低功耗蓝牙技术现在几乎是智能手机的标配。随着这一技术的发展,苹果在2013年WWDC大会上,苹果推出iBeacon技术。该技术允许开发 人员开发能够使用iBeacon硬件传感器的iOS应用程序,来为相应的应用程序提供更加精准的位置信息。2014年WWDC大会上,苹果表示,对 iBeacon技术进行了改善,借助该技术,应用程序现在能够跟踪到用户所在的楼层的精确位置信息。
iBeacon的工作方式是Transmitter-Receiver,即基站-接收机模式的。基站?这个时候不要想到移动、联通的那些大铁 塔。这个基站可以是一个运行着Bluetooth 4.0 LE的设备,也可以是经过配置的iPhone、iPad。iPhone4S和之后的iPhone、iPad3或之后的iPad,包括iPad mini都可以配置成iBeacon基站。
这里列举个iBeacon的使用场景:在房屋中介中使用。米国一家技术公司把 iBeacon 安装在要出售的房屋前,当用户开车至此,不用下车就可以用中介的 APP 获得此房屋所有相关信息和照片,不用打印及搜索。据说,效果还是很不错的,大约有一半左右的用户打开手机查看了相关信息。甚至于还有一个老外用 iBeacon做了一个实景的经营游戏,点击这里观看。
一个基站主要有三部分标识:
1. UUID,形如:206A2476-D4DB-42F0-BF73-030236F2C756。用来标识某一个公司。比如,某个房地产公司的全部的基站都用同一个UUID。
2. major,用来标识某一类的beacon。比如这个房地产公司的北京的房子都设定为1,上海的都设定为2。
3. minor,用来标识某一个特定的beacon。比如某栋楼的某个基站。
用这个房地产商开发的app就可以获取到UUID,和后面的major值和minor值。当app进入beacon的区域,探测到 UUID:”206A2476-D4DB-42F0-BF73-030236F2C756“,major为1,minor为20。那么就表明这个用户在这 个房地产商的北京楼盘的编号20的楼盘。这栋楼的说明文字、图片或者视频等就可以展现在用户面前。
下面就进入我们的教程。不过前提是你要是苹果的开发者,因为这个app需要在真机运行。然后要有2台设备,一个当基站,一个当接收机。最后,还得有一台能运行Xcode的电脑。
首先创建一个SingleView的项目,起个名字叫MyBeacon。然后把我们需要用到的Framework加进来,把CoreBluethooth.framework和CoreLocation.framework加到项目中。
创建一个Storybard,并在视图中添加如下的UIController:
关于storyboard的细节就不多说了。下面新建两个文件:TrackViewController 和 ConfigViewController 。这时候会自动生成一个 ViewControler 类。分别把他们按照上图所示对应到 stroyboard 的几个ViewController 中,并添加图中所示的 UILabel 。然后把需要现实APP运行结果的 UILabel 作为 IBOutlet 。
TrackViewController 的 IBOutlet 是这样的:(以下的两个文件都用的是Swift语言,如果你需要的话可以自行修改为OC语言)
ConfigViewController 的 IBOutlet 是这样的:
先搞定基站部分
在 ConfigViewController 中添加如下的属性:
第一个 CLBeaconRegin 属性,用来设置基站需要的 proximityUUID ,major 和 minor 的给你信息。
第二个 NSDictionary 的属性,用来获取外设的数据。
第三个 CBPeripheralManager 的属性,用来开启基站的数据传输。
这些属性后面的感叹号是Swift里的一种语法。变量或者属性的定义,在类型的后面可以是问号后者是感叹号。他们都表示这个变量或者属性可以是 有值的也可以是空值nil(注意这里的nil和OC里的nil是两回事)。但是使用问号的变量或者属性需要在使用前判断是否有值,如果有的话通过感叹号取 值。使用感叹号定义的变量或者属性则可以直接取值并使用。这里使用感叹号定义属性,这样在使用的时候可以直接取值。详细的使用会在代码中体现。
要让iOS设备开始传输信号还需要做些其他的事情。在viewDidLoad中调用几个方法才能让基站工作起来。首先调用的是initBeacon方法,之后是要把数据现实出来的setLabels方法。
在这里通过uuid字符串设定NSUUID实例。uuid字符串可以通过uuidgen命令在终端里生成。也可以通过代码生成,但是这里没有这个必要。然后其他的值major和minor分别设定为1,identifier设定为我们示例的名字。
下面我们就要考虑传输的问题了。在用户点击了传输按钮之后开始使用设备的蓝牙外设发出信号。方法如下
在这个方法里,首先通过我们设定的beaconRegion属性获得相关的外设数据。这个数据是NSDictionary类型的。需要说明的是,这个类型可以在Swift中使用,但是和Swift本身的Dictionary是不兼容的。
之后,初始化了CBPeripheralManager属性。这里简单处理,设定queue和options为nil。为了设定代理为 self 需要实现 CBPeripheralManagerDelegate protocol 。
实现了这个protocol之后,还需要实现这个protocol的一个方法。这个方法在OC里来讲是required的,所以必须实现。
