X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В настоящее время, мобильные устройства связи: смартфоны, планшеты становятся неотъемлемым атрибутом жизни человека, с помощью которых он может взаимодействовать не только с другими людьми, но и различными устройствами. Технологии дополненной реальности, QR-коды, различные маячки позволяют эффективно организовывать информационное пространство, когда человек, может, например, узнать нужную информацию о достопримечательности, получить оповещение о событии или рекламном предложении. Это используется как в маркетинговой деятельности, так и в социальных проектах. Например, при организации экскурсий, квестов и других культурных мероприятий. Одним из способов реализации таких программ – использование технологии iBeacon.

iBeacon – технология передачи коротких сообщений с уникальным идентификатором на мобильные устройства.

Рис. 1. Виды маячков iBeacon.

Что же вообще такое – маячки? Маячки – это маленькие устройства, питающиеся от батареи. Они транслируют Bluetooth-сигнал. Сигнал принимается смартфонами, а также передаётся на облачный сервер через интернет. Облачные серверы обрабатывают информацию и выполняют дальнейший анализ, управляя поведением мобильного приложения в зависимости от положения смартфона.

В структуру технологии iBeacon входит 3 основных компонента: непосредственно маячок iBeacon, состоящий из чипа, передающего Bluetooth-сигнал, батареи и прошивки; облачного сервера, который имеет доступ к базам данных, содержащим материал для рассылки и информацию о местоположении излучателей и мобильного приложения (рис. 2).

Рис. 2. Компоненты маячка

Аппаратная часть состоит из микроконтроллера с Bluetooth-радиочипом и батарейки.

В большинстве маячков установлены плоские круглые батарейки типа «таблетка», также иногда встречаются алкалиновые аккумуляторы типа АА, некоторые из маячков подключены к внешним источникам питания.

Рис. 3. Виды аккумуляторов для маячков.

У каждого маячка имеется своя прошивка – это программный код (логика), управляющий работой аппаратной части. Прошивка может контролировать несколько параметров, влияющих на время жизни батареи – мощность передачи и интервал опроса (частота, с которой iBeacon генерирует сигнал).

Рис. 4. Строение маячка iBeacon.

Технология работы датчиков iBeacon.

Каждый маячок – это автономное устройство, питание которого осуществляется от батареек, а период бесперебойной работы обычно не превышает 1,5-2 года. Маячок для помещения обеспечивает дальность действия от 25 до 100 метров (в зависимости от производителя и модели). На распространение сигнала влияют стекла, стены, предметы и другие препятствия. Сигнал может «поймать» любое устройство с включённым Bluetooth – смартфоны, планшеты, смарт-часы и другие гаджеты, на которые можно установить приложение. Маячки не передают никакой информации, кроме идентификаторов, уведомления на смартфоны приходит от приложения, которое отреагировало на сигнал маячка, благодаря встроенным кодам, где содержатся их ID.

В основном маячки iBeacon посылают данные о трёх ID (идентификаторам), благодаря которым мобильное устройство (а точнее - мобильное приложение) может определить степень доступности маячка. Каждый ID обычно вызывает запуск той или иной функции либо возникновение информационного материала или на сервере, или на стороне пользователя. Примером является автоматическая регистрация.

Поддержка приложения, основанного на технологии iBeacon, возможна наплатформах iPhone (начиная с 4S), iPod (начиная с третьего поколения), iPod Mini, iPod Touch (с пятого поколения), Android (при версии ОС не меньше 4.3), компьютеры Macintosh.

iBeacon (от англ. beacon – маячок) – это маленькие датчики, оснащённые технологией Bluetooth Low Energy (BLE), которые передают сигнал мобильному устройству при приближении его на определённое расстояние (например, в радиусе пяти метров) и мобильное приложение уведомляет пользователя о сообщении.

