ibeacon что это такое
Маркетинг будущего: Как работают маячки iBeacon и кому они нужны
iBeacon-маячки, способные организовать навигацию по помещению или выступать в качестве маркетингового канала, известны среди профессионального сообщества. Но для обычных людей одна из самых перспективных технологий десятилетия пока остаётся загадкой.
Колумнист ЦП Алиса Машкова подготовила небольшой обзор iBeacon — о принципах работы, областях применения и перспективах.
Строчная «i» в названии устройства намекает, откуда растут ноги у чудо-изобретения. Технология была представлена миру корпорацией Apple в 2013 году.
Что это и почему вокруг технологии так много шума
На официальном сайте Apple скромно указано, что iBeacon — «новая технология, которая расширяет возможности служб геолокации». На деле это мощный маркетинговый инструмент, который позволяет эффективно работать с целевой аудиторией, повышая продажи и лояльность потребителей.
«Биконами» или «маячками» называют миниатюрные радиопередатчики, установленные в помещении и рядом с ним. В основном такая технология используется в трех случаях.
Первое и самое популярное — отправка пользователям смартфонов персонифицированных push-уведомлений информационного или рекламного характера. Это происходит автоматически, когда человек оказывается возле заданного объекта (например, около магазина, музея или стеллажа с техникой). Отправка таких уведомлений возможна, если у пользователя установлено специальное приложение.
С помощью маячков можно достаточно точно распознать местоположение человека по отношению к объекту. Если отдел маркетинга адекватен, пользователь не будет завален спамом. Одного-двух уведомлений вполне достаточно. В зависимости от ваших целей.
Удачный кейс на эту тему есть у компании McDonalds, которая с помощью iBeacon уведомляла своих посетителей о предложении дня — продаже «макчикенов» по специальной цене. За время проведения акции прибыль от продаж этого товара выросла примерно на 8%.
Второе — с помощью маячков можно организовать удобную навигацию внутри помещения. На экране смартфона посетители будут видеть своего рода интерактивную карту местности. Для удобства пользователя на ней можно обозначить стратегически важные объекты и указать информацию о них. Владелец устройства также может проложить на карте маршрут от своего местоположения до нужного объекта на площадке.
В России это направление развивается очень медленно, а в европейских странах такая навигационная система есть практически на всех крупных объектах с большой проходимостью людей. Особенно часто технология встречается на международных выставках. С помощью подробной карты выставочной площадки в смартфоне очень удобно автоматически прокладывать маршрут до интересующего вас объекта или зала. Можно вспомнить Петербургский международный экономический форум и девочек-волонтеров, стоящих в жару и в дождь с табличками-указателями в руках.
Третье, но не последнее по важности — с помощью маячков можно собирать реальную статистику и конкретные показатели о поведении людей в помещении. Анализировать можно как индивидуальный маршрут посетителя, так и общие показатели залов. Это своеобразный «Вебвизор» для маркетологов, который позволяет удачно оптимизировать выкладку товара и распознавать «горячие» и «холодные» зоны в помещении.
Пример — когда условный покупатель идет мимо магазина электроники, приложение предлагает ему совершить покупку. И не просто товар по скидке, а телевизор, возле стеллажа с которыми покупатель провел пять минут во время прошлого своего визита.
Такая система еще только внедряется и налаживается в России, помимо работы оборудования очень важна компетенция и хватка маркетологов, которые грамотно должны выстроить процесс продажи товара.
Как оно работает
Система стоит на трех китах: установленные по периметру помещения маячки, включенный Bluetooth и мобильное приложение заведения, которое уже должно быть установлено на смартфоне у пользователя. Когда человек попадает в зону действия маячка, на мобильное устройство приходит заданное для конкретной метки push-уведомление.
iBeacon использует технологию Bluetooth Low Energy, при которой аккумулятором телефона расходуется в 30 раз меньше энергии, чем при использовании Wi-Fi. Один маячок способен проработать без замены батарейки более года. Beacon засекает телефон в среднем от 10 до 30 (чаще все-таки от 10) метров, в зависимости от особенностей территории. Местоположение посетителя определяется с точностью до метра.
Стоимость одной такой метки в среднем варьируется от 18 до 35 долларов. Устройство можно приобрести в России у перекупщиков, а можно заказать за рубежом.