外设的状态中有两个需要我们处理的。一个是PoweredOn一个PoweredOff。On了就让peripheralManager开始对 外发出信号。Off了就停止发出信号。所以呢,如果直接在transmitAction中调用代码startAdvertising是设备对外发出信号的 话,会报错。Console会打印出”CBPeripheralManager is not Powered on“。所以我们在以上的代码中在Pwoered On的时候再开始调用代码发出信号。发出信号的时候呢,我们给了advertising方法传入了从beaconRegion取出来的 NSDictionary数据。这也是接收机辨识基站用到的数据。
之后我们把数据显示在界面上。
这个方法很简单,只要在viewDidLoad里调用setLabels方法就可以。全部设定在基站里的数据都会显示在界面上了。其中包括 uuid、major和minor,最后是我们设定的identifier。用Swift比用OC写代码是会少一些量,如果你对Swift足够熟的话。比 如,取得一个值的字符窜值的时候就不用[NSString stringWithFormat:"..."]这么麻烦的写法了。
我们的app已经可以作为基站使用了。但是没有接收机的话这个app可是一点都不好玩。在下面就开始处理接收机的部分。
接收iBeacon信息
接收iBeacon信号的底层功能已经在Core Location Framework里实现了。在iOS7里,可以自动识别你是否进入了一个区域以及其他的距离之类的信息。
下面在TrackViewController中处理,首先把CoreLocation库的头文件加进来。然后增加下面的两个属性:
CLBeaconRegion属性是用来定义我们要寻找的beacon的。这个app只会接收到有同样的UUID的的发射机发射的信号。
CLLocationManager属性是用来建立位置服务并搜索beacon的。
在viewDidLoad方法中添加如下代码:
首先,要初始化CLLocationManager,然后把代理设置为self。当然设定代理之前我么需要实现CLLocationManagerDelegate protocol,具体的就不写出来了。然后调用initRegion方法,这个会在后面给出详情。
首先创建UUID实例。用来初始化这个实例的的uuid字符串必须和基站的uuid字符串是一样的,要不互相找不见。
然后初始化beaconRegion,proximityUUID就是前面创建的UUID实例,identitifer就是在基站中用到的 identifier字符串。然后开始监测前面初始化出来的beaconRegion。调用代码 self.trackLocationManager.startMonitoringForRegion(self.beaconRegion)开始检 测。
接下来,我们需要监测这个app进入和离开区域的事件,代码如下:
第一个方法是进入的,当你接收到基站信号的时候这个方法就开始执行(当然你要离基站足够近)。然后调用locationManager的startRagingBeaconsInRegion方法,病传入我们之前定义好的beaconRegion属性。
第二个方法很简单,就是在离开这个区域的时候就停止执行,调用locationManager的stopRagingBeaconsInRegion。
下面是didRangeBeacons方法:
首先判断方法传入的beacons数组的元素有多少。如果有0个的时候什么都不做。如果有一个或以上的话,这里简单处理只取最后一个beacon来处理。
之后的代码都只是从beacon中取出数据来现实在界面上,比如UUID,major,minor,accuracy和RSSI。这些值会随着 接收机和基站的距离不同以及基站的设置不同而一直改变。尤其accuracy和RSSI都是beacon用来现实距离的。其中proximity会显示四 个值:Unknown、Immediate、Near和Far。Immediate是半米以内,Near远一些,Far更远。RSSI是信号强度。
运行程序
现在这个app可以运行了。但是需要分别运行在两台可以兼容低功耗蓝牙的设备上。一台当基站一台当接收机。
当你从足够远(10~20米)的地方想基站的方向走的时候,一个你”didEnterRange”那个didRangeBeacons方法就会被调用,这是就可以从方法中传入的beacon数组中取出值来现实在界面上。
但是有一点需要注意的是,我们处理的基站只有一个,所以每次都取出beacon数组的最后一个。如果有多个beacon基站的话就需要循环beacon数组的每一个元素,判断这个元素的proximity是Immdiate还是Near还是Far等。
每次测试的时候都进入或者离开一个区域太麻烦。可以在viewDidLoad方法中添加一行代码:
然后添加如下方法:
动调用了didStartMonitoringForRegion,在这个方法中调用了trackLocationManager的startRangingBeaconsInRegion方法。这样虽然不完美,但是足够测试了。
下面是代码列表:
ConfigViewController:
- import UIKit
- import CoreLocation
- import CoreBluetooth
- class ConfigViewController: UIViewController, CBPeripheralManagerDelegate {
- // properties
- @IBOutlet var uuidLabel: UILabel
- @IBOutlet var majorLabel: UILabel
- @IBOutlet var minorLabel: UILabel
- @IBOutlet var identityLabel: UILabel
- @IBOutlet var transmitButton: UIButton
- var beaconRegion : CLBeaconRegion!