Беспроводная технология Bluetooth с низким энергопотреблением (Bluetooth low energy, Bluetooth LE, представленная также как Bluetooth Smart) — выпущенная в декабре 2009 года версия беспроводной технологии Bluetooth, важным достоинством которой является малое энергопотребление подключённого устройства.

В отличие от более дорогого GPS, iBeacon потребляют меньше энергии. Также iBeacon предназначены для работы в любых климатических условиях без необходимости подключения к Wi-Fi. Один маячок стоит около 20 долларов (1200 рублей) и держит заряд батареи до трёх лет.

Рис. 5 Влияние маячков iBeacon на расход батареи мобильного устройства.

Маячки, в отличие от GPS, могут использоваться для навигации в помещениях. Технология нашла множество применений – это Indoor-навигация, геоконтекстная реклама (услуги), клиентеллинг и персонализированная помощь.

Поскольку маячки используют стандарт BLE, они одинаково хорошо работают с устройствами как на базе Android, так и на базе iOS.

На данный момент, главным конкурентом iBeacon является схожая с ним технология Eddystone. На основе этого мы решили провести сравнительную характеристику этих технологий (см. таблицу 1).

Таблица 1

Сравнительная характеристика iBeacon и Eddystone

Характеристика	iBeacon	Eddystone
Создатель	2013 г, компания Apple	2015 г, компания Google
Платформа и создатель	Разработана корпорацией Apple в 2013 г и является закрытой платформой.	Открытая платформа, опубликованная на Github в свободном доступе, разработана компанией Google в 2015 г. Разработчики могут вносить изменения в код и дорабатывать его.
Совместимость с мобильными устройствами	Совместимы с ОС iOS и Android, но официально технология поддерживается только iOS.	Совместимы с Android, iOS и всеми остальными операционными системами, которые поддерживают технологию BLE (Bluetooth Low Energy). Технология Eddystone не привязана к определённой ОС.
Запуск приложения	Необходимо мобильное приложение, которое будет получать UUID маячков, и отображать пользователю связанную с ними информацию.	Для работы мобильное приложение не нужно. Для перехода по полученному от маячка URL достаточно браузера.
Цель создания	Совершенствование мобильных устройствApple и открытия нового рынка интернета физических объектов. Создавался как средство для моментальной передачи информационных материалов по принципу доступности	Расширение области применения маячков, поддерживает множество типов охвата и предлагает возможности лёгкого использования новых принципов функционирования. Объединяет полученную дистанционно информацию с прочей.
Обеспечение безопасности	Подключение к Bluetooth и установка мобильного приложения, взаимодействующего с маячком	Функциональная возможность под названием «кратковременные идентификаторы», которая позволяет регулярно менять ID. Опознать их могут только авторизованные пользователи
Основное предназначение	Предназначаются для передачи очень малых объёмов данных из доступных пакетов объявлений.
Зарядка и батареи	Плоские круглые батарейки типа «таблетка», алкалиновые аккумуляторы типа АА, внешним источникам питания, солнечные батареи (при использовании снаружи помещения)
Кодовая база (сервер)	Простая, но по сравнению с Eddystone не такая гибкая.	Гибкая и позволяет разрабатывать новые типы данных для передачи уже существующими маячками, т.к. она полностью совместима с техническими характеристиками Bluetooth маячков. Сложнее по сравнению с iBeacon.

Из данной таблицы можно понять, что обе технологии имеют свои плюсы и минусы. Для своей работы мы взяли именно iBeacon из-за того, что кодовая база этой технологии несравненно проще Eddystone, а также из-за их большей популярности и распространённости.

Обзор сфер использования технологии iBeacon

Технология iBeacon активно применяется для организации различных развлекательных мероприятий. С помощью маячков можно персонально поприветствовать гостей и участников, сообщить программу мероприятия в режиме реального времени, представить навигацию по площадке и собрать статистику посещений.

Например, технология iBeacon может успешно использоваться при организации массовых мероприятий для уведомления о происходящих событиях, навигации в помещении.