Минус использования в том, что слишком много ходов отделяют пользователя от получения информации. Чтобы было Low Energy, нужно либо ходить с включенным Bluetooth постоянно (что не Low), либо не забыть активировать функцию на объекте (о чем нужно напомнить, так как пользователи в принципе не часто вспоминают о Bluetooth).
Принцип действия технологии
В основном выделяют три вида «биконов»:
Для кого подходит
Несмотря на то, что многие изготовители программного обеспечения обещают золотые горы после установки оборудования iBeacon, это путь к обогащению далеко не для всех компаний.
Технология больше подходит крупным фирмам или магазинам, которые уже стали узнаваемыми для потребителя. Молодой развивающейся компании просто нецелесообразно вкладывать несколько миллионов в собственное приложение и закупать дорогое beacon-оборудование. Окупить вложения маленьким предприятиям если и удастся, то очень нескоро.
Концепция Physical web. Bluetooth маячки. Сравнение стандартов iBeacon, AltBeacon и Eddystone
Последние несколько лет я занимаюсь R&D в области интернета вещей и распределенных систем, а так же являюсь Google developer expert IoT. В этой статье я хочу поделиться своим опытом и рассказать про новую концепцию Physical Web. Так же расскажу про разные маячки (англ. Beacon — маяк) и сравню основные стандарты iBeacon, Altbeacon и Eddystone.
В интернете вещей одним из мегатрендов сейчас являются умные дома, а точнее устройства для дома. Недавно была статья на Geektimes с обзором прогнозов в области интернета вещей от разных компаний. А в конце уходящего 2015 года свой прогонз представили Vision Mobile.
У нас уже есть умные термостаты, весы, камеры, телевизоры, холодильники, датчики, замки и тд. С каждыми днём на рынке появляется всё больше и больше умных устройств от самых разных производителей, притом некоторые из них действительно хороши и полезны. Но как сегодня выглядит наше взаимодействие с такими устройствами, например, первоначальная настройка и мониторинг? В подавляющем большинстве случаев, у каждого производителя есть приложение, с помощью которого мы и можем взаимодействовать с его продуктами. На первый взгляд выглядит нормально, так ведь?
Но ведь умные устройства могут нас окружать не только дома. У многих из нас есть приложения для общественного транспорта, оплаты парковок, аренды автомобилей или велосипедов. Но если вы оказываетесь в другой стране по работе или в отпуске, вам скорей всего нужно будет установить еще несколько приложений.
Если мы верим в закон Мура, то маленькие, недорогие, подключенные устройства скоро ворвутся в нашу жизнь, наполняя наши дома, рабочие и общественные места. В настоящее время большинство умных устройств для интернета вещей требует установки специального приложения. Такое узкое решение просто не масштабируется до взаимодействия со всем множеством умных устройств. Я не имею ничего против приложений, приложения это здорово! Но их много и то взаимодействие, которое они нам предлагают не всегда удобно.
Концепция Physical Web
Physical Web — это попытка построить мост между цифровым и физическим миром, который позволяет нам расширить суперсилу web — URL — для повседневного использования. В своей основе, Physical Web является службой обнаружения: умный объект передает соответствующий URL-адрес, который могут принимать любые устройства поблизости, например ваш смартфон или планшет. Эта простая возможность транслировать обычный URL открывает новые, захватывающие способы взаимодействия.
Представьте, что вы можете легко взаимодействовать со всеми умными устройствами в вашем доме, без труда их настроить или получить диагностические данные. Подойдя к остановке вы можете узнать когда прибудет ближайший автобус, сев в него, вы узнаете информацию по маршруту, время до следующей остановки. В торговом центре вы узнаете об акциях и скидках. Подойдя к торговому автомату, вы сможете купить и получать товар, не уговаривая его принять ваши деньги и даже не прикасаясь к нему. Вы можете купить билет в музей или кино, а подойдя к постеру или предмету экспозиции получить о нем дополнительную информацию. Можно арендовать машину или велосипед, оплатить парковку, совершив меньше ненужных действий. Или занять очередь. Занять очередь, Карл! Мы же в России так любим очереди. Даже если вы окажетесь в другом городе, для вас ничего не изменится.
