iBeacon 是蘋果公司在 iOS 7 中新推出的一種近場定位技術，可以感知一個附近的 iBeacon 信標的存在。

當一個 iBeacon 兼容設備進入/退出一個 iBeacon 信標標識的區域時，iOS 和支持 iBeacon 的 app 就能得知這一信息，從而對用戶發出相應的通知。

典型的應用場景例如博物館實時推送附近展品的相關信息，商場內即時通知客戶折扣信息等。蘋果在 Apple Store 中也部署了 iBeacon 來推送優惠、活動信息。

特點

iBeacon 基于低功耗藍牙技術（Bluetooth Low Energy, BLE）這一開放標準，因此也繼承了 BLE 的一些特點。

• 范圍廣

  相比于 NFC 的數厘米的識別范圍，iBeacon 的識別范圍可以達到數十米，并且能夠估計距離的遠近。

• 兼容性

  iBeacon 是基于 BLE 做的一個簡單封裝，因此大部分支持 BLE 的設備都可以兼容。 例如可以使用一個普通的藍牙芯片作為信標，使用 Android 設備檢測信標的存在。

• 低能耗

  不少 beacon 實現宣稱可以不依賴外部能源獨立運行兩年。

使用場景

我們以一個連鎖商場的例子來講解 iBeacon 的一個流程。在一個連鎖商場中，店家需要在商場中的不同地方推送不同的優惠信息，比如服裝和家居柜臺推送的消息就很有可能不同。

當消費者走進某個商場時，會掃描到一個 beacon。這個 beacon 有三個標志符，proximityUUID 是一個整個公司（所有連鎖商場）統一的值，可以用來標識這個公司，major 值用來標識特定的連鎖商場，比如消費者正在走進的商場，minor 值標識了特定的一個位置的 beacon，例如定位到消費者正在門口。

這時商場的 app 會被系統喚醒，app 可以運行一個比較短的時間。在這段時間內，app 可以根據 beacon 的屬性查詢到用戶的地理位置（通過查詢服務器或者本地數據），例如在化妝品專柜，之后就可以通過一個 local notification 推送化妝品的促銷信息。用戶可以點擊這次 local notification 來查看更詳細的信息，這樣一次促銷行為就完成了。

API

閑話少說，我們來看下 iBeacon 具體怎么使用：

Beacon 的表示

iBeacon 本質上來說是一個位置（區域）信息，所以 Apple 把 iBeacon 功能集成在了 Core Location 里面。

iBeacon 信標在 Core Location 中表現為一個 CLBeacon，它圈定的范圍則表現為 CLBeaconRegion，這是一個 CLRegion 的子類。

CLBeaconRegion 主要用三個屬性來標識一個 iBeacon，proximityUUID、major 和 minor。

proximityUUID 是一個 NSUUID，用來標識公司，每個公司、組織使用的 iBeacon 應該擁有同樣的 proximityUUID。

major 用來識別一組相關聯的 beacon，例如在連鎖超市的場景中，每個分店的 beacon 應該擁有同樣的 major。

minor 則用來區分某個特定的 beacon。

這些屬性如果不指定（即 nil），匹配的時候就會忽略這個屬性。例如只指定 proximityUUID 的 CLBeaconRegion 可以匹配某公司的所有 beacons。

Monitoring

Apple 在 iOS 4 中增加了地理圍欄 API，可以用來在設備進入/退出某個地理區域時獲得通知，這些 API 包括 -startMonitoringForRegion:、-locationManager:didEnterRegion:、-locationManager:didExitRegion: 等。 CLBeaconRegion 作為 CLRegion 的子類也可以復用這些 API，這種檢測 iBeacon 的方式叫做 monitoring。

使用這種方法可以在程序在后臺運行時檢測 iBeacon，但是只能同時檢測 20 個 region，也不能推測設備與 beacon 的距離。

Ranging

除了使用地理圍欄 API 的方式，Apple 還在 iOS 7 中新增加了 iBeacon 專用的檢測方式，也就是 ranging。

通過 CLLocationManager 的 -startRangingBeaconsInRegion: 方法可以開始檢測特定的 iBeacon。

當檢測到 beacon 的時候，CLLocationManager 的 delegate 方法 -locationManager:didRangeBeacons:inRegion: 會被調用，通知調用者現在被檢測到的 beacons。 這個方法會返回一個 CLBeacon 的數組，根據 CLBeacon 的 proximity 屬性就可以判斷設備和 beacon 之間的距離。

proximity 屬性有四個可能的值，unknown、immediate、near 和 far。 另外 CLBeacon 還有 accuracy 和 rssi 兩個屬性能提供更詳細的距離數據。

使用 iOS 設備作為 iBeacon

我們可以使用 Core Bluetooth 框架來廣播特定的 payload 來讓 iOS 設備成為一個 iBeacon。 這個 payload 可以由 CLBeaconRegion 的 -peripheralDataWithMeasuredPower: 方法來獲取。

之后交給 CBPeripheralManager 廣播出去就可以了。

需要注意的是，廣播 iBeacon 信息的時候 app 必須在前臺運行。

行為

iBeacon 的 API 并不十分復雜，但他的行為比較難弄清楚，特別是當應用運行在后臺時，檢測到 beacon 的時間延遲會讓開發者難以推測。在做了一些實驗和合理的推測后，我們得出了一些結論：

• 檢測到 beacon 的時間跟設備進行藍牙掃描的時間間隔有關，每當設備進行掃描的時候，就能發現 iBeacon region 的變化。
• 在 ranging 打開的情況下，設備會每秒鐘做一次掃描，也就是說狀態更新最多延遲一秒。
• 程序在后臺運行，并且 monitoring 打開的時候，設備可能每隔數分鐘做一次掃描。iOS 7 的響應速度較慢，iOS 7.1 有比較大的改善。
• 如果存在設置 notifyEntryStateOnDisplay=YES 的 beacon，iOS 會在屏幕點亮的時候（鎖屏狀態下按下 home 鍵，或者因為收到推送點亮等）進行一次掃描。
• 設備重啟并不影響 iBeacon 后臺檢測的執行。
• iOS 7 中，在多任務界面中殺掉程序會終止 iBeacon 檢測的執行，iOS 7.1 上改變了這一行為，被殺掉的 app 還可以繼續進行 iBeacon 檢測。

參考

• AirLocate，蘋果官方的 sample code，包含了 iBeacon 的大部分用法。
• HiBeacons，另一個 demo。
• iBeacon Monitoring in the Background and Foreground，實驗證實了 iBeacon 的一些行為。