利用蓝牙智能进行位置标记

无论是笔记本电脑，平板电脑，智能手机还是其他设备，我们中的许多人都可以将设备留在咖啡店，机场，出租车或其他地方，从而体验到设备的潜在或实际损失。但是，随着基于蓝牙的智能标签和其他类型的地理围栏设备（如Apple iBeacon）的推出，有许多选项可以防止丢失可能包含您不希望黑客获取的不可替代数据或数据的设备 - 联系人，个人数据，照片，商业计划等。这些标签结合了在智能手机或平板电脑上运行的蓝牙硬件和软件应用程序，并且当您离开带标记的设备时可以发出警告。通过手机或平板电脑上运行的软件应用程序，范围可以从几英尺调整到大约30英尺，其他功能可以激活或禁用。

Apple iBeacon是一个相对较新的应用程序，可以扩展位置服务Apple iOS操作系统。位置服务允许基于位置的应用程序和网站（包括地图，相机，Safari和其他Apple和第三方应用程序）使用来自可用蜂窝，Wi-Fi，全球定位系统（GPS）网络和iBeacons的信息来确定您的近似位置。

例如，使用Wi-Fi或GPS或蜂窝连接，应用程序可以使用您的位置数据并执行位置搜索查询以查找附近的咖啡馆，加油站或剧院;或者您的设备可以根据设备的当前位置自动设置其时区。应用程序软件要求您在设备上启用定位服务，并在使用您的位置数据之前将您的权限授予每个应用或网站。在iOS 7中，如果关闭位置服务并使用“查找我的iPhone丢失模式”，只要设备处于“丢失模式”，就会在设备上重新启用位置服务。一旦禁用丢失模式，位置服务将返回其先前的状态。

基本上，标签是组合蓝牙4.0收发器（通常使用4.0标准的蓝牙低功耗部分）的低成本设备，可能是低 - 终端微控制器（可能嵌入蓝牙收发器芯片）或独立MCU，币形电池，信号器和LED指示灯。最新的蓝牙规范使用基于属性协议（ATT）的基于服务的架构。所有低功耗通信都通过通用属性配置文件（GATT）进行，GATT用于实现蓝牙智能接口。应用程序或其他配置文件使用GATT配置文件，因此客户端和服务器可以以结构化方式进行交互。

作为蓝牙4.0标准的一部分，蓝牙智能为信标体验带来三个基本功能：可以验证的智能无线连接并管理互动;一种极其节能的连接，不会耗尽用户的手机电池;手机制造商和移动操作系统无处不在的支持。

实施iBeacon

Apple iBeacons和其他基于位置的传感器可以作为标签实现，并“附加”到产品或人员，然后链接到智能手机或平板电脑。在视距应用中，标签的范围在100到150英尺之间。提供蓝牙智能芯片和子系统的公司包括CSR，Nordic Semiconductor，恩智浦半导体，意法半导体，德州仪器等。

Nordic Semiconductor提供的典型信标参考设计包括高度集成的BLE收发器芯片，nRF51822，2.4 GHz天线，以及连接传感器或其他功能的触点板 - 所有这些都在直径仅为20 mm的电路板上（图1） 。 nRF51822芯片内部是一个32位ARM Cortex-M0 CPU，具有256 KB闪存和16 KB RAM，因此无需单独的微控制器。该参考设计包括10个通用I/O引脚，两个用于切换工作模式的按钮，一个RGB LED指示灯，可通过SPI端口完全编程，并支持无线固件更新。 nRF51822蓝牙智能信标套件包括一个信标和完全访问软件和设计文件。

图1：这个简单的参考设计，Nordic Semiconductor的nRF51822允许设计人员制作Apple iBeacon-兼容应用程序使用该公司高度集成的收发器芯片，其中包含一个低功耗微控制器。

与北欧芯片类似，剑桥科学研究院（CSR）的CSR1011通过集成16位RISC保持元件数量非常低基于微控制器，64 KB系统RAM，64 KB内部ROM和完整的蓝牙低功耗收发器（图2）。在其休眠模式下，芯片消耗的电流小于600 nA，因此如果芯片每天激活几次，则硬币电池可以为芯片供电一年或更长时间。片上MCU为设计人员提供了诸如10位A/D转换器，32条数字I/O线，3个模拟I/O引脚，UART，I²C/SPI端口，4个脉冲宽度调制定时器等资源模块，甚至是开关模式电源控制器。

图2：由CSR开发的CSR1011高度集成的蓝牙低功耗收发器芯片，仅实现低功耗部分蓝牙4.0标准，是一个完整的系统级芯片解决方案，适用于需要最少元件数量的设计。

当iBeacon设备链接到iOS设备时，信标可以在您接近或离开某个位置时提醒应用程序iBeacon显示。除了监控位置，应用程序还可以估算您与iBeacon的接近程度（例如，零售店中的显示或结账柜台）。根据您的设备和可用服务，位置服务使用蜂窝，Wi-Fi，蓝牙和GPS的组合来确定您的位置。如果您不在GPS卫星的清晰视野范围内，您的设备可以使用众包Wi-Fi和手机信号塔位置或iBeacons确定您的位置。

可以在屏幕上显示您的位置的应用，包括地图，使用蓝色标记指示您当前的（近似）位置。如果无法准确确定您的位置，标记周围也会出现蓝色圆圈。圆的大小显示您的位置可以确定的精确程度 - 圆越小，精度越高典型的蓝牙4.0标签可能大约四分之一，也许大约是厚度的三倍。这种标签的一个例子是Phone-Halo提供的StickR TrackR设备（图3）。直径大约一英寸的标签足够小，可以连接到钥匙环或使用双面胶带，粘在笔记本电脑或平板电脑上，甚至可以连接到狗项圈上。除了圆盘形标签外，该公司还有一个薄钱包大小的矩形设备，宽4厘米，长6.5厘米，厚0.4厘米。它使用两个CR2016纽扣电池，可以使用两年左右。

在iOS或Android手机或平板电脑上运行的软件应用程序允许用户通过水龙头查看手机/平板电脑和标记物品之间的距离手指在应用程序上，标签将响铃，从而指示其位置，并且软件允许StickR完全自定义用于声音警报设置，范围和其他功能。钥匙串上的标签或附在另一台设备上的标签也可以反向运行 - 它有一个按钮，当按下该按钮时，会导致您的iOS或Android设备响铃，从而可以找到放错位置的手机或平板电脑。

图3：Phone-halo开发的小型蓝牙4.0标签可以从单个CR2016纽扣电池运行一年多。在iOS或Android设备上运行的软件应用程序可以同时监控五到十个标记项目。总之，蓝牙低功耗设备的出现开辟了一个新的应用领域，包括iBeacons，标签和许多其他解决方案利用其低待机功耗和智能手机技术，提供防损和新的基于位置的服务。随着BTLE设备的高度集成，成本将继续下降，并将继续开辟更多的市场机会。