Всё это возможно без установки кучи ненужных приложений, вам понадобиться одно единственное приложение, для Android это — Physical Web Browser, а на iOS — данный функционал встроен в Google Chrome. Google Chrome с поддержкой Physical web для Android сейчас находится в стадии beta. Так же поддержку Physical Web в скором времени получит Opera c переходом на кодовую базу Chrome 49.
Physical Web является естественным решением, предлагающим взаимодействие по требованию без дополнительных усилий и накладных расходов в виде установки приложений. Это совершенно новый User eXperience, предлагающий взаимодействие по требованию, только тогда когда это действительно нужно пользователю. Вы просто нажимаете на ссылку и получаете то, что вам нужно. Никаких Push уведомлений, вибраций или чего то подобного.
Physical Web экономит силы, средства и время на разработку приложений, т.к. не нужно писать приложение под каждую платформу, достаточно сделать одно, адаптивное Web приложение.
Physical Web еще не готов до конца и не является продуктом Google. Это экспериментальный проект, находящийся на ранней стадии и разрабатываемый Google в открытом виде, как и все вещи, связанные с интернетом.
Устройство маячков
Как вы уже могли легко догадаться, источником так нужного нам URL являются маячки (англ. Beacon — маяк). Маячки представляют собой простейшее устройство, которое с заданной частотой транслирует какие-то данные, так называемый advertisement packet, с помощью технологии Bluetooth v4 или Bluetooth Low Eenergy(BLE).
Для тех, кто переживает за приватность: маячки принципиально не могут вас отслеживать, они умеет только транслировать сообщения и ничего о вас не знают. Им всё равно, один человек получает от них пакеты или 30.
Ниже, как пример, представлен маячок от компании Estimote в разобранном виде:
Производителей устройств сейчас достаточно, поэтому на рынке представлены самые различные реализации как по размеру, форм-фактору, так и по назначению. Есть, например, и промышленные реализации, способные работать на улице и питаться от постоянного источника энергии. Цены на готовые устройства также варьируются.
В чем же концептуальная разница между маячками, если не брать в расчет цену и исполнение? Разница заключается в формате транслируемых сообщений.
Сейчас есть три основных стандарта:
Большинство устройств сейчас умеют транслировать сообщения в любом из этих трех форматов, а некоторые даже одновременно в нескольких. Давайте рассмотрим их чуть подробнее чтобы понять, в чем между ними разница.
iBeacon
Первым стандартом был iBeacon, он был представлен компанией Apple inc. в 2013 году. Основным его назначением было применение в области розничной торговли и мобильного маркетинга, а также для локального позиционирования внутри помещений.
Стандарт iBeacon предполагает трансляцию только 1 типа advertisment packet, который состоит из следующих частей:
Устройство или iOS сами по себе эти пакеты ничего не значат, их должно обрабатывать приложение. В каждом отдельном случае, для каждого сценария использования пользователю придется ставить отдельное приложение. Количество UUID с которым может работать приложение ограничено. Среди недостатков стандарта стоит отметить его проприетарность, отсутствие нативной поддержки на платформе Android и то, что он умеет транслировать только один тип advertisment packet.
AltBeacon
Консорциумом RadiusNetwork’s был представлен альтернативный и открытый стандарт AltBeacon. Он изначально разрабатывался как интероперабельный и обратно совместимый со стандартом iBeacon. AltBeacon обладает почти таким же функционалом что и iBeacon, хотя и позволяет передать чуть больше полезной информации.
Из 28 байт Advertisment packet, нам доступны 25 байт которые состоят из:
Eddystone
В 2015 году компанией Google был представлен новый и полностью открытый стандарт Eddystone, который эволюционировал из проекта URIbeacon. Как и 2 других стандарта, Eddystone — это спецификация протокола, которая определяет формат сообщений BLE. Eddystone включает весь опыт других стандартов и призван быть более гибким и устранить недостатки присущие ibeacon и AltBeacon
В отличие от них, он умеет рассылать уже 3 типа пакетов:
Eddystone-URL является основой Physical Web и позволяет легко обнаруживать и взаимодействовать с окружающим нас веб-содержимым. Так как он транслирует обычный URL нам не нужно ничего кроме браузера. Никаких специальных приложений, библиотек или SDK!
Для случаев когда нужно сделать не публичное, обычное приложение для внутреннего или специального использования, Eddystone-URL не подходит, мы должны использовать Eddystone-UID.
