Beaconとは?

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Beaconには、のろしとかかがり火という意味があります。このことからも分かるように、Beaconは「位置と情報を伴った伝達手段」のことと捉えるのが適当ではないでしょうか。従って、Beacon=iBeaconと考えている人も多いのですが、iBeaconだけが「位置と情報を伴った伝達手段」というわけではないことに気づくと思います。

Beaconにはどんなものがあるの?

 VICSとビーコン

道路交通情報通信システム(VICS)では、渋滞の状況や所要時間、通行止めなどの情報を電波ビーコンや光ビーコンという言われるもので車に情報を伝えています。

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(一般財団法人 道路交通情報通信システムセンター http://www.vics.or.jp/structure/beacon.html より)

雪崩ビーコン

beacon_012雪崩ビーコンとは、登山や山スキーなど、雪崩に遭遇する危険のある場合に携行する小型の機器です。登山者が雪崩に巻き込まれてしまったとき、雪の下になった人のビーコンから発せられる電波から位置を探索するというものです。

 

 

無線LANのBeaconパケット

beacon_013無線LANでは、アクセスポイントが自らの存在を知らせるために発する無線信号のことをビーコンといい、Beaconパケットを定期的に送出ししています。Beaconパケットには、APの暗号設定、APの通信伝送レート設定、 SSID、 ESSIDと言った情報が含まれています。

 

WEBビーコン

Webページに埋め込まれた情報収集用の極めて小さい画像のことをWeb beaconと言います。ユーザのアクセス動向などを収集するために用いられるもので。閲覧者がページを開くと、同時にそのファイルもダウンロードされ、その際にアクセス日時やアクセス元の情報などを収集することができます。

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(http://www.ca-mp.jp/service.html より)

 

iBeacon

beacon_017iPhoneのiOS7に標準搭載されたBluetooth Low Energy(BLE)を使った新技術です。iBeaconは、発信側のビーコン端末とビーコン端末からの受信に対応したiPhoneアプリの2つの組み合わせでできています。ビーコン端末から「アドバタイズメント・パケット」というID情報(proximityUUID/Major/Minorの3種類の識別子で構成)が発信されており、iphoneアプリがビーコン端末と同じ識別子が含まれていると判断すると、アプリが反応して通知が表示されるという仕組みです。iBeaconは建物の中での位置情報が取れることに特徴があります。iBeaconでの位置情報(測位)についてはこちらのページをご覧ください。

iBeaconの特徴

iBeaconの位置測位

iBeacnには大まかに2つの機能があります。一つは、iOSデバイスがビーコンの領域内に入ったこと、出たことを検知する機能です。デバイスを検知できる範囲は、概ね半径数十センチ〜数十メートル程度です。

2つ目はビーコンの領域内にいるiOSデバイスと、ビーコンの間の距離を「遠い」「近い」「非常に近い」の3段階で検知できることです。これによって、ユーザーのリアルな位置を把握し、現時点である場所にいる人にだけ情報を届けることができます。

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(IT Leaders http://it.impressbm.co.jp/articles/-/11879 より)

こうした技術は実はiBeacoonnが初めてというわけではありません。WiFiなどを使って位置情報を取得する仕組みはありました。たたiBeaconはオープン技術を使用しており、BLEの規格に準拠していればアップル社以外のデバイスでも利用が可能ということです。

Android では、Android 4.3から、Windowsも、Windows 8.1からBLEに対応したAPI(Application Programming Interface)が追加されました。Bluetooth4.0対応のAndroid端末や、Windows端末でもビーコンを利用した位置測位を利用したアプリが利用可能となっています。iBeaconの登場で、近距離位置情報を使ったサービスを展開しやすくなったと言えます。

