基于iBeacon技術(shù)在移動(dòng)數(shù)字化校園中的應(yīng)用

馬創(chuàng)

摘 要：進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，移動(dòng)數(shù)字化校園已成為高職信息化建設(shè)的主要方向，傳統(tǒng)基于GPS和wifi定位在精準(zhǔn)度和可靠性方面較為薄弱，而iBeacon技術(shù)的智能感知特性將給日常的工作和生活的場(chǎng)景帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的變化，同時(shí)為智慧校園的發(fā)展帶來(lái)了嶄新的變革體驗(yàn)。文章闡述了基于iBeacon技術(shù)在移動(dòng)數(shù)字化校園中的應(yīng)用及功能設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：iBeacon；wifi；定位；考勤

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）36-0123-02

1 iBeacon簡(jiǎn)介

iBeacon是2013年蘋(píng)果公司發(fā)布的移動(dòng)設(shè)備使用配備的新功能。其工作原理是，配備有低功耗藍(lán)牙通信功能的設(shè)備使用BLE技術(shù)向周?chē)l(fā)送ID，接收到該ID的軟件根據(jù)此ID做出對(duì)應(yīng)功能響應(yīng)。比如，在店鋪里設(shè)置iBeacon通信模塊的話(huà)，便可讓iPhone上運(yùn)行一資訊，或服務(wù)器向顧客發(fā)送折扣券。此外，在其他設(shè)備不能正常工作的情況下，可以使用iBeacon給應(yīng)用程序發(fā)送消息。iBeacon設(shè)備可通過(guò)藍(lán)牙向周?chē)l(fā)射信號(hào)，終端設(shè)備收到該附近信標(biāo)的ID后，對(duì)此信號(hào)做出響應(yīng)，如從服務(wù)器上獲取此ID對(duì)應(yīng)的位置信息等。

2 優(yōu)勢(shì)分析

基于iBeacon技術(shù)的定位系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）部署方便。藍(lán)牙信標(biāo)體積小，設(shè)備好比一臺(tái)小型的發(fā)射機(jī)，外圍電路極為簡(jiǎn)單，元器件極少，天線多為板載天線形式，配上一粒紐扣電池，一般情況下，其體積也不過(guò)1枚1元硬幣大小，部署起來(lái)也較為方便。（2）定位精確度高。iBeacon定位精度在2米內(nèi)，較傳統(tǒng)的定位技術(shù)有顯著的提升。iBeacon定位系統(tǒng)在實(shí)時(shí)定位人員位置的同時(shí)，還能基于地理位置推送廣播消息，用于基于位置的服務(wù)。（3）強(qiáng)大的編程功能。iBeacon技術(shù)有相應(yīng)的SDK，通過(guò)調(diào)用相應(yīng)的API接口，可實(shí)現(xiàn)豐富的拓展功能。（4）耗電少。iBeacon信標(biāo)使用的藍(lán)牙4.0低功耗技術(shù)，功耗有顯著的提升。（5）信號(hào)干擾小。相比于傳統(tǒng)基于WiFi的室內(nèi)定位技術(shù)而言，iBeacon則是靠藍(lán)牙基站拓?fù)洌瑥V播使用的BLE信號(hào)，BLE功耗更低、廣播距離增加至30米，頻段切換頻繁使得信號(hào)更少被干擾。（6）對(duì)移動(dòng)設(shè)備的要求不高。只需要移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)環(huán)境支持藍(lán)牙4.0協(xié)議，目前市面上的大部分移動(dòng)設(shè)備都能滿(mǎn)足這個(gè)要求。

