一、什么是Beacon
1、简介
Beacon即蓝牙信标
这是建立在低功耗蓝牙协议基础上的一种广播协议，同时它也是拥有这个协议的一款低功耗蓝牙设备（从机），兼容苹果ibeacon协议。
作为一款Beacon设备，它通常是放在室内的某个固定位置，借此向周围进行连续性广播，但是它不能和任何低功耗蓝牙主机进行连接。所有广播数据在特定规则下进行排列。
2、常见应用
iBeacon可以做室内定位基站和室内定位标签使用，也可以基于广播协议实现微信摇一摇、消息推送、人员考勤、反向寻车、资产定位、分布式传感器等等。
商场可以借助iBeacon来实现店铺微信号关注以及店铺优惠券的发放。而仓库也可以利用iBeacon来进行货品跟踪以便于仓储管理。
有一个比较经典的应用就是AirTag
将Airtag和你的物品放在一起，你就可以快速找到他的下落
工作原理
AirTag平时以低频BLE模式工作，当设备丢失后，被设置成“丢失模式”后，会启动高频上报，方便周围的手机及时发现位置。
平时AirTag会通过BLE进行数据广播，周围的手机收集到这个位置数据后，通过操作系统的服务，将位置匿名发给苹果，然后苹果根据硬件特征信息关联到主人的账号，主人就能在自己的手机的查找服务中看到设备的位置了。当设备设置为丢失模式后，这个位置消息会推送给主人手机。
用户通过iphone“查找”功能找到设备大概位置时，可以进一步使用“精确查找”功能启动UWB精准定位，UWB能实现10-30cm的精准定位，同时支持AoA角度定位，结合精准的距离和方向，那么就能实现快速的精准查找。
在进入设备附近后，还可以让设备发声，从而让设备更容易被发现。
当AirTag被陌生人捡到后，用支持NFC的iphone贴近设备后，手机上就会弹出AirTag主人的联系方式，从而可以提供一种方式，让拾到者跟主人取得联系，提高被找到的可能性。
二、Beacon的标准
Beacon的标准包括信号数据的格式等，苹果和谷歌各有一套标准，苹果标准更早，谷歌的标准更加强大。
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Apple ： iBeacon 2013 6月发布
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Google ：Eddystone 2015，7月发布
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Radius Networks ：AltBeacon, 2014 （夭折）
iBeacon和EddyStone的比较：
| Apple iBeacon | Google Eddystone | |
|---|---|---|
| 标准 | 协议为苹果规定 | 协议开源 ，代码开源 |
| 系统 | 原生支持 IOS ，Android 有 SDK 方案 | 支持 IOS和 Android 解决方案 |
| 数据 | 只支持UUID （Universal Unique ID) | 支持UUID ，URL和Telemetry( 小数据包 ） |
| 应用 | 应用必须在前台 ，才能接受 iBeacon | 应用必须在前台 ，才能接受 iBeacon |
| 安全 | 不支持客户授权(Authorization) | 动态的Ephemeral ID（零时ID），支持客户授权 |
蓝牙信标利用其支持的通用属性(GATT)配置文件在第37、38、39通道发送广播包，避免在2.4 GHz工业、科学和医疗(ISM)免执照频段上与Wi-Fi数据流产生冲突。
三、iBeacon格式
iBeacon 使用的是 BLE 技术，具体而言，利用的是 BLE 中名为“通告帧”（Advertising）的广播帧。通告帧是定期发送的帧，只要是支持 BLE 的设备就可以接收到。iBeacon 通过在这种通告帧的有效负载部分嵌入苹果自主格式的数据来实现。
这里有一张来自Nordic官方的解析
| AD Field Length | Type | Company ID | iBeacon Type | iBeacon Length | UUID | Major | Minor | TX | Power |
|---|
- AD Field Length： Advertisement Data 的长度，表示有用的广播信息长度
- Type： 广播类型
- Company ID： 数据字段以两字节的公司 ID 码开始。SIG 将这些 ID 码发放给公司，其中 0x004C代表的是Apple id（只有这个 ID，设备才会叫 iBeacon）
- iBeacon Type： 字节 0x02 代表这个设备是 Beacon
- iBeacon Length： 剩下字段的长度
- UUID： 规定为 ISO/IEC11578:1996 标准的 128 位标识符
- Major、Minor： 由 iBeacon 发布者自行设定，都是 16 位的标识符。比如，连锁店可以在 Major 写入区域资讯，可在 Minor 中写入个别店铺的 ID 等。另外，在家电中嵌入 iBeacon 功能时，可以用
- Major 表示产品型号，用 Minor 表示错误代码，用来向外部通知故障
- TX Power： APP 通过 iBeacon 发送信号强度估算出的在 1 米的时候 RSSI 强度
四、优势与缺陷
优点：
- 基于接近度的交互：信标技术可以基于用户的位置和接近度进行定向消息和个性化体验。这使得它非常适合诸如定向营销，室内导航和改进客户体验等应用程序。
- 低成本和易于设置：信标的制造和部署相对便宜，并且不需要任何额外的硬件或基础设施来操作。因此，它们是一种适用于各种规模的企业的经济实惠解决方案。
- 与许多设备兼容：信标适用于大多数现代智能手机和平板电脑，使其成为针对广大受众的多功能技术。它们还与其他设备兼容，例如可穿戴设备和物联网设备。
- 可以无需网络连接运行：即使没有可用的网络连接，信标也可以运行，使其非常适合网络覆盖范围可能有限或不存在的室内环境。
- 低功耗：信标通常是被动设备，它们不需要连接到电源并且可以使用电池供电。
缺点： - 范围有限：信标技术的范围有限，通常最多70米。虽然这对于大多数室内环境足够，但对于更大的户外空间或用户与信标设备的距离更远时可能不适用。
- 用户依赖性：对于信标技术的工作，用户必须打开蓝牙和位置服务，这可能是一些用户的障碍。此外，用户必须选择任何基于位置的服务，这可能会影响基于信标的应用程序的效果。
- 干扰：BLE采用的2.4G的频道，在室外下雨天等潮湿环境表现很差，数据包丢失严重（2.4G信号能量易被水分子吸收），2.4G的ISM的同频设备比较多，易被其他设备干扰。
- 数据存储有限：信标的存储容量有限，这可能会限制可以传输的信息的数量和复杂度。此外，数据可能需要经常更新以确保相关性和准确性。
- 安全：BLE的Beacon消息很容易被模仿，以假乱真。
- 容量：为了避免冲突，同一区域内BLE Beacon数量是有限的（一般是几十个）；Beacon数量多的情况，会导致扫描不到或每次扫描不能发现所有设备的情况。
五、总结
由本文可以知道，beacon的应用场景十分广泛，但同时短板也很明显，不适用于高精度的定位，单纯Beacon的方案只能做一些近距离的探测，而得益于BLE技术使得他的功耗在一个非常低的水准，根据应用场景能有几个月到几年的使用时间，在具体的应用中结合不同的技术将有更多的可能性。