※ iBeacon と GPS

位置情報取得といえば思い浮かぶのはGPSです。GPS(Global Positioning System)は日本語では「全地球測位システム」と言いますが、その名の通り人工衛星を利用して位置を測位するシステムです。GPSの受信器は複数のGPS衛星から電波を受信して位置を特定しますが、「みちびき」を使って精度が年々向上しているとはいうものの屋内や地下など衛星からの電波が届かない場所での測位が難しいという欠点があります。iBeaconは、GPSのような広範囲での利用はできませんが、屋内や地下でも問題なく利用でき、しかも数cm~数十cmレベルで位置を特定できるため、店舗のような狭い範囲で情報をピンポイントに発信できるメリットがあります。

iBeaconの仕組み

iBeaconが機能するのには、「Beacon端末」「アプリケーション(以下、アプリ)」「サーバ」という3つの要素が必要となります。仕組みとしては、Beacon端末がIDなどの情報を載せたBLE電波を発信し、iOSがそれを検出して対応アプリを起動します。アプリは取得したID情報をインターネット経由でサーバに問い合わせし、サーバが必要な情報を配信してアプリ上に表示させるという流れとなります。(下記のイメージ図を参照)

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(株式会社マイクロウェーブhttp://www.micro-wave.net/column/technology/iBeacon.php より)

iBeaconが利用するBLEは極わずかな電力で動く代わりに、通信できるデータ量が限られています。Beacon端末が発信できる情報は、個体を識別するためのUUID、Major値、Minor値と言われるものだけです。特にUUID (Universally Unique Identifier)は重要な情報で、重複や偶然の一致が起こりえない一意な識別子、簡単にいえば世界でひとつのIDを生成するものです。この3つの値を利用することで、例えば同じショッピングモールの建物内に設置されたBeacon端末は全て同じUUIDで、フロアごとに違うMajor値、更に店舗ごとに違うMinor値を設置することで、どの建物の何階のどのお店が出しているBeacon信号なのかを特定できます。

前述のようにBeacon端末は固有のID情報を発信するだけで、直接、画像や情報を送信するわけではありません。アプリがBeaconの信号を検知すると、サーバに情報照合の問い合わせを行い、サーバから返ってきた結果を表示する仕組みになっています。iBeaconなら、アプリが起動していなくても、iOS端末がBeacon信号を受け取ると、バックグランド状態でアプリが起動します。

UUID(Universally Unique IDentifier )

Beaconが発信するID情報の中でも大事なのはUUIDと先に述べましたが、このUUIDとは2つ以上のアイテムが同じ値を持つことがない一意な識別子を指します。これは、誰でもいつでも自由に生成することができます。

UUIDは128bitで構成され、そのうち6bitは国際規格で定義されており変更することができません。バージョンは元にするデータや算出手順の違いによって1から5まで定義されています。

 バージョン
 1  時刻とMACアドレスを元にするバージョン
 2  DCEセキュリティバージョン
 3  バイト列を元にするバージョン。MD5ハッシュを使用
 4  ランダム生成するバージョン
 5  バイト列を元にするバージョン。SHA-1ハッシュを使用

バージョン1は生成日時・時刻の情報を連結して生成します。バージョン3と5は利用者が元になるデータを任意に指定し、そのハッシュ値(※1)を用います。バージョン4は122ビットの乱数を生成してこれを識別子とします。

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(IT Leaders http://it.impressbm.co.jp/articles/-/11879 より)

※1 全てのデータは0と1を組み合わせ、つまり数値とみなすことが出来ます。ハッシュ値とは、あるデータ(つまり数値)を、ハッシュ関数と呼ばれる関数で演算した結果のことです。このとき、ハッシュ値は基のデータのサイズに関わらず、128~512ビット程度の一定の長さになります。ハッシュ(hash)とは、「切り刻む、細かくする」という意味があり、基のデータを約束事(アルゴリズム)に従って細かく切り刻んで、一定の長さに整えたものと言えます。

 各社ibeaconの比較

 画像  メーカ  電源・性能
 estimote_001  Estimote Beacon ボタン電池(約2年)
 kontakt_001_R  kontakt ボタン型電池駆動(ビーコンレート100msで最大6ヶ月、350msで最大2年)検知距離最大70m
 kst3010_001_R KStechnologies ボタン型電池(最大6ヶ月)検知距離最大70m。
 lightcurb_001_R  Lightcurb
 glimworm_003_R Glimworm ボタン型電池駆動(最大12ヶ月)

 

 

 

(執筆中)

 

 

 

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