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 またはBluetoothセンサーとBluetoothゲートウェイ（受信デバイス）を接続する場合、受信デバイスがデコードできる限り、必要に応じてデータ形式を変更できます。これにより、iBeaconプロトコルを使用して、さまざまなセンサーからのデータを送信できます。LoRaWANなどの一部の技術では、データレートが遅く、パッケージサイズが小さいため、ゲートウェイは不要なデータをフィルタリングし、必要なデータのみを送信する必要があります。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）を参照してください。

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、スマートパーキング、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、市場で実績のある多くのソリューションを提供しています。ホワイトペーパーを読む ここ.