iBeacon vs Eddystone
iBeaconの紹介
iBeaconは、Appleが2013年のWWDCで発表したBluetooth 4.0（Bluetooth Smart）をベースにした高精度なマイクロポジショニング技術です。基盤技術には、iPhone 4S以降でサポートされたBLEが使用されています。スマートフォンなどの携帯端末がビーコンに近づくと、スマートフォンはビーコンの信号を受信できます。
アップルは アイビーコン CoreLocation.framework に関連インターフェースを追加します。GoogleはAndroid 4.3以降のバージョンでこの機能をサポートしています。iBeacon技術を適用するには、開発者はiBeacon技術の標準規格を満たすだけで済みます。現在、ほぼすべてのビーコンで広く使用されています。
iBeacons フレームフォーマット
iBeaconブロードキャストパケットのフレームフォーマットは以下の通りです。フレームフォーマットは、ブロードキャスト長、タイプ、企業ID、iBeaconタイプ、iBeacon長、UUID、メジャー、マイナー、信号強度といったパラメータで構成されていることがわかります。
iBeaconの属性
iBeacon は本質的に位置情報であるため、Apple は iBeacon 機能を Core Location に統合し、主に Proximity UUID、major、minor の 3 つの属性を使用して iBeacon を識別します。
UUIDは企業を識別するために使用されます。各企業または組織が使用するiBeaconには、同じ近接UUID（UUIDとも呼ばれます）が必要です。
メジャーは、関連するビーコンのグループを識別するために使用されます。例えば、倉庫では、各部品タイプのビーコンに同じメジャーを割り当てる必要があります。メジャーの役割は、多数のビーコンデバイスをより適切に管理するためのグループ化と似ています。
マイナーは特定のビーコンを区別するために使用され、倉庫内の各デバイスにマイナーを割り当てることができます。
これらの属性が指定されていない場合、デバイスのペアリング時または受信時に無視されます。ビーコンのUUIDは分かりますが、各属性を区別することはできません。
さらに、iBeaconのデータペイロード全体が固定されており、各コードには制限があることがわかります。モバイル端末で使用したい場合、開発者やユーザーは同じフォーマットしか使用できず、追加の変更を加えたり、独自に開発したりすることはできません。
使用する場合 Bluetoothビーコン or a Bluetooth sensor and a Bluetooth gateway (receiving device), you can change the data format as needed, as long as the receiving device can decode it. In this way, data from various sensors can be transmitted using the iBeacon protocol. For some technologies like ロラワン, the data rate is slow, and the package size is small. The gateway should filter useless data and only send useful ones. For more information, please refer to “How Lansitec Bluetooth Gateway works”, document Number 990 -00522.
エディストーンの紹介
Eddystone は、Google が 2015 年 7 月 15 日にリリースしたクロスプラットフォームのオープンソース ビーコン形式の Bluetooth LE ビーコンです。主に公共の場で人々に情報を送信するために使用されます。
Google はこれをオープンソース プロジェクトとして位置付けているため、慣例に従い、それらのオープンソース プロジェクトに Google の名前を付けることはありません。
例えば、AndroidオペレーティングシステムはGoogleという名前を使用していません。一般の人々は、どの企業が開発したかを知る必要はありません。 エディストーンは、ビーコン OEM と対応するアプリ開発者のみが知っています。
エディストーンの特性
Eddystone はオープンソースであるという利点に加え、複数のフレームワークもサポートしています。iBeacon と Google の The Physical Web は 1 つのフレームワークのみをサポートしています。
Eddystone の複数のフレームワークには、UUID、URL、TLM、EID の 4 つの形式のデータが含まれています。