Как я уже писал выше, есть маячки, которые позволяют одновременно транслировать несколько видов пакетов, например iBeacon и Eddystone-URL или Eddystone-UID и Eddystone-URL. Как и для чего это можно использовать я расскажу дальше.
Работа с маячками и реализация Physical Web
В самом простом случае, для реализации Physical Web, достаточно ble-маячка с поддержкой Eddystone. Разные модели маячков инициализириуется и конфигурируютсятся по разному. Можно легко развернуть 5, 10, или, скажем 100 маячков. Вы просто назначаете им URL, потом, если это необходимо, меняете только сам контент. Но если вам нужно развернуть большое количество разных устройств, от разных производителей на достаточно большой площади (торговый центр, аэропорт, район города или даже целый город), при том что часть маячков могут быть в постоянном движении, например в транспорте. В таком случае у вас возникают некоторые проблемы, но решения есть. Некоторые производители предоставляют свои облачные решения и CMS для управления маячками, например Estimote, Kontakt.io, Blesh, Phy.net и LightCurb. Estimote и Kontakt.io так же предоставляют на github свои SDK.
На мой взгляд, наиболее универсальным и простым инструментом для решения подобных задач является (Google’s beacon platform)[https://developers.google.com/beacons/]. Google’s beacon platform позволяет легко мониторить и управлять сразу всеми устройствами. Платформа позволяет работать с разными маячками от разных производителей, предоставляй разработчикам единый, простой и гибкий инструмент, о котором я подробно расскажу в отдельной статье.
Мы можем добавить в уже имеющееся, популярное у пользователей приложение возможность работы с маячками, например для навигации или получения каких то дополнительных данных. Понятно что в этом случае Eddystone-URL не подходит, нам нужно использовать Eddystone-UID. Но благодаря тому что некоторые маячки умеют рассылать сразу два типа пакетов одновременно, например Eddystone-URL или Eddystone-UID, мы можем обеспечить пользователей с приложением дополнительными данными, а пользователей без приложения, самим приложением.
В случае когда необходимо сделать не публичное приложение для специального или внутреннего использования, мы просто используем Eddystone-UID.
Маячки могут использоваться для навигации, при том не только внутри помещений(indoor). На первый взгляд эта задача выглядит на такой уж сложной, ведь мы можем определять расстояние до маячка с помощью RSSI. Но даже в идеальных условиях значение сигнала скачет. Связанно это с особенностями антенны, распространения волн, зашумленностью и преградами. В целом, приблизительно, вы можете определить расстояние и кому то этого достаточно. Но если вам нужны более точные показания, то придётся применять триангуляцию сигнала, фильтр Калмана и т.д. В целом, на хабре было написано достаточно про особенности indoor навигации, вот неплохие статьи:
Как работают маяки: Физика технологии iBeacon
В нашей первой публикации мы привели обзор и сравнение целого спектра iBeacon маячков доступных на рынке. Сегодня мы рассмотрим более подробно как работает Bluetooth маяк на примере наших европейских коллег, и поговорим о том, как с его помощью можно рассчитать местоположение внутри здания.
Что кроется внутри
Несмотря на глобальное освещение iBeacon технологии в медиа, бизнес-сообществах и сообществах разработчиков, кажется, что существует некоторый уровень недопонимания принципов её работы. Сейчас мы попытаемся это исправить и углубимся в основы и объясним, что такое маячки, и как они работают.
Как работают маячки? Принципы их работы достаточно просты. Под силиконовым корпусом находится маленький ARM-компьютер, соединенный с Bluetooth-модулем – они питаются от батареи. Маленькая микросхема от Nordic Semiconductor содержит прошивку – это часть низкоуровнего программного обеспечения, гарантирующая правильность работы маячков. Хотя вычислительные мощности процессора и памяти ограничены, их оказывается более чем достаточно для обработки важных данных и шифрования ID маячков (с целью повышения безопасности).
На сужающейся части маячка расположился короткий провод, идущий напрямую от процессора – это антенна. Широковещательная антенна излучает волны определенной частоты и длины: радиоволны частотой 2,4 ГГц. Если вы разберете маячок, то заметите, что антенна не походит на антенны старых телевизоров и радиоприемников. И дело здесь не только в размере. Она имеет изогнутую форму и выглядит как зигзаг.
