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2013年4.0月、Appleは無線通信業界における次なる一大ブーム、iBeaconを発表しました。当時、この技術はそれほど注目を集めていませんでしたが、それでも非常に印象的なものでした。iBeaconは、2010年に導入されたBluetooth XNUMX、つまりBluetooth Low Energy（BLE）技術をベースにしています。iBeaconの仕様は、BLEの核となる利点を最大限に活用した、近接通信サービスにおける大きな前進を表しています。
イントロダクション 〜へ iBAppleが提供するイーコン
iBeaconはBluetoothの広告プロトコルです。このプロトコルは基本的に、Bluetoothビーコンがどのようなデータをどのような形式で広告する必要があるかを指示します。iBeaconの仕様全体を確認したい場合は、AppleのiBeacon公式ウェブサイトをご覧ください。
Apple iBeaconは、Apple Storeで購入できるハードウェア製品ではありません。BLEベースの近接センサーに関する一連のルール（技術的に言えば、プロトコル仕様）のようなものです。iBeaconは、低消費電力のBluetooth近接検出技術を利用しています。
iBeaconを世界に発表したのはAppleです。Appleのブランドロゴからもわかるように、iBeaconの「i」はAppleの実装を表しています。しかし、その基盤となる技術は独自のものではありません。Bluetooth 4.0 BLEプロトコルをベースとしており、iOS製品だけでなく、あらゆる対応デバイスに実装できます。その後、GoogleのEddystoneなど、他のテクノロジー大手からもビーコンサービスやデバイスが市場に登場しました。
iBeaconの仕様はどのように機能するのか
iBeaconテクノロジーは、4.0年にリリースされたBluetooth 2010仕様の一部であるBLEを活用しています。iBeaconの中核はブロードキャストです。iBeaconは接続を必要とせずに動作し、アプリによって取得されたすべての情報はブロードキャストされます。
アドバタイジングパケットをブロードキャストする基本的な手法は同じです。ビーコンデバイスは、3つのアドバタイジングチャネルすべてに同じパケットを送信します。受信機はパケットを受信すると、パケットの関連性を判断します。つまり、受信機はアドバタイジングパケットがデコード可能かどうかを確認します。パケットがデコード可能な場合は、さらに処理を実行します。
iBeacon通信は単方向です。ビーコンは小さなデータパケットを継続的にブロードキャストします。BLE対応デバイスであれば、これらの送信を受信できます。これらのパケットには、固有の識別子と追加情報が含まれています。対応デバイスがビーコンの通信範囲に入ると、この信号を検出し、信号強度に基づいてビーコンまでの距離を推定できます。
iBeaconのブロードキャストとエンコーディング
iBeaconはブロードキャストが全てです。各iBeaconデバイスには固有のID（UUID + メジャーID + マイナーID）が付与されます。このIDは、デバイスのブロードキャスト範囲内の特定のエリアを示します。ここでは、iBeaconがブロードキャストする情報の種類、送信に必要な情報、そしてデフォルトの技術要件といった重要な側面に焦点を当てます。
iBeaconパケットの主要フォーマットには以下が含まれます。
UUID（Universally Unique Identifier）：UUIDのサイズは16バイトです。UUIDを表すには、文字列が最もよく使用されます。
メジャー：2バイトのメジャーフォーム。これは基本的に1から65,535の範囲の数値です。
マイナー: マイナーのサイズはメジャーと同様に 2 バイトです。
この識別子の設計は、数千のビーコンの中から不均一に識別するために使用されます。これらを組み合わせることで、どのグループのどのiBeaconが送信しているかを識別します。そのため、このパケット形式は大規模なビーコンネットワークの構築に非常に役立ちます。
iBeaconブロードキャストパケットに含まれる追加要素：
広告フィールドの長さ: 広告に含まれる有用なデータの量を示します。
タイプ: ここではどのような種類の広告を扱っているのでしょうか?
