iBeacon を利用したサービス開発のポイント
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GMOインターネット次世代システム研究室の勉強会発表資料。 2014年9月作成。 2014年7月-9月の調査と検証の結果を記載。
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![アジェンダ
[iBeaconのキホン]
１．iBeaconとは
２．基本機能
３．利用可能端末
４．NFCとの比較
５．サービス事例
[技術的なポイント]
１．iOS, Android アプリ実装の違い
２．消費電力
３．セキュリティ](https://cdn.statically.io/img/www.slideshare.net/data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
iBeacon を利用したサービス開発のポイント
- 3. １．iBeaconとは • Appleの商標 • Location and Proximity Detection Technology 「位置と近接検出技術」
- 5. BLEとは • 近距離無線通信技術Bluetoothの拡張仕様 • 極低電力で通信が可能なもの • 2010年7月に発表されたBluetooth 4.0規格 • 免許なく使える2.4GHz帯(ISMバンド)の電波を用 い、最大1Mbpsの通信が可能。 • 対応チップは従来の1/3程度の電力で動作する ことができ • ボタン電池一つで数年稼働することができるとさ れている。
- 8. 結論 • BLE利用。 • 広範囲に電波が届く。 • スマホで受信可能。
- 14. Beaconから送られる信号 UUID 128ビット識別子 12345678-A1B3-B2C4-C3D5-EF567GH942E2 Major 16ビットの符号なし整数。 0～65535 Minor 16ビットの符号なし整数。 0 ～ 65535
- 15. 使い道 UUID 128ビット識別子 サービスで1個 Major 16ビットの符号なし整数。 ショップなどの単位で1個 Minor 16ビットの符号なし整数。 売り場、ビルの階層、支店などの小概念で1個
- 16. RSSI • Received Signal Strength Indicator • 受信信号強度 • マイナスの値 • 小さいほど近い状態を表す
- 18. リージョン観測 •入った •出た
- 20. レンジング観測 RSSI 電波強度からおおよその距離を図る （調整可能） Immediate （すごく近い） 50cm以内 Near （誓い） 50cm~6m Far （遠い） 6m~20m Unknown （不明） ???
- 21. レンジング観測 近 遠
- 22. 結論 • ブロードキャスターオブザーバー構成で サービス開発。 • UUID、Major、Minorでビーコンを認識できる。 • 領域出入 + 距離 を利用できる。
- 29. Estimote StickNFind Aplix shopbeacon 価格 3500円 3500円 1000円 4000円 技適 ○ ○ ○ × 電池 2年 1年 1年 5年 その他 デザイ ンが おしゃ れ サイズが 小さい。 探し物ア プリを販 売。 安い。 セキュリ ティ機能 が強い。 米国の 百貨店 Macy’s 実績アリ
- 31. ３．利用可能端末 スマホ [iOS] Ver.7以降 • iPhone 4s ～ • iPad 第3世代～（mini,Airは可能） [Android] Ver.4.3以降
- 32. Bluetoothの大分類 • Bluetooth Smart : BLEのみ • Bluetooth Smart Ready ：BLE+クラシック • Bluetooth ：クラシックのみ
- 33. Beaconの誤解 • 対応端末でも Bluetooth OFF では使えない。 iPhoneでは 位置情報も必要
- 34. 結論 • 現状はAplix社のビーコンがよい。 • iOS 7 , Android 4.3
- 36. NFCとは？ • 近距離無線通信技術 • 「かざす」ことで通信可能 • 低速なデータ通信
- 37. NFCとiBeaconの比較 NFC iBeacon 最大距離 20cm 50m 検知 タッチ （能動的） Bluetooth ON で PUSH受信 （受動的） 対応 iOS 8 Android 2.3 iOS 7 Android 4.3 価格 100円 1000円～ 電池 不要 1年～ 通信 424kbps 1024kbps 同時接続 1対1 N対N
- 38. 結論 • NFCは能動的 • iBeaconは受動的 • 要件に応じて利用する
- 42. MLB x iBeacon 20のスタジアム （全体の3分の2） 各スタジアム 100 個のビーコン設置
- 45. スマポ ｘ iBeacon 来店するとポイントが 貯められるサービス 来店時に通知を発火させる 仕組みで iBeacon を利用 （近づくと通知される） ※ポイント付与は音波
- 49. 検証アプリを 開発しました
- 51. サーバ構成 12Fビーコン スマホ Webサーバ ⇒ TimeProを叩いて出社！
- 52. 出社アプリ
- 53. デモ
- 54. リージョン観測 入った！！！
- 56. デモのまとめ バックグラウンドリージョン観測 ⇒ 範囲内ビーコン検知 ⇒ ローカル通知発火 レンジング観測 ⇒ 距離観測（Far⇒Near）
- 57. 無事動くものができた！
- 62. UUID定義 // 観測対象のUUIDと識別子を定義して、 // CLBeaconRegionを作成する let uuidString = “00000000-1234-A123-B456-E123C456D789” let beaconIdentifier = “gmo-beacon” let beaconUUID:NSUUID = NSUUID(UUIDString: uuidString) let beaconRegion:CLBeaconRegion = CLBeaconRegion(proximityUUID: beaconUUID, identifier: beaconIdentifier )
