androidibeacon

A. android 藍牙室內定位 ibeacon 關於RSSI演算法

可以通過高斯權重法來對最終的位置進行加權計算。同時你也可以考慮採用濾波來進行修正。

B. android藍牙BLE（三） —— 廣播

​ 在藍牙開發中，有些情況是不需要連接的，只要外設廣播自己的數據即可，例如蘋果的 ibeacon 。自 Android 5.0 更新藍牙API後，手機可以作為外設廣播數據。

廣播包有兩種：

其中 廣播包是每個外設都必須廣播的，而響應包是可選的 。每個廣播包的長度必須是 31個位元組 ，如果不到 31個位元組 ，則剩下的全用 0 填充 補全，這部分的數據是無效的

廣播包中包含若干個廣播數據單元，廣播數據單元也稱為 AD Structure 。

廣播數據單元 = 長度值Length + AD type + AD Data。

長度值 Length 只佔 一個位元組 ，並且位於廣播數據單元的 第一個位元組 。

概念的東西有些抽象，先看看下面的廣播報文：

​ 0x代表這串字元串是十六進制的字元串。 兩位十六進制數代表一個位元組 。因為兩個字元組成的十六進制字元串最大為 FF ，即255，而Java中byte類型的取值范圍是-128到127，剛好可以表示一個255的大小。所以兩個十六進制的字元串表示一個位元組。

​ 繼續查看報文內容，開始讀取第一個廣播數據單元。讀取 第一個 位元組: 0x07 ,轉換為十進制就是7，即表示後面的7個位元組是這個廣播數據單元的數據內容。超過這7個位元組的數據內容後，表示是一個新的廣播數據單元。

​ 而第二個廣播數據單元，第一個位元組的值是 0x16 ,轉換為十進制就是22，表示後面22個位元組為第二個廣播數據單元。

​ 在廣播數據單元的 數據部分 中， 第一個位元組 代表 數據類型 （AD type），決定數據部分表示的是什麼數據。（即廣播數據單元第二個位元組為AD type）

AD Type 的類型如下：

​ 這bit 1~7分別代表著發送該廣播的藍牙晶元的物理連接狀態。當bit的值為1時，表示支持該功能。
例：

藍牙廣播的數據格式大致講了一下，有助於下面的廣播操作的理解。

先看看廣播設置（ AdvertiseSettings ）如何定義：

（1）、通過 AdvertiseSettings.Builder#setAdvertiseMode() 設置廣播模式。其中有3種模式：

（2）、通過 AdvertiseSettings.Builder#setAdvertiseMode() 設置廣播發射功率。共有4種功率模式：

（3）、通過 AdvertiseSettings.Builder#setTimeout() 設置持續廣播的時間，單位為毫秒。最多180000毫秒。當值為0則無時間限制，持續廣播，除非調用 BluetoothLeAdvertiser#stopAdvertising() 停止廣播。

（4）、通過 AdvertiseSettings.Builder#setConnectable() 設置該廣播是否可以連接的。

之前說過，外設必須廣播廣播包，掃描包是可選。但添加掃描包也意味著廣播更多得數據，即可廣播62個位元組。

可見無論是廣播包還是掃描包，其廣播的內容都是用 AdvertiseData 類封裝的。

（1）、 AdvertiseData.Builder#setIncludeDeviceName() 方法，可以設置廣播包中是否包含藍牙的名稱。

（2）、 AdvertiseData.Builder#setIncludeTxPowerLevel() 方法，可以設置廣播包中是否包含藍牙的發射功率。

（3）、 AdvertiseData.Builder#addService UUID (Parcel UUID ) 方法，可以設置特定的 UUID 在廣播包中。

（4）、 AdvertiseData.Builder#addServiceData(Parcel UUID ，byte[]) 方法，可以設置特定的 UUID 和其數據在廣播包中。

（5）、 AdvertiseData.Builder#addManufacturerData(int，byte[]) 方法，可以設置特定廠商Id和其數據在廣播包中。

​ 從 AdvertiseData.Builder 的設置中可以看出，如果一個外設需要在不連接的情況下對外廣播數據，其數據可以存儲在 UUID 對應的數據中，也可以存儲在廠商數據中。但由於廠商ID是需要由Bluetooth SIG進行分配的，廠商間一般都將數據設置在廠商數據。

另外可以通過 BluetoothAdapter#setName() 設置廣播的名稱

先看一個例子，我們分別在 廣播包 和 掃描包 中設置 AdvertiseData.Builder 的 每一種廣播報文參數 ，得到一下報文內容：

(1)、Type = 0x01 表示設備LE物理連接。

(2)、Type = 0x09 表示設備的全名

(3)、Type = 0x03 表示完整的16bit UUID 。其值為0xFFF7。

(4)、Type = 0xFF 表示廠商數據。前兩個位元組表示廠商ID,即廠商ID為0x11。後面的為廠商數據，具體由用戶自行定義。

(5)、Type = 0x16 表示16 bit UUID 的數據，所以前兩個位元組為 UUID ,即 UUID 為0xF117，後續為 UUID 對應的數據，具體由用戶自行定義。

最後繼承 AdvertiseCallback 自定義廣播回調。

初始化完畢上面的對象後，就可以進行廣播：

​ 廣播主要是通過 BluetoothLeAdvertiser#startAdvertising() 方法實現，但在之前需要先獲取 BluetoothLeAdvertiser 對象。

BluetoothLeAdvertiser 對象存在兩個情況獲取為Null:

