iOS 中 iBeacon 开发

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。其工做方式是，配备有低功耗蓝牙（BLE）通讯功能的设备使用BLE技术向周围发送本身特有的 ID，接收到该 ID 的应用软件会根据该 ID 采起一些行动。

从我的的角度看： 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)，波峰至关于 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，超过了必定值，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。每一个公司、组织使用的 iBeacon 应该拥有一样的 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，每一个分店的 beacon 应该拥有一样的 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 米之外，不过在测试中超不过10米就是far
  }
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• 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时没法获取信号强度。

Tip：proximityUUID，major，minor 这三个属性组成 iBeacon 的惟一标识符。

只要进入iBeacon的范围，就能唤醒 App（大约10秒钟），即便在程序被杀掉的状况下。必要时，可使用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：咱们能够用iBeacon能够进行室内定位（车库，商场），智能打卡，提醒（离开某物体的时候，好比离开家）。

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，可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 在开发过程当中使用CoreBluetooth库。从上面提供的库来看就很清楚了，特别是在 iOS8.0 以后的时候若是想使用iBeacon，必须让用户点击是否容许XXapp使用地理位置。若是在第一次使用 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）。若是是 BLE 则的开发过程当中之须要提示用户打开蓝牙，并不要求其余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

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;
}
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CLBeaconRegion类，提供了3个初始化方法：

//监听该UUID下的全部Beacon设备
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID identifier:(NSString *)identifier;

//监听该UUID，major下的全部Beacon设备
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major identifier:(NSString *)identifier;

//监听惟一的Beacon设备
- (instancetype)initWithProximityUUID:(NSUUID *)proximityUUID major:(CLBeaconMajorValue)major minor:(CLBeaconMinorValue)minor identifier:(NSString *)identifier;
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在开始监控以前，咱们须要使用isMonitoringAvailableForClass判断设备是否支持，是否容许访问地理位置。

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");
}
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监听方式

可用两种方式检测区域Monitoring或Ranging方式

Monitoring：能够用来在设备进入/退出某个地理区域时得到通知, 使用这种方法能够在应用程序的后台运行时检测 iBeacon，可是只能同时检测 20 个 region 区域，而且不可以推测设备与 iBeacon 的距离。

// 开始检测区域
[self.locationManager startMonitoringForRegion:beaconRegion]; 

// 中止检测区域
[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;
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Ranging：能够用来检测某区域内的全部 iBeacons。

// 开始检测区域
[self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:beaconRegion];

// 中止检测区域
[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
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进程 kill 以后，进入 iBeacon 区域的回调

// 当程序被杀掉以后，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
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争取更多的后台时间

必要时，可使用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 设备均可以用做 iBeacon。

import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>和<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];
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发送信号

NSUUID *proximityUUID = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:self.UUIDTextField.text];
//建立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
}
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中止广播

[self.peripheralManager stopAdvertising];
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注意点

• 须要访问地理位置权限。
• 设备须要开启蓝牙。
• 利用 iOS 设备模拟 beacon信号，Home 出去以后是不能发送信号的。

Demo

官方 Demo

Blog Demo

参考文章

• Apple 官方文档
• iOS 中 iBeacon 总结
• iBeacon工做原理
• 在ios 的开发中 iBeacon 和 BLE 的区别