Это сделано неспроста. Электромагнитное поле вокруг прямого провода принимает форму пончика – волны не распространяются с одинаковой силой во всех направлениях, что ведет к образованию «пустых» зон. Лучшим решением проблемы является изменение формы антенны так, чтобы электромагнитное поле приняло форму идеальной сферы. Однако в реальных условиях этого добиться невозможно, поэтому с этой целью проводится множество исследований. Существует огромное количество книг по теории антенн, и мы проводили свои собственные эксперименты, чтобы наши антенны производили мощное и стабильное поле.
Для коммуникации маячки используют технологию Bluetooth Smart. Это последняя версия стандарта Bluetooth с низким энергопотреблением, который предназначен для передачи небольших объемов данных. Максимальный размер пакета Bluetooth 4.2 составляет 257 байт. Этого недостаточно для передачи медиаконтента, поэтому маячки передают только свои ID (в случае протокола iBeacon, ID делится на три части: UUID, Major, Minor) и информацию о силе излучаемого сигнала – этот параметр необходим для вычисления расстояния до смартфона.
Математика и физика
Дальность передачи и стабильность сигнала маячка зависят от двух основных факторов: интервала передачи (частоты) и силы вещания. Маячок не транслирует сигналы постоянно – он работает импульсно. Частота – это время, проходящее между двумя последовательными отправками данных. Чем выше частота, тем точнее определяется сигнал.
Так сделано, потому что смартфоны тоже «ищут» маячки, сканируя эфир с определенной частотой, и эта частота может зависеть от состояния телефона (заблокирован, разблокирован). Тип ОС и устройства также имеет значение. Если телефон активен, то он будет проводить сканирование с большой частотой; если положить его в карман, то через несколько минут он начнет экономить заряд батареи и ограничит число Bluetooth-сканирований.
У маячков Estimote время между импульсами составляет 950 мс, однако его можно изменять в диапазоне от 100 до 2000 мс. Стандартная частота выбрана неслучайно. В среднем, iOS сканирует область на наличие маячков 1 раз в секунду. 950 мс практически равняется этому значению. В радиозашумленных помещениях отправленный пакет может не достигнуть устройства (или что-нибудь/кто-нибудь перекроет прямую видимость смартфона и маячка). Чтобы повысить стабильность соединения можно увеличить частоту посылок.
Если вы установите интервал равным 490 мс, то произойдет передача двух пакетов за одно сканирование смартфоном. Если вы установите интервал равным 330 мс, то произойдет передача трех пакетов за одно сканирование; 240 мс – это четыре пакета и так далее. Если первый пакет не был принят устройством, существует вероятность, что оно примет остальные. Важно помнить, что увеличение числа отправляемых пакетов приводит к уменьшению времени жизни батареи.
Помимо частоты стоит учитывать силу вещания. Она описывает силу сигнала и измеряется в дБм (децибел-милливаттах). дБм – это абсолютный уровень мощности в децибелах относительно опорного уровня в 1 мВт. Рабочее расстояние маячка напрямую зависит от вещательной мощности. Невозможно сказать, на какое расстояние распространяются радиоволны, поскольку нет определенной точки в пространстве, где они просто останавливаются. Например, лампочка, она освещает определенную область вокруг себя, но свет идет гораздо дальше, рассеиваясь. То же самое происходит с радиоволнами.
Чем ближе вы к маячку, тем точнее вычисляется расстояние – это происходит из-за большей плотности сигнала в непосредственной близости от источника. Когда вы отходите, сигнал становится более рассеянным и искаженным, пока не станет неотличим от фонового шума. Чтобы лучше понять концепцию, представьте, что маяк – это радиоприемник, а сила вещания – это уровень громкости.
Если вы увеличите громкость, то сможете слышать музыку издалека, и, подходя ближе, будете слышать её все отчетливее. Но если уровень громкости очень низкий, вам может быть трудно распознать мелодию, даже если вы приложите ухо прямо к динамику. Однако знание точного уровня громкости в децибелах не дает возможности идеально точно определить расстояние, на котором будет слышен звук. На это влияет слишком много факторов: от препятствий (физическая материя, через которую должны проникнуть волны) до особенностей слуха.