所以在調用 BluetoothAdapter#getBluetoothLeAdvertiser() 前，需要先調用判斷藍牙已開啟，並判斷在 BluetoothAdapter 中獲取的 BluetoothLeAdvertiser 是否為空（測試過某些華為手機 mBluetoothAdapter.() 為 false , 但是能發送ble廣播）。

​ 與廣播成對出現就是 BluetoothLeAdvertiser.stopAdvertising() 停止廣播了，傳入開啟廣播時傳遞的廣播回調對象，即可關閉廣播：

​ 雖然通過廣播告知外邊自身擁有這些Service,但手機自身並沒有初始化Gattd的Service。導致外部的中心設備連接手機後，並不能找到對應的 GATT Service 和 獲取對應的數據。

Service類型有兩個級別：

創建 BluetoothGattService 時，傳入兩個參數： UUID 和Service類型：

​ 我們都知道Gatt中， Service 的下一級是 Characteristic ， Characteristic 是最小的通信單元，通過對 Characteristic 進行讀寫操作來進行通信。

​ 特徵屬性表示該 BluetoothGattCharacteristic 擁有什麼功能，即能對 BluetoothGattCharacteristic 進行什麼操作。其中主要有3種：

許可權屬性用於配置該特徵值所具有的功能。主要兩種：

Characteristic 下還有 Descriptor ，初始化 BluetoothGattDescriptor 時傳入： Descriptor UUID 和 許可權屬性

為 Service 添加 Characteristic ，為 Characteristic 添加 Descriptor ：

​ 通過藍牙管理器 mBluetoothManager 獲取 Gatt Server ，用來添加 Gatt Service 。添加完 Gatt Service 後，外部中心設備連接手機時，將能獲取到對應的 GATT Service 和 獲取對應的數據

​ 定義 Gatt Server 回調。當中心設備連接該手機外設、修改特徵值、讀取特徵值等情況時，會得到相應情況的回調。

最後開啟廣播後，用nRF連接後看到的特徵值信息如下圖所示：（加多了一個只能都的特徵值）

android藍牙BLE（一） —— 掃描

android藍牙BLE（二） —— 通信

android藍牙BLE（三） —— 廣播

android藍牙BLE（四） —— 實戰

C. android上有沒有類似蘋果的locate beacon應用

蘋果的iBeacon協議是專為其iOS設備而開發的，不過Android設備在安裝適當的軟體後，也能很好地使用iBeacon。根據Aislelabs公司的一項研究，在考慮電池使用時長方面，Android手機可能更適合iBeacon。
在室內，手機信號經常會收到阻隔，GPS也是同樣，而Beacon硬體就是室內數據的解決方案，它通過低功耗藍牙技術可以進行十分精確的微定位。這一技術的應用場景之一就是智能家居，多個Beacon能構成信息服務網路，實現家庭智能化。比如檢測到房間有人，就會自動開燈，打開空調。聯繫到Google收購智能家居公司Nest，以及近日三星收購家居自動化平台SmartThings，Beacon技術會越來越普通。
理論上，任何支持低功耗藍牙（BLE）的設備都能通過開源的Altbeacon等協議連接到Beacon（信號塔）設備，不過多數Beacon設備都採用蘋果的iBeacon 標准。iBeacon 是蘋果隨iOS 7一同發布的開發者工具，不過Android開發者也能使用這一協議為其他平台開發應用和函數庫。

Aislelabs 發現，相比於Android 設備，iOS設備更少受附近iBeacons設備數量的影響，不過後者在掃描設備中，電量消耗的更快，這是因為蘋果使用了不同的藍牙硬體。測試使用了6台設備，其中較廉價的Moto G在用電方面表現最好，所有三台Android設備在掃描Beacon設備時，用電都比iPhone要小。數據都是按比例計算的，因為一般來說Android設備的電池比較大。
Moto G使用了「beacon取樣」（beacon sampling）技術，可減少需要處理的藍牙信號數目，如果有100個Beacon設備進行廣播，它只會解碼其中一部分，這樣可以顯著減少用電量。而且由於Beacon設備會進行多次廣播，信號內容有重復，所以減少處理量不會造成信息損失。
另一方面，蘋果對廣播信號范圍進行了設定，所有發送到iPhone的信號都需要進行解碼，以確定其是否在允許的范圍之內，而這會造成少量的電量損失。看來，盡管蘋果根據開源藍牙技術開發了自己的iBeacon規格，但並不意味著iPhone就最適合這一技術。

D. iBeacon到底在ios和android上消耗多少電量

報告還顯示新的iPhone會在電量上更加節約，這很可能是新的iPhone採用了更加高性能的藍牙晶元：圖片顯示了iPhone 4S消耗了大部分電量而iphone 5S明顯優化了。隨著Beacon增加，手機消耗更多電量。如果一顆beacon，並且持續掃描，4S多消耗5.75%電量，而5s是4.25%。雖者beacon數量增加，4S消耗11%而5S為4.75%，可以看出在10顆beacon下，5S僅僅消耗了4S一半的電量。

而android設備看起來在實驗里表現得更加優秀，報告指出可能是由於與ios採用了稍微不同的beacon掃描方式。ios支允許後台掃描指定uuid的beacon，而android不限制，看起來這種方式ios更加省電，但android的新一代設備採用了對beacon的更加自動的采樣掃描技術，比如Moto G，這樣相對ios手動去添加掃描列表的省電方式更加有效。

報告聲明實驗室進行每秒鍾間隔連續掃描，連續一小時，但在實際應用中是不可能的，因為掃描頻率不會高，實際情況估計也就是在12小時內消耗不多於1%的電量。