CompanyID: Bluetooth SIGによって割り当てられた0バイトの企業ID。アプリケーションがデータフィールドを正しく解析するのに役立ちます。Appleの場合は004x0C、Nordic Semiconductorの場合は0059xXNUMXです。
iBeacon タイプ: 常に 0x02 に設定され、「私は近接ビーコンです!」という意味になります。
iBeacon の長さ: このメッセージの残りの長さはどれくらいですか?
TxPower: 1メートルにおける校正済みRSSIを表します。これはビーコンからの距離を示す尺度のようなものです。
iBeaconを活用している全国規模の小売チェーンを例に挙げてみましょう。全店舗のビーコンは1つのUUIDを共有します。各店舗には独自のMajor値が割り当てられ、店舗内の各売場にはそれぞれ固有のMinor値が割り当てられます。そのため、買い物客が入店すると、システムはチェーン全体のセール情報から靴売場限定の特別オファーまで、あらゆる情報を通知できます。
iBeaconテクノロジーのコアアプリケーション
位置認識テクノロジーである iBeacon には、主に 2 つの用途があります。
近接ベースの通知
iBeaconは、ユーザーが特定のビーコンゾーンに入った際に、プッシュメッセージを送信できます。iOS 7以降では、システムがiBeacon検出をネイティブでサポートしています。ユーザーのデバイスが監視対象のiBeaconの範囲内に入ると、関連付けられたアプリが起動します。
屋内測位
iBeaconは受信信号強度（RSSI）を用いてデバイスの近接性を推定します。iOS SDKは、iBeaconまでの距離を表す精度（Accuracy）値をメートル単位で提供します。信号の変動や環境要因を考慮して、Appleは以下の4つの近接範囲を定義しています。
- 即時: < 1メートル
- 近く: 1～3メートル
- 遠い：相対的な用語であり、必ずしも大きな距離を示すものではない
- 不明: 初期化中または距離を判定できない場合に発生します
ここで「遠い」というステータスは、デバイスがiBeaconから遠く離れていることを意味するわけではありません。実際には、デバイスは1メートルほど近い距離にある可能性もあります。近くにあると判断するにはデータが不足しているだけです。「遠い」とは実際には「この範囲内のどこか」という意味で、デバイスは範囲内のどこにでも存在する可能性があります。
屋内位置測位戦略には次のものがあります:
- シングルポイント: 最も近いビーコンの座標をユーザーの位置として使用します
- 2点: 2つのビーコンのRSSI信号に基づいて位置を計算します
- マルチポイント: 3つ以上のビーコンを使用して位置を三角測量します
これらの方法は、美術館での位置ベースの情報の提供や、広い屋内空間でのナビゲーションの強化など、後ほど説明するさまざまなシナリオに適用できます。
実際のiBeaconの使用例
iBeaconテクノロジーの汎用性により、様々な革新的なアプリケーションに採用されています。以下に実例をいくつかご紹介します。
- 天気アシスタント：日本の企業が、雨の日に傘を忘れるのを防ぐiBeaconベースのソリューションを開発しました。ユーザーは小型のiBeaconデバイスを玄関の近くに置くと、アプリが自動的に天気予報を送信します。
- 荷物追跡：旅行者は荷物にiBeaconを取り付けることができます。空港のベルトコンベアに荷物が近づくと、アプリが自動的にユーザーに通知します。ベルトコンベアの周りの混雑に巻き込まれて待つ必要はありません。
- インタラクティブな美術展：イタリアのある美術館では、iBeaconデバイス（L01Aウェイファインディングタグ）を活用し、位置情報に基づいたデジタルガイドとナビゲーションを提供しています。来館者が展示内を移動すると、スマートフォンの画面に作品の関連情報が表示されます。
構成 MOKOビーコンiBeaconをブロードキャストする
MOKOスマートビーコンはiBeaconに完全対応しています。すべてのBluetoothビーコンにはユーザーマニュアルが付属しており、それに基づいてiBeaconプロトコルを設定できます。ビーコンのファームウェアは常に最新の状態に保つようにしてください。さらにサポートが必要な場合は、お気軽に当社のBluetooth専門家にご相談ください。