На городском уровне технологию iBeacon можно реализовать как навигационную сеть по основным интересным местам. С помощью iBeacon возможно предоставить туристам информацию о местных достопримечательностях, проводить рассылку сообщений о культурно-массовых мероприятиях, уведомлять горожан и туристов о важных событиях и изменениях в жизни города.

Приведем пример действующего проекта в этой сфере. Начиная с марта 2014 года, посетители голландского тематического парка Fluwel’s Tulpenland могут скачать специальное приложение, которое позволит им получать на своё iOS устройство информацию о том разделе парка, в котором они находятся в данный момент времени. Расположение клиентов определяется с помощью маяков iBeacon, установленных в различных зонах парка.

Маячки iBeacon представляют собой альтернативу традиционным информационным табличкам, QR-кодам и аудио гиду, воспользоваться которыми нескольким посетителям одновременно не всегда возможно.

Поддержка iBeacon, встроенная в официальное приложение музея или выставочной галереи, может показать полезную информацию при приближении к экспонату и продемонстрирует их в режиме дополненной реальности, а также поможет посетителям организовать просмотр экспозиционных залов с помощью интерактивных маршрутов и навигации.

Технология iBeacon использовалась в рамках авторской выставки «Путешествие за пределы ума» популярного американского художника Эндрю «Андроида» Джонса. Специально для этой выставки, на которой демонстрировались цифровые картины художника и мультимедийное шоу SAMSKARA, было разработано мобильное приложение с поддержкой iBeacon.

С помощью этого приложения посетители выставки смогли узнавать информацию о каждой из представленных работ непосредственно в тот момент, когда находились рядом с экспонатом, а также получили возможность насладиться коллекцией картин Эндрю Джонса прямо в своих мобильных.

Несомненно, один из самых популярных способов реализации технологии iBeacon – маркетинговые и пиар-мероприятия. С помощью маячков можно составить персональное приветствие покупателей, сообщить им об актуальных скидках и акциях, представить отдельные товары, предложить бонусы постоянным покупателям, организовать удобную систему навигации и составить статистику посещений.

Тестирование технологии iBeacon в 50 магазинах страны запустил один из самых крупных магазинов розничной торговли в США, компания Target. С помощью технологии компания получила возможность рассылки рекомендаций и информации о выгодных предложениях на смартфоны клиентов. Для этого приложение запрашивает у пользователей доступ к информации о местоположении в магазине и разрешение на получение оповещений.

Увеличить популярность мероприятия или торговой точки можно посредством введения игрового элемента с помощью технологии iBeacon.

На Consumer Electronics Show 2014 в Лас-Вегасе устроили игру: участники должны посетить как можно больше важных экспонатов на выставке, за что они получали бэйджи с помощью маячков iBeacon. Первые три игрока, собравшие все бэйджи из списка, были вознаграждены прямо на мероприятии.

Многие организаторы сейчас экспериментируют с BLE-маячками, чтобы ускорить процесс регистрации. Например, на SXSW 2014, развернули систему iBeacon вблизи определённых мест в зоне мероприятия, чтобы привлечь участников, проходящих мимо и обеспечить им быстрый пропуск внутрь по специальным регистрационным кодам из push-нотификации.

Большинство приложений на мероприятиях интегрируются с LinkedIn и другими соцсетями. На фестивале Cannes Lion Film Festival 2014 пользователи официального приложения получали нотификации на телефон, когда находились около определённых объектов, соответствующих их интересам из профиля. Также приложение, основанное на навигационной работе маячков iBeacon, позволяло видеть участников вокруг, просматривать их профили на LinkedIn и тут же отправлять сообщения.

Пример действия маячка iBeacon на мобильное приложение

Программирование мобильного приложения выполняется в среде разработки Android. К неотъемлемым инструментам относится Android SDK – набор средств программирования, который содержит инструменты, необходимые для создания, компиляции и сборки мобильного приложения.