EddystoneのUIDは、iBeacon UUIDとの互換性を確保することを本来の目的としています。iBeacon UUIDのみという制約を打破するため、加盟店はUIDを自由に設定でき、アプリはこのUIDからのメッセージのみを受け入れるように設定できます。UIDの固有識別コードを通じて、加盟店アプリはユーザーがグローバルにどの店舗にいるかを把握し、クーポンやWi-Fi接続などの関連情報をプッシュ配信することも可能です。
URLリンクはUUIDよりも広く利用されており、シンプルであることは明らかです。どの携帯電話にもブラウザが搭載されており、URLを開くことができます。
TLMはリモートテレメトリフレームワークであり、多数のビーコンを制御する必要がある企業にとって有用です。ビーコンは主にバッテリー駆動であるため、一定期間が経過すると交換または充電が必要になります。テレメトリデータフレームにより、ビーコンは周囲の作業員に状態と電源情報を送信できるため、作業員はメンテナンスや交換作業を迅速に行うことができます。
EIDはセキュリティフレームワークであり、許可されたユーザーのみが情報を読み取れるビーコンです。例えば、ある企業では、ロビーにビーコンを設置し、顧客や訪問者全員にブロードキャストしています。しかし、その企業には従業員専用のメッセージもあり、顧客や訪問者にはこれらのメッセージを見られたくないと考えています。
Eddystoneフレームフォーマット
Eddystoneは、メーカーデータフィールドを使用する代わりに、16ビットのサービスUUIDフィールドに0xFEAAという値を設定し、関連するサービスデータフィールドを使用してビーコン情報を保持します。詳細は以下をご覧ください。
Eddystoneの使用シナリオ
- スーパーマーケットやレストランの近くで買い物をする顧客など、近距離での商品のプロモーション
- 空港、鉄道駅、観光スポット、美術館などの位置情報を取得
- 資産を追跡して損失を防ぐ
- ショッピングモールの屋内を移動する
- センサーからデータを送信する
ランシテック LoRa Bluetooth ゲートウェイ iBeaconとEddystoneの両方をサポートしています。詳細については、「Lansitec Bluetoothゲートウェイの仕組み」（ドキュメント番号990-00522）をご覧ください。
ビーコンデバイスがBLEを使用する方法
上記の内容で、BLE、ビーコン、iBeacon、Eddystoneとは何かをご理解いただけました。では、ビーコンデバイスはBLE技術に基づいた機能をどのように実現するのでしょうか？まずは、BLEの接続プロセス全体を見てみましょう。
BLEのブロードキャストスキャン接続プロセス
ヘッドセット、スピーカー、Bluetooth OTAなどのデバイスとデータ通信を行う前に、マスターとレシーバーを接続して1対1のチャネルを構築する必要があります。接続には、アドバタイズ、スキャン、開始、接続の4つのステップが含まれます。
本稿では詳細には触れませんが、より詳しい内容をお知りになりたい場合は、お気軽にお問い合わせください。
ビーコンの使い方
ビーコンデバイスはアドバタイズチャネルのみを使用するため、BLE接続関連の後続処理は不要です。まさにこれが、ビーコンが低消費電力の屋内精密測位やセンサーデータアドバタイズといった応用分野で利用されている理由です。ビーコンの文字通りの意味の通り、このデバイスは一定の時間間隔でデータパケットを送信し、携帯電話やBluetoothゲートウェイなどの中央デバイスでデータを受信できます。
例えば、温度と湿度のセンサーの場合、データはiBeaconペイロードに格納され、センサーは毎秒データをアドバタイズします。センサーは他のデバイスと接続しません。近くのBluetoothゲートウェイはビーコンのメッセージを受信するだけで、温度、湿度、メジャー値、マイナー値をバックホール経由でサーバーまたはベースステーションに転送します。LoRaベースのBluetoothゲートウェイの場合、BluetoothゲートウェイはLoRa経由でLoRaゲートウェイにデータを送信し、そこからクラウドに送信できます。下図をご覧ください。
社内の例として、入口にビーコンを設置しました。トラッカーまたはBluetoothゲートウェイがペイロードを受信すると、UUID、メジャー、マイナーをフィルタリングし、メジャー、マイナー、RSSIをLoRaWANゲートウェイに転送し、そこからクラウドに転送します。サーバーはRSSIからビーコンとトラッカー間の距離を計算し、トラッカーの位置を特定します。
アドバタイザーとレシーバーはチャネル37、38、39をランダムに動作するため、ビーコンが1秒ごとにアドバタイズし、ゲートウェイが定期的に「1秒受信ウィンドウ」を開くと、ゲートウェイがビーコンを受信できない可能性があります。受信期間は、ビーコンのアドバタイズ間隔の2倍以上前に設定することをお勧めします。
LPWAN、Wi-Fi、5G技術の普及に伴い、BLE技術をベースとしたビーコンの応用事例が市場全体で急増しています。ビーコン技術、特にビーコン+LPWAN技術は、スマート駐車場、博物館、倉庫、コールドチェーン、店舗、介護施設、病院、展示センターなど、市場で実証済みのソリューションを数多く提供しています。