- 63. リージョン観測 入った！！！
- 64. リージョン観測 //UUIDを指定して観測スタート locationManager = CLLocationManager() locationManager!.delegate = self locationManager!. startMonitoringForRegion(beaconRegion)
- 65. LocationManager デリゲートメソッド 開始 didStartMonitoringForRegion 入った！ didEnterRegion 出た！ didExitRegion 失敗！ monitoringDidFailForRegion:withError
- 66. didEnterRegion func locationManager( manager: CLLocationManager!, didEnterRegion region: CLRegion!) { dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_P RIORITY_DEFAULT, 0), { // 境界に入ったので、レンジング観測を開始 manager.startRangingBeaconsInRegion(region as CLBeaconRegion) }) }
- 67. レンジング監視 近 遠
- 69. didRangeBeacons func locationManager( manager: CLLocationManager!, didRangeBeacons beacons: [CLBeacon]!, inRegion region: CLBeaconRegion!) { for beacon in beacons { // 指定範囲に入っていなければスキップ If (inRangeProximity.filter {$0 == beacon.proximity}).count == 0 { continue } // 同じmajor,minorの最後の測定状態を取得 var arr: [CLBeacon] = [] for lb in lastBeacons { if lb.major == beacon.major { if lb.minor == beacon.minor{ arr.insert(lb, atIndex: arr.count) } } }
- 70. 値 内容 proximityUUID UUID major major minor minor proximity ビーコンとの距離 accuracy 近接値の精度 rssi 受信強度 値がすぐ取れる。 Android と異なる点
- 71. didEnterRegion時バックグラウンドタスク // バックグラウンドだと10秒程度しか起動できないので、 // バックグラウンドタスクを作成すると180秒程度、起動可能になる。 let app = UIApplication.sharedApplication() var bgTaskId: UIBackgroundTaskIdentifier? bgTaskId = app.beginBackgroundTaskWithExpirationHandler({ dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { if bgTaskId != UIBackgroundTaskInvalid { app.endBackgroundTask(bgTaskId!) bgTaskId = UIBackgroundTaskInvalid } }) })
- 74. Android向けアプリ実装 まずはパーミッション <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/> <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/> BLE対応端末のみインストールさせる <uses-feature android:name=“android.hardware.bruetooth_le” android:required="true"/>
- 75. Bluetoothマネージャの初期化 BluetoothManager mBluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE); mBluetoothAdapter = mBluetoothManager.getAdapter();
- 76. リージョン観測とタイムアウト （iOSとの違い） //Blutooth ON 時、バックグラウンドで常に動かす private void connect() { mHandler.postDelayed(new Runnable() { @Override public void run() { mBluetoothAdapter.stopLeScan(BleActivity.this); }}, 5000); // タイムアウトを設定 // スキャン開始 mBluetoothAdapter.startLeScan(this); }
- 77. リージョン観測後の情報の取得 private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() { @Override public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi,byte[] scanRecord) { //UUID,major,miner,RSSIの判定処理 } }
