超低功耗蓝牙beacon的三个关键拟标准

　　蓝牙信标（Bluetooth beacon）技术正快速发展中，为消费者、企业和工业环境提供各种「近接感知（proximity aware）应用」。例如消费者可根据所在位置（商场、餐厅等）获得可立即兑现的优惠券，以及量身打造的各式产品及服务；企业则可藉由掌握消费者的购物习惯，来提高产品的能见度并从中获利，进而强化消费者的品牌忠诚度；制造业者则将因具体改善资产管控而受益。

　　具备无限可能性的beacon技术应用正准备改变我们所处的世界；在那之前，让我们先来探讨beacon技术的标准化现况，以及其通告封包（advertising packet）的运作原理。

　　蓝牙beacon标准并非蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）所制定的标准，它被称为「拟标准（PseudoStandards）」，是由大型供应商或企业集团主导，针对广泛的beacon应用所正式提出的蓝牙应用规范。目前市场上主要有三个关键拟标准，分别为Apple的iBeacon、Google的Eddystone，以及Radius Network的AltBeacon。

　　以上三个拟标准都使用蓝牙低功耗（BLE）广播方法，将通告封包放在蓝牙低功耗频道37、38和39，以避免在2.4GHz工业，科技和医疗（ISM）免授权频段上与Wi-Fi流量冲突。此外，透过在拟标准使用蓝牙低功耗广播的结构里嵌入其格式和资料，每当beacon装置发送通告时，相同的封包将立即于三个广播频道上进行发送，促使蓝牙低功耗接收器/扫描器撷取讯号。一旦接收到讯号，扫描器将决定封包内容是否可被解码及其关连性，再采取相对应的行动。

　　在通告封包内，资料载荷（data payload）的结构包含以下三个栏位（field）──长度（length）、类型（type）、资料（data）的至少一项：

　　长度栏位定义了随后与类型、资料栏位结合后的封包尺寸。 ˙

　　类型栏位决定了资料栏位是姓名、服务UUID（Service Universally Unique Identifier，UUID）、URI （Universal Resource Identifier）或其他许多经定义的类型。

　　封包资料栏位让beacon结构更进一步，定义了资料栏位内部的子结构，以确定不同的拟标准。通告封包和资料封包都使用相同的格式；beacon遵循标准通告封包格式，但包括符合一个或多个拟标准的资料载荷。

　　Apple的iBeacon

　　Apple以其iBeacon规格成为市场上较早采用beacon技术的厂商；iBeacon是Apple的注册商标，想要贩售iBeacon产品或使用iBeacon标志的供应商，必须获得Apple的授权（免费）。 iBeacon规格与其他开发资源可以从Apple Developer网站下载。

　　iBeacon封包总长度为30个位元组（Byte），其必须以100ms间隔广播（尽管iBeacon产品供应商不一定总是严格遵循100ms的要求）。使用核心位置框架（Core Location framework）的iOS应用程式，可以要求iOS持续监测通过beacon区域的事件；例如，进入或者离开由UUID定义之Major、Minor范围iBeacon装置近接区域。

　　无论应用程式是否执行，iOS监测都会发生，甚至会触发关闭的应用程式开始执行；不过监测功能只会在使用者启动应用程式中的定位服务（Location Services）时才会运作。

　　Google的Eddystone

　　Eddystone是由Google订定的一种开放原始码、跨平台beacon格式，同时支援Android和iOS装置；与其他beacon标准不同的是，它定义了几个不同的框架类型，可以独立或者结合使用：

　　Eddystone-UID可以广播独一无二的beacon ID。 ˙Eddystone-URL广播URLs

　　Eddystone-TLM可以用来广播关于beacon自身的遥测（健康和状态）资料。

　　Eddystone-EID使用短时效（ephemeral）的身份识别码，以因应要求更高安全性的beacon应用；不过此种框架格式的规格尚未公布。

　　Eddystone-URL框架能让行动平台在无须安装应用程式的情况下，根据近接状态提供网路内容，因此可实现Google推动的「The Physical Web」实体化网路计画，让所有日常生活周遭的物品都有一个URL、能透过行动装置来与之沟通连结。

　　Eddystone在iOS的Chrome应用程式获得支援，并将从版本49开始于Android的Chrome获得支援；透过Chrome Today软体小工具，使用者能存取其周边事务的网路内容，并且在遇到beacon时接收通知。

　　在开放原始码平台GitHub上的Google Eddystone网页提供了Eddystone通讯协议规格，以及相关工具、开放原始码程式范例，Google的线上开发者论坛也提供了更多关于其 beacon平台的资讯。

　　Radius Network的AltBeacon

　　美国软体业者Radius Network定义了AltBeacon规格，目的是建立一个非关作业系统（OS-agnostic）的开放原始码标准，不偏袒任何特定供应商；AltBeacon规格在其官网提供下载，不收取权利金或授权费。而就像其他beacon一样，它使用无连结、无方向（undirected）的通告封包。

　　产业界有许多专家以及相关厂商都可提供有关采用蓝牙beacon技术进行开发的资讯；目标是协助开发者以正确、稳定的解决方案加速产品上市。

　　面向蓝牙beacon的应用风潮，芯科科技（Silicon Labs）也提供了一系列的蓝牙低功耗SoC、模块和软件工具，可以帮助工程师快速达成beacon产品设计。