- var beaconPeripheralData : NSDictionary!
- var peripheralManager : CBPeripheralManager!
- override func viewDidLoad() {
- super.viewDidLoad()
- self.initBeacon()
- self.setLabels()
- }
- func initBeacon(){
- self.beaconRegion = CLBeaconRegion(proximityUUID: NSUUID(UUIDString: "206A2476-D4DB-42F0-BF73-030236F2C756")
- , major: 1, minor: 1, identifier: "com.mybeacon.region")
- }
- func setLabels(){
- self.uuidLabel.text = self.beaconRegion.proximityUUID.UUIDString
- self.majorLabel.text = self.beaconRegion.major.stringValue
- self.minorLabel.text = self.beaconRegion.minor.stringValue
- self.identityLabel.text = self.beaconRegion.identifier
- }
- override func didReceiveMemoryWarning() {
- super.didReceiveMemoryWarning()
- // Dispose of any resources that can be recreated.
- }
- @IBAction func transmitAction(sender: UIButton) {
- self.beaconPeripheralData = self.beaconRegion.peripheralDataWithMeasuredPower(nil)
- self.peripheralManager = CBPeripheralManager(delegate: self, queue: nil, options: nil)
- }
- // delegate methods
- func peripheralManagerDidUpdateState(peripheral: CBPeripheralManager!){
- if peripheral.state == CBPeripheralManagerState.PoweredOn {
- println("Powered on")
- self.peripheralManager.startAdvertising(self.beaconPeripheralData)
- }
- else if peripheral.state == CBPeripheralManagerState.PoweredOff {
- println("Powered off")
- self.peripheralManager.stopAdvertising()
- }
- }
- }
TrackViewController:
- import UIKit
- import CoreLocation
- class TrackViewController: UIViewController, CLLocationManagerDelegate {
- @IBOutlet var beaconLabel: UILabel
- @IBOutlet var uuidLabel: UILabel
- @IBOutlet var majorLabel: UILabel
- @IBOutlet var minorLabel: UILabel
- @IBOutlet var accuracyLabel: UILabel
- @IBOutlet var distanceLabel: UILabel
- @IBOutlet var rssiLabel: UILabel
- var beaconRegion : CLBeaconRegion!
- var trackLocationManager : CLLocationManager!
- override func viewDidLoad() {
- super.viewDidLoad()
- self.trackLocationManager = CLLocationManager();
- self.trackLocationManager.delegate = self;
- self.initRegion()
- self.locationManager(self.trackLocationManager, didStartMonitoringForRegion: self.beaconRegion)
- }
- func initRegion(){
- var uuid = NSUUID(UUIDString: "206A2476-D4DB-42F0-BF73-030236F2C756")
- self.beaconRegion = CLBeaconRegion(proximityUUID: uuid, identifier: "com.mybeacon.region")
- self.trackLocationManager.startMonitoringForRegion(self.beaconRegion)
- }
- func locationManager(manager: CLLocationManager!, didStartMonitoringForRegion region: CLRegion!) {
- self.trackLocationManager.startRangingBeaconsInRegion(self.beaconRegion)
- }
- override func didReceiveMemoryWarning() {
- super.didReceiveMemoryWarning()
- // Dispose of any resources that can be recreated.
- }
- func locationManager(manager: CLLocationManager!, didEnterRegion region: CLRegion!) {
- self.trackLocationManager.startRangingBeaconsInRegion(self.beaconRegion)
- }
- func locationManager(manager: CLLocationManager!, didExitRegion region: CLRegion!) {
- self.trackLocationManager.stopRangingBeaconsInRegion(self.beaconRegion)
- self.beaconLabel.text = "No"
- }
- func locationManager(manager: CLLocationManager!, didRangeBeacons beacons: [AnyObject]!, inRegion region: CLBeaconRegion!) {
- println("beacons count" + String(beacons.count))
- if beacons.count <= 0 {
- return
- }
- var beacon: AnyObject = beacons[beacons.count - 1]
- self.beaconLabel.text = "Yes"
- self.uuidLabel.text = beacon.proximityUUID ? beacon.proximityUUID!.UUIDString : ""
- self.majorLabel.text = beacon.major ? beacon.major!.stringValue : ""
- self.minorLabel.text = beacon.minor ? beacon.minor!.stringValue : ""
- self.accuracyLabel.text = beacon.accuracy ? String(beacon.accuracy) : ""
- if beacon.proximity {
- switch(beacon.proximity!){
- case .Unknown:
- self.distanceLabel.text = "Unknown proximity"
- case CLProximity.Immediate:
- self.distanceLabel.text = "Immediate"
- case CLProximity.Near:
- self.distanceLabel.text = "Near"
- case CLProximity.Far:
- self.distanceLabel.text = "Far"
- default:
- }
- }
- self.rssiLabel.text = beacon.rssi ? beacon.rssi!.description : ""
- }
- }