Наиболее важные инструменты, входящие в состав AndroidSDK:

SDK Manager – инструмент, позволяющий загрузить компоненты AndroidSDK. Показывает пакеты AndroidSDK и их статус: установлен (installed), не установлен (Notinstalled), доступны обновления (Updateavailable);

DebugMonitor – это независимый инструмент, предоставляющий графический интерфейс к многим инструментам, предназначенным с целью анализа и отладки Android приложений: DDMS (DalvikDebugMonitorServer) предоставляет услуги переброса портов, захват экрана устройства, данные о потоках и динамической памяти устройства, вывод информации о действиях Android в реальном времени (logcat) и многое другое; HierarchyViewer дает возможность отлаживать и оптимизировать пользовательский интерфейс приложения; TracerforOpenGLES предназначен для анализа OpenGLES программного кода, используемого в мобильном приложении, позволяет захватывать команды OpenGLES и показывать их по отдельным кадрам, что помогает понять как исполняются графические команды.

Android Emulator (emulator) – виртуальное мобильное устройство, которое создается и работает на компьютере разработчика, используется для разработки и тестирования мобильных приложений без привлечения реальных устройств.

AVD Manager – предоставляет графический интерфейс для создания виртуальных Android устройств (AVDs), предусмотренных Android Emulator, и управления ими.

Android Debug Bridge (adb) – гибкий инструмент, позволяющий управлять состоянием эмулятора или реального Android устройства, подключенного к компьютеру. Также может использоваться для установки Android приложения (.apk файл) на реальное устройство.

В целом, для разработки мобильных приложений под Android уверенного владения инструментами SDK вполне достаточно.

Для программирования мобильных приложений с использованием технологии iBeacon существуют специальные библиотеки.

Необходимой функцией является определение координат маячка. Напишем такую функцию для мобильных устройств по управлением ОС Android (см. листинг 1).

Листинг 1

private Runnable scanRunnable = new Runnable()

{

@Override

public void run() {

if (isScanning)

{

if (btAdapter != null)

{

btAdapter.stopLeScan(leScanCallback);

}

}

else

{

if (btAdapter != null)

{

btAdapter.startLeScan(leScanCallback);

}

}

isScanning = !isScanning;

scanHandler.postDelayed(this, scan_interval_ms);

}

};

...and finally int and trigger the BLE scan in your onCreate method...

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)

{

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

// init BLE

btManager = (BluetoothManager)getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);

btAdapter = btManager.getAdapter();

scanHandler.post(scanRunnable);

}

В целом, технология iBeacon имеет большой спектр реализации. Она может помочь многим организаторам сделать посещение их мероприятий комфортнее и интереснее, а использование этой технологии пользователями – получить информацию проще и нагляднее.

Список литературы

Indoor-навигация. Обзор технологии iBeacon. [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/company/navigine/blog/269195/

Блог лаборатории мультимедийных решений [Электронный ресурс]. URL: http://blog.maugry.ru/blog/technologies/ibeacon/ (дата обращения 17.01.2018)

Интернет-энциклопедия https://ru.wikipedia.org/wiki/ [Электронный ресурс]. URL: (дата обращения 17.01.2018)

Обзор маячков iBeacon [Электронный ресурс]. URL: http://startup.today/article-detalnyj-obzor-texnologii-mayachkov-apple-ibeacon-google-eddystone (дата обращения 17.01.2018)

Понятие информационного пространство [Электронный ресурс]. URL: https://utmagazine.ru/posts/9869-informacionnoe-prostranstvo (дата обращения 27.12.2017)

Сравнение технологий iBeacon и Eddystone [Электронный ресурс]. URL: https://www.ibeaconrussia.ru/blog/ibeacon-eddystone/ (дата обращения 17.01.2018)

Что такое «биконы» [Электронный ресурс]. URL: https://simpozio.ru/2014/08/31/beacons/ (дата обращения 17.01.2018)

Код для цитирования: Скопировать