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

 

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。

• 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：

 

final BluetoothManager bluetoothManager =
                (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
        mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
        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

 

 

private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =
            new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {

        @Override
        public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) {
            final iBeacon ibeacon = iBeaconClass.fromScanData(device,rssi,scanRecord);
            addDevice(ibeacon);
            Collections.sort(mLeDevices, new Comparator<iBeacon>() {
                @Override
                public int compare(iBeacon h1, iBeacon h2) {
                    return h2.rssi - h1.rssi;
                }
            });
        }
    };

最后把搜索到的数据添加到集合中去

 

 

private ArrayList<iBeacon> mLeDevices = new ArrayList<iBeacon>();
    private void addDevice(iBeacon device) { //更新beacon信息
        if(device==null) {
            Log.d("DeviceScanActivity ", "device==null ");
            return;
        }

        for(int i=0;i<mLeDevices.size();i++){
            String btAddress = mLeDevices.get(i).bluetoothAddress;
            if(btAddress.equals(device.bluetoothAddress)){
                mLeDevices.add(i+1, device);
                mLeDevices.remove(i);
                break;
            }
        }
        mLeDevices.add(device);

    }

 

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

 

public class iBeaconClass {

    static public  class iBeacon{
        public String name;
        public int major;
        public int minor;
        public String proximityUuid;
        public String bluetoothAddress;
        public int txPower;
        public int rssi;
    }
    public static iBeacon fromScanData(BluetoothDevice device, int rssi,byte[] scanData) {

        int startByte = 2;
        boolean patternFound = false;
        while (startByte <= 5) {
            if (((int)scanData[startByte+2] & 0xff) == 0x02 &&
                ((int)scanData[startByte+3] & 0xff) == 0x15) {
                // yes!  This is an iBeacon
                patternFound = true;
                break;
            }
            else if (((int)scanData[startByte] & 0xff) == 0x2d &&
                    ((int)scanData[startByte+1] & 0xff) == 0x24 &&
                    ((int)scanData[startByte+2] & 0xff) == 0xbf &&
                    ((int)scanData[startByte+3] & 0xff) == 0x16) {
                iBeacon iBeacon = new iBeacon();
                iBeacon.major = 0;
                iBeacon.minor = 0;
                iBeacon.proximityUuid = "00000000-0000-0000-0000-000000000000";
                iBeacon.txPower = -55;
                return iBeacon;
            }
            else if (((int)scanData[startByte] & 0xff) == 0xad &&
                     ((int)scanData[startByte+1] & 0xff) == 0x77 &&
                     ((int)scanData[startByte+2] & 0xff) == 0x00 &&
                     ((int)scanData[startByte+3] & 0xff) == 0xc6) {

                    iBeacon iBeacon = new iBeacon();
                    iBeacon.major = 0;
                    iBeacon.minor = 0;
                    iBeacon.proximityUuid = "00000000-0000-0000-0000-000000000000";
                    iBeacon.txPower = -55;
                    return iBeacon;
            }
            startByte++;
        }


        if (patternFound == false) {
            // This is not an iBeacon
            return null;
        }

        iBeacon iBeacon = new iBeacon();

        iBeacon.major = (scanData[startByte+20] & 0xff) * 0x100 + (scanData[startByte+21] & 0xff);
        iBeacon.minor = (scanData[startByte+22] & 0xff) * 0x100 + (scanData[startByte+23] & 0xff);
        iBeacon.txPower = (int)scanData[startByte+24]; // this one is signed
        iBeacon.rssi = rssi;

        // AirLocate:
        // 02 01 1a 1a ff 4c 00 02 15  # Apple's fixed iBeacon advertising prefix
        // e2 c5 6d b5 df fb 48 d2 b0 60 d0 f5 a7 10 96 e0 # iBeacon profile uuid
        // 00 00 # major
        // 00 00 # minor
        // c5 # The 2's complement of the calibrated Tx Power

        // Estimote:
        // 02 01 1a 11 07 2d 24 bf 16
        // 394b31ba3f486415ab376e5c0f09457374696d6f7465426561636f6e00000000000000000000000000000000000000000000000000

        byte[] proximityUuidBytes = new byte[16];
        System.arraycopy(scanData, startByte+4, proximityUuidBytes, 0, 16);
        String hexString = bytesToHexString(proximityUuidBytes);
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(hexString.substring(0,8));
        sb.append("-");
        sb.append(hexString.substring(8,12));
        sb.append("-");
        sb.append(hexString.substring(12,16));
        sb.append("-");
        sb.append(hexString.substring(16,20));
        sb.append("-");
        sb.append(hexString.substring(20,32));
        iBeacon.proximityUuid = sb.toString();

        if (device != null) {
            iBeacon.bluetoothAddress = device.getAddress();
            iBeacon.name = device.getName();
        }

        return iBeacon;
    }

    public static String bytesToHexString(byte[] src){
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
        if (src == null || src.length <= 0) {
            return null;
        }
        for (int i = 0; i < src.length; i++) {
            int v = src[i] & 0xFF;
            String hv = Integer.toHexString(v);
            if (hv.length() < 2) {
                stringBuilder.append(0);
            }
            stringBuilder.append(hv);
        }
        return stringBuilder.toString();
    }
}