3 iBeacon在移動(dòng)移動(dòng)數(shù)字化校園中的應(yīng)用

3.1 學(xué)?？记谀壳艾F(xiàn)狀，考勤的應(yīng)用

考勤系統(tǒng)的用戶(hù)角色分為：老師，輔導(dǎo)員和學(xué)生。根據(jù)具體角色的需求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)。老師及輔導(dǎo)員角色的主要功能：檢查承擔(dān)課程的考勤信息和查詢(xún)課程信息，修改考勤狀態(tài)，查詢(xún)班級(jí)考勤情況等。學(xué)生的主要功能包括簽到、查詢(xún)考勤與查詢(xún)課表等；為了確?？记谛畔⒌臏?zhǔn)確性，根據(jù)課表安排，學(xué)生需要提前十分鐘登陸到考勤系統(tǒng)進(jìn)行簽到，簽到的狀態(tài)將會(huì)實(shí)時(shí)提交到服務(wù)器，便于進(jìn)行信息的查詢(xún)與匯總?？记谶^(guò)程中所有正常注冊(cè)的學(xué)生將顯示在學(xué)生登錄名單下面，如：學(xué)生手機(jī)無(wú)法正常使用，忘帶手機(jī)或手機(jī)不支持藍(lán)牙功能等情況，導(dǎo)致學(xué)生不能正常進(jìn)行簽到，則將其信息突出方式顯示出來(lái)。數(shù)據(jù)將通過(guò)數(shù)據(jù)考勤標(biāo)記會(huì)自動(dòng)同步到服務(wù)器，相同用戶(hù)級(jí)別用戶(hù)可查看對(duì)應(yīng)的考勤信息，進(jìn)而滿(mǎn)足教師和輔導(dǎo)員對(duì)日?？记趨R總的統(tǒng)計(jì)需求，也對(duì)實(shí)時(shí)關(guān)注的課堂出勤情況提供了更為方便的途徑。

3.2 在新生報(bào)到中的應(yīng)用

基于iBeacon技術(shù)的室內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)的核心技術(shù)是通過(guò)iBeacon的通信協(xié)議，通過(guò)結(jié)合定位算法進(jìn)行位置感知來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，室內(nèi)導(dǎo)航同時(shí)為移動(dòng)數(shù)字校園帶來(lái)最具重大變化的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，解決了GPS技術(shù)在室內(nèi)無(wú)法定位的問(wèn)題，這是具有突破性的解決方案。例如，在教學(xué)樓，教師和學(xué)生在使用移動(dòng)應(yīng)用程序來(lái)搜索一間教室，通過(guò)iBeacon的感應(yīng)與三角定位算法，計(jì)算出用戶(hù)的當(dāng)前位置，結(jié)合每層的室內(nèi)電子地圖，規(guī)劃出合理的路線給教師和學(xué)生。通過(guò)iBeacon部署在建筑物中，移動(dòng)應(yīng)用程序可以使用的定位方法，如三角測(cè)量獲得師生的位置信息，并提供分米級(jí)的精密定位服務(wù)給教師及學(xué)生。學(xué)校的定位提供了技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在新生報(bào)到的時(shí)候，為提高報(bào)到工作的效率，在錄取通知書(shū)上印上二維碼，新生通過(guò)識(shí)別二維碼，進(jìn)入下載頁(yè)面或入口。在與iBeacon藍(lán)牙基站成功連接后，用戶(hù)在移動(dòng)終端上會(huì)收到與新生相關(guān)的校園資訊和報(bào)到須知，新生可以通過(guò)須知的報(bào)到流程，在不需要志愿者的幫助下，即可快速完成整個(gè)報(bào)到流程，進(jìn)而大大提升了新生報(bào)到的效率。

3.3 在圖書(shū)館中的應(yīng)用

集成定位技術(shù)在圖書(shū)館的系統(tǒng)添加以下功能：（1）當(dāng)進(jìn)入圖書(shū)館范圍，進(jìn)行用戶(hù)身份驗(yàn)證，藍(lán)牙基站識(shí)別讀者和檢索其相關(guān)的信息，使用最新的大數(shù)據(jù)技術(shù)分析用戶(hù)的借閱信息，并配合人物畫(huà)像分析讀者的閱讀喜好，向黏性高的讀者推送相關(guān)性高的圖書(shū)信息和可能感興趣的圖書(shū)，同時(shí)有借閱的圖書(shū)即將逾期的用戶(hù)，給出及時(shí)的系統(tǒng)提示。對(duì)讀者的歷史借閱信息也可以通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)的方式，推送線上或線下讀書(shū)活動(dòng)給可能感興趣或有相關(guān)性的用戶(hù)，當(dāng)舉辦活動(dòng)時(shí)，讀者無(wú)須咨詢(xún)，就可以獲得與事件相關(guān)的信息。（2）基于室內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)，當(dāng)讀者打開(kāi)移動(dòng)設(shè)備時(shí)，能較準(zhǔn)確地顯示該讀者的室內(nèi)位置信息。當(dāng)讀者在圖書(shū)館內(nèi)移動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)接口會(huì)向用戶(hù)自動(dòng)推送相關(guān)圖書(shū)及服務(wù)信息。在圖書(shū)檢索界面中，輸入圖書(shū)名稱(chēng)時(shí)搜索圖書(shū)，終端界面通過(guò)場(chǎng)館的平面圖，將該圖書(shū)位置標(biāo)注出來(lái)，并提供規(guī)劃的室內(nèi)路線，將讀者引導(dǎo)到相應(yīng)的書(shū)架，最后讀者根據(jù)書(shū)架索引信息，實(shí)現(xiàn)快捷取書(shū)的過(guò)程。（3）圖書(shū)館動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理，通過(guò)后臺(tái)管理平臺(tái)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控館內(nèi)不同區(qū)域的讀者人數(shù)，從而在人流擁擠的情況下實(shí)現(xiàn)流量監(jiān)控分流。