Вычисление расстояния
Вы уже знаете, что смартфон сможет вычислить примерное расстояние до маячка после того, как «услышит» его. Чтобы сделать это, телефон считывает так называемый RSSI (Received Signal Strength Indicator) – индикатор мощности принятого сигнала, после чего сопоставляет его с уровнем сигнала, измеренным в 1 метре от передатчика, который доставляется как часть пакета передаваемых данных. Так смартфон вычисляет примерное расстояние до маячка. Расстояние в 1 метр было выбрано специально: как уже говорилось выше, гораздо проще получить точные значения на близких дистанциях из-за большей плотности сигнала.
Мы расписали правила, по которым вычисляются расстояния до маячков, но, как обычно, на практике все оказывается не так просто. Давайте вернемся к примеру с радио: представьте, что вы поставили радио не в комнате, а посреди шумной железнодорожной станции. Радио играет на полной громкости, и вы легко слышите его, когда находитесь поблизости, однако не можете определить его точное местоположение – мешают снующие туда-сюда люди. Помимо людей шумят приезжающие и уезжающие поезда, диспетчер объявляет о посадках – все это искажает звук, поэтому вы не можете с уверенностью сказать, на каком расстоянии от приемника находитесь.
Вычислить точное местоположение маячка только на основании принимаемых радиоволн невозможно. Здесь вам мешают не поезда и диспетчер, а множественность маршрутов распространения волн, дифракция, поглощение и интерференция. Помните, мы говорили, что невозможно спроектировать антенну, распространяющую сигнал во всех направлениях с одинаковой силой? Из-за этого взаимная ориентация маяка и смартфона в пространстве может влиять на аппроксимацию: показания RSSI сильно меняются.
Если маячок располагается на расстоянии 10 метров от вашего смартфона, приложение может показать цифру 8, затем угадать и предположить расстояние в 10 метров, затем сообщить о 12 метрах, снова вернуться к 7 и снова к 10… в общем, вы поняли. Если вы повернете телефон, то система может решить, что вы приблизились на 2 метра к маячку.
Мы разобрали принципы работы технологии iBeacon на примере описания действия маячков Estimote. А сейчас мы хотим подробнее рассказать о том, как работает навигация внутри помещения с использованием технологий, разработанных в Navigine.
Навигация внутри помещения: комментарий Navigine
Сервисы определения местоположения для iOS регулируются фреймворком Core Location, частью которого является iBeacon. Стандарт iBeacon не разрабатывался с целью вычисления точного расстояния до маячка и оперирует лишь зонами. Существует четыре типа зон: непосредственная близость (очень близко к маячку), близко (1-3 метра от маячка), далеко (зона, где сигнал слишком сильно колеблется, и точнее определить расстояние нельзя) и неизвестно. Фреймворк Core Location позволяет активировать желаемые события в каждой зоне.
Для небольших помещений, например, кафе или ресторана, этого будет достаточно, но что, если вы хотите получить точное местоположения на площади в тысячи квадратных метров, например, на складе, промышленном предприятии или в торговом центре?
Итак, остается открытым вопрос: можно ли построить надежный навигационный сервис внутри помещения, использующий iBeacon-маячки? Если коротко, то да, можно. Если говорить подробнее, то именно по этой причине любая аппаратная инфраструктура является лишь частью навигационных комплексов. Взяв за основу простую и дешевую инфраструктуру iBeacon, наши знания и подходы к indoor навигации (о которых мы вскользь говорили тут, и скоро расскажем подробнее), мы в Navigine разработали сервис, который позволяет определять положение внутри помещения в условиях отсутствия спутниковых сигналов.
В основе сервиса лежат наши алгоритмы интегрированной инерциальной навигации с широким набором дополнительной (корректирующей) информации на основе оптимальных методов оценивания с использованием фильтров Байесовского типа.
Чтобы максимально расширить область применения, мы обрабатываем следующий набор дополнительной информации:
Еще буквально год назад тестирование indoor навигации на базе iBeacon-маячков требовало длительного и скучного процесса снятия радио карты. Сейчас достаточно отметить, где были установлены маячки на карте. У нас есть SDK для iOS/Android, которые вы можете протестировать, зарегистрировавшись на сайте, плюс часть алгоритмов доступна на GitHub (наш репозиторий). Форкайте на здоровье.