為30個位元組(Byte),其必須以100ms間隔廣播(儘管iBeacon產品供應商不一定總是嚴格遵循100ms的要求)。使用核心位置框架(Core Location framework)的iOS應用程式,可以要求iOS持續監測通過beacon區域的事件;例如,進入或者離開由UUID定義之Major、Minor範圍iBeacon裝置近接區域。

無論應用程式是否執行,iOS監測都會發生,甚至會觸發關閉的應用程式開始執行;不過監測功能只會在使用者啟動應用程式中的定位服務(Location Services)時才會運作。

Google的Eddystone

Eddystone是由Google訂定的一種開放原始碼、跨平台beacon格式,同時支援Android和iOS裝置;與其他beacon標準不同的是,它定義了幾個不同的框架類型,可以獨立或者結合使用:

˙Eddystone-UID可以廣播獨一無二的beacon ID。 ˙Eddystone-URL廣播URLs。 ˙Eddystone-TLM可以用來廣播關於beacon自身的遙測(健康和狀態)資料。 ˙Eddystone-EID使用短時效(ephemeral)的身份識別碼,以因應要求更高安全性的beacon應用;不過此種框架格式的規格尚未公佈。

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Eddystone



Eddystone-URL框架能讓行動平台在無須安裝應用程式的情況下,根據近接狀態提供網路內容,因此可實現Google推動的「The Physical Web」實體化網路計畫,讓所有日常生活周遭的物品都有一個URL、能透過行動裝置來與之溝通連結。

Eddystone在iOS的Chrome應用程式獲得支援,並將從版本49開始於Android的Chrome獲得支援;透過Chrome Today軟體小工具,使用者能存取其周邊事務的網路內容,並且在遇到beacon時接收通知。

在開放原始碼平台GitHub上的Google Eddystone網頁提供了Eddystone通訊協議規格,以及相關工具、開放原始碼程式範例,Google的線上開發者論壇也提供了更多關於其 beacon平台的資訊。

AltBeacon

美國軟體業者Radius Network定義了AltBeacon規格,目的是建立一個非關作業系統(OS-agnostic)的開放原始碼標準,不偏袒任何特定供應商;AltBeacon規格在其官網提供下載,不收取權利金或授權費。而就像其他beacon一樣,它使用無連結、無方向(undirected)的通告封包。

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AltBeacon



產業界有許多專家以及相關廠商都可提供有關採用藍牙beacon技術進行開發的資訊;目標是協助開發者以正確、穩定的解決方案加速產品上市。