ビーコン技術とiBeacon

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Bluetooth は電波であるため、目で見ることはできない

はじめに

ビーコン技術がキーテクノロジーとして、取り上げられてから数年経過し、 ビーコン技術に関連した良質な記事や書籍が出版されていますが、 改めてビーコン及びiBeaconについてまとめていきます。

ビーコンとは

beacon-fireビーコンは、広義では位置と情報を組み合わせた伝達手段を指します。 狼煙のようなものから、無線を利用したものまで様々な形態があり、無線を利用することで目に見えない電子的な看板や標識として扱うことができます。 また、固定の場所で情報を発信し続けるだけではなく、移動体が情報を発信しながら移動することもあります。

前者は道路交通システム(VICS)、後者は雪崩ビーコンが例として挙げられます。 Wi-Fiのアクセスポイントも狭義におけるビーコンとして位置付けられ、最も身近な使い方といえるでしょう。

このビーコンですが、近年、O2Oの分野でキーテクノロジーとして注目されてきました。 これは、Apple社がBluetooth Low Energy(以降、BLE)を利用したビーコン技術を「iBeacon」という形に昇華し、iOSに組み込んだことが大きいと考えています。

iBeaconが発表される以前にも、BLEを利用したビーコンは存在していましたが、それぞれが独自規格であり、普及には至りませんでした。

BluetoothとBLE

area iBeaconを説明する前に、iBeaconで利用しているBluetooth/BLEについて、説明します。 Bluetoothは近距離無線の規格の一つで、Wi-Fiと同じく2.4GHz帯を利用しています。 また、用途や機器別に策定されたプロトコルを標準化されており、 データ転送用、ハンズフリー電話、音声/音楽伝送などに利用されています。

続いて、BLEですが、Bluetooth 4.0規格から追加された、省電力な規格です。 Bluetoothと名は付いていますが、今までのBluetooth 3.0規格とは互換性はなく、Bluetooth 3.0規格の機器と相互通信する事は出来ません。

iBeacon

改めてiBeaconについて簡単に説明します。
iBeaconはApple社の商標で、BLEを利用した位置と近接検知の技術です。
iOS7からiOSに組み込まれ、位置情報の機能の一つとして利用できるようになりました。

近距離無線を利用しているため、GPSが苦手としている屋内の測位を得意としています。

iBeaconは主にUUID、major、minorと名のついた3種類のIDを一定の間隔でブロードキャストで発信します。 アプリケーションは、自身に関係するIDを走査し、それを見つけた場合、IDに紐付いたアクションを実行します。

例:商業施設にiBeaconを設置して、それに近付いたユーザにクーポンを配信する

iOSとの連動

iBeaconが最も力を発揮するのはiOSと組み合わせたときです。 iOSは位置検知(ビーコン電波検知範囲内外の移動)、近接検知(大まかな距離)、Wallet(旧Passbook)との連動がサポートしています。

位置検知

  •  Enter : ビーコン検知範囲内への移動
  •  Exit : ビーコン検知範囲外への移動

EnterとExitはアプリケーションがバックグラウンド、または起動していない状態でも検知が可能。 Exitは約30秒経過するまで検知しません。 これはEnterとExitの境目や一時的に電波が検知できず、意図せずExitしてしまうことを防止するためと考えられます。

近接検知

  • Immediate : ビーコンの目の前
  • Near : ビーコンの近く
  • Far : ビーコンから少し距離が離れた位置

近接検知は詳細な距離を計測するものではなく、ゆるい距離感だけ計測できます。 また、アプリケーションがバックグラウンドにいる時には制限がかけられています。

Wallet(旧Passbook) 

  • アプリケーションに登録済みパスを検知し表示

 

このように、iBeaconとiOS連動はシンプルな機能しか提供されていませんが、特性を理解し、適切に利用する事で価値あるサービスを生み出す事ができるでしょう。

AndroidとiBeaconの連動

AndroidでもBLEが搭載され、Android 4.3以降の端末ならば、iBeaconとして検知する事ができます。 ただし、OSでiBeaconの動作をサポートしていないため、実装に非常に苦労します。 また、一部の端末ではBLEは利用できても、動作が不安定で推奨することはできません。

誤解されやすいポイント

iBeaconを利用するにあたり、いくつか誤解されやすいポイントがあります。

  • 双方向通信する
  • バッテリが長時間持続する
  • 高精度な屋内測位が得意

 

双方向通信する

iBeaconはID情報をブロードキャスト発信しているだけです。 BLEの仕様では、双方向で通信することも可能ですが、iBeaconの仕様外の機能です。

バッテリが長時間持続する

iBaconの仕様では、IDを送信する間隔が非常に短く、一般的なボタン電池で1年持たせる事はできず、数ヶ月程度の持ちとなります。 よって、乾電池等の容量が大きい電池を利用する事やUSB等から常に電源を取る、太陽電池等を利用するとこの問題を解決する事ができるでしょう。

バッテリ管理はシステムのサイクルに合わせて適切なものを選択する必要があります。

高精度な屋内測位が得意

結論を言えば、高精度な屋内測位は不得意です。
電波の特性上、設置している環境、人の混雑に強く依存してしまい、精度の信頼性を保証することが難しくなります。
例えば、複数のiBeaconを利用し、電波の強さから位置をマッピングすることは可能ですが、コストや運用面から現実的ではありません。
よって、精度を求めるのではなく、大雑把な屋内測位として利用する方が適しています。

もし精度を求めるならば、iBeacon以外のモノ(カメラ等)と組み合わせる方が良いでしょう。

 

さいごに

iBeacon含めた、ビーコン技術的には非常に単純な技術です。
ただし、特性を理解し、適切に運用しなければ、使い勝手が悪いだけのものになってしまいます。
より良いものを作るためにも特性を理解することが大切です。

この記事を書いた人

伊佐陽介

伊佐陽介

したっぱのえんじにあ。 入社後、組込み系の業務に従事し、その後はスマートデバイスのアプリ開発を経験。 猫より犬派だが、資料や壁紙等に猫画像を使う程度に猫は好き。 世の中の流れについていくために、日々精進。

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