- 78. UUID、Major、Minor if(scanRecord.length > 30){ //iBeacon の場合 6 byte 目から、 9 byte 目はこの値に固定されている。 if((scanRecord[5] == (byte)0x4c) && (scanRecord[6] == (byte)0x00) && (scanRecord[7] == (byte)0x02) && (scanRecord[8] == (byte)0x15)) { String uuid = IntToHex2(scanRecord[9] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[10] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[11] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[12] & 0xff) + "-" + IntToHex2(scanRecord[13] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[14] & 0xff) + "-” + IntToHex2(scanRecord[15] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[16] & 0xff) + "-” + IntToHex2(scanRecord[17] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[18] & 0xff) + "-” + IntToHex2(scanRecord[19] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[20] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[21] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[22] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[23] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[24] & 0xff); String major = IntToHex2(scanRecord[25] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[26] & 0xff); String minor = IntToHex2(scanRecord[27] & 0xff) + IntToHex2(scanRecord[28] & 0xff); } }
- 79. scanRecord Byte 数 説明 1 1 ブロック目のバイト数 2,3 flag 4 2 ブロック目のバイト数 5 メーカー固有の AD type データ 6,7 会社コード(0x004C が Apple の会社コード) 8 データのタイプ(0×02 が iBeacon) 9 連なる iBeacon データのバイト数 10~25 UUID 26,27 major 28,29 minor 30 校正された電波強度(距離を求めるときの基 準値、2 の補数)
- 81. アビダルマ • Aplix社推奨のライブラリ。 • ２次的著作物に無料で利用可能。 • iOSに近い処理をラッパーして実現。
- 82. アビダルマの利点 その１ 省電力実装 アプリ画面がフォアグラウンドにない、 またはディスプレイが 消灯している。 ⇒15秒周期で 5秒間ずつリージョン観測実行。 対象UUIDの絞込み ⇒不要な通信を発生させない。 デフォルトでは0.1秒ごとにスキャンを実行し続けるので 非常に電池を食いやすい。
- 83. アビダルマの利点 その２ デバイス不具合対応 • AQUOS Xx 304SH、Nexus4、 Nexus7 不具合 ⇒内部的にカバーしている。 • GALAXY S5 にて通知される受信 RSSI が他機 種と比較して���い。
- 85. iOS Android 利用者 ver.7以上 90％強 ver.4.3以上 20％弱 OS設定・ パーミッション Bluetooth 位置情報 バックグラウンド Bluetooth 観測対象 UUID指定必須 UUID指定自由 リージョン観測 頻度OS依存 UUID指定必須 頻度実装可能 UUID指定自由 レンジング観測 バックグラウンド タスクMax180秒 実装者に依存
- 94. バッテリーに与える影響 • ビーコン個数 ： 少ないほうがいい • スキャン回数 ： 少ないほうがいい ある意味当たり前の結果！
- 99. iOS Android 利用者 ver.7以上 90％強 ver.4.3以上 20％弱 OS設定・ パーミッション Bluetooth 位置情報 バックグラウンド Bluetooth 観測対象 UUID指定必須 UUID指定自由 リージョン観測 頻度OS依存 UUID指定必須 頻度実装可能 UUID指定自由 レンジング観測 バックグラウンド タスクMax180秒 実装者に依存 消費電力 良 新デバイス：優
- 100. サービス開発のキモ • アプリが起動していない状態でも ビーコンは検知されるか？ ⇒なんとかバックグラウンドでやれそう • Bluetoothでバッテリーは食わないか？ ⇒実装上の工夫（+新機種）で大丈夫 • 不正は防げるか？
- 108. まとめ • アプリが起動していない状態でも ビーコンは検知されるか？ ⇒なんとかバックグラウンドでやれそう • Bluetoothでバッテリーは食わないか？ ⇒実装上の工夫（+新機種）で大丈夫 • 不正は防げるか？ ⇒Aplix社の認証機構を利用する（or 自力で実装）
- 109. ご清聴��りがとうございました。