4 存在的問(wèn)題

雖然iBeacon技術(shù)給數(shù)字化校園的建設(shè)帶來(lái)了新的機(jī)遇和服務(wù)模式，但在實(shí)際的工作中，使用iBeacon技術(shù)，在施工過(guò)程中建立移動(dòng)應(yīng)用和推廣過(guò)程中還存在一定的局限性。第一用戶(hù)習(xí)慣很難改變。很多人認(rèn)為藍(lán)牙是一種耗電的功能，只有需要相關(guān)的功能時(shí)才會(huì)去打開(kāi)。因此，諸如信息推送之類(lèi)的主動(dòng)服務(wù)將無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果。如何讓用戶(hù)主動(dòng)的開(kāi)啟藍(lán)牙將是影響iBeacon移動(dòng)應(yīng)用能否有效推廣的一個(gè)關(guān)鍵因數(shù)，而且基于iBeacon的室內(nèi)定位建設(shè)及維護(hù)成本比較高。構(gòu)建基于iBeacon的移動(dòng)應(yīng)用需要應(yīng)用開(kāi)發(fā)成本考慮，iBeacon基站的成本和手動(dòng)部署成本需要專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)部署大量iBeacon基站，以確保室內(nèi)導(dǎo)航要求的地區(qū)全覆蓋定位結(jié)果的精準(zhǔn)度。第三，由于通信協(xié)議是開(kāi)放的，所以通信中存在的安全隱患在應(yīng)用開(kāi)發(fā)中需要考慮。最后，基于除了需要保證移動(dòng)設(shè)備藍(lán)牙正常開(kāi)放的先決條件，還需要保證用戶(hù)能正常連接上網(wǎng)絡(luò)。所以如果不建立一個(gè)校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，許多學(xué)生都不會(huì)選擇使用基于iBeacon的定位服務(wù)。因此，基于iBeacon的移動(dòng)數(shù)字化校園的建設(shè)和推廣仍然任重而道遠(yuǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前市場(chǎng)上基于精準(zhǔn)室內(nèi)定位技術(shù)，已經(jīng)將iBeacon廣泛應(yīng)用到了醫(yī)院、養(yǎng)老、園區(qū)、工廠、會(huì)展、博物館/展覽館、地下停車(chē)場(chǎng)、地下管線及礦道、監(jiān)獄安防等行業(yè)領(lǐng)域。醫(yī)院里的電子導(dǎo)醫(yī)導(dǎo)診、病患監(jiān)護(hù)、醫(yī)療設(shè)備管理；地下停車(chē)場(chǎng)的智能停車(chē)、反向?qū)ぼ?chē)導(dǎo)航；微信“搖一搖周邊”，發(fā)送電子優(yōu)惠券、線下互動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)等。通過(guò)iBeacon室內(nèi)精準(zhǔn)定位、結(jié)果精確度高、高效率、硬件部署成本低、可維護(hù)性好等優(yōu)勢(shì)，在移動(dòng)數(shù)字化校園中引入物聯(lián)網(wǎng)的概念技術(shù)，同時(shí)與移動(dòng)互聯(lián)的深度融合，使其在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大潮中，讓校園綜合服務(wù)能力進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]董茜，孫婷婷，李婷蔚.基于iBeacon技術(shù)的移動(dòng)智慧化校園應(yīng)用研究[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，5.

[2]陳翠琴.基于iBeacon技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)智慧校園應(yīng)用研究[J].網(wǎng)絡(luò)天地.

[3]林信川，游貴榮.基于iBeacon的課堂自動(dòng)考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，2.

[4]張航，孫效玉，田鳳亮.基于iBeacon技術(shù)的井下人員設(shè)備定位系統(tǒng) [J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，11.endprint