iBeacon – Herkunft, Zukunft & Technik 

Ein Artikel von Lutz Bliska, Professional Consultant, Diso AG

Einleitung

iBeacons bieten Unternehmen als aufkommende Technologie spannende Möglichkeiten. Vor nunmehr über einem Jahr wurde iBeacon von der Firma Apple Inc. vorgestellt und in der Regel werden Apple Produkte sowie Technologien mit einem entsprechenden Hype ausgeliefert. Bei dem Thema iBeacon verhält sich das etwas anders. Es ist bisher ungewöhnlich ruhig um diese vielversprechende Funktechnik von Apple. Im Folgenden soll ein technischer Überblick über die Herkunft, die Funktionsweise und ein Ausblick über Apple’s iBeacon Technologie ermöglicht werden.

Hintergrund

Der proprietäre Standard iBeacon basiert auf dem Standard Bluetooth Low Energy (BLE). Bluetooth Low Energy (BLE) ist eine sehr stromsparende Funktechnik die im 2,4-GHz-Bereich sendet und mit der sich Geräte in einer beschränkten Umgebung vernetzen lassen.

Die Anfänge von BLE liegen im Jahre 2001, als unter dem Namen Wibree die von Nokia initiierte Gemeinschaftsentwicklung (Nokia, Epson, Broadcom, CSR und Nordic) an einer stromsparenden Funktechnik für kurze Distanzen begann. Sechs Jahre später übernahm die Bluetooth Special Interest Group, der 8000 Unternehmen angehören, die bisherige Wibree – Entwicklungsgemeinschaft und änderte die Bezeichnung für den Funktechnik-Standard zu Bluetooth Low Energy.

Ein weiterer Meilenstein von BLE wurde 2009 vorgestellt. Mit einer neuen Protokoll-Architektur konnte der Energiebedarf weiter deutlich verringert und die Reichweite von BLE bis auf 100 Meter erweitert werden.

Apple hat den iBeacon neben dem BLE noch mit einer Konfigurationsdatei ausgestattet, in der jeder Hardwareverkäufer eine eindeutige Identifikation (Universally Unique Identifier, Kurz: UUID) und des Weiteren eine Major- sowie Minor-Nummer hinterlegen kann. Die UUID ist mit einer Feldlänge von 16 Bytes und die Major- sowie Minor-Nummer von je 2 Bytes Feldlänge definiert [Abb.1].

Funktionsprinzip

Damit die Verbreitung der kleinen Bluetooth-Sender möglichst schnell gelingt hat Apple versucht die Strukturierung und Funktionsweise des iBeacons einfach zu halten. In der Praxis könnte für ein Unternehmen die iBeacon-Struktur durch folgenden Aufbau der iBeacon-Felder bestimmt werden [Abb.2].

Ein Unternehmen (UUID) hat Filialen in San Francisco (Major 1), Paris (Major 2) und London (Major 3). Jede dieser Filialen wiederum verfügt über die Abteilungen Clothing (Minor 10), Housewares (Minor 20) und Automotive (Minor 30).

Die in den drei Filialen platzierten iBeacons senden in einem statischen Intervall ein Signal aus. Kommt ein Kunde mit einem BLE Bluetooth-fähigen Gerät (z.B. ein Smartphone) auf dem eine für iBeacons konfigurierte Anwendung installiert ist, in die Nähe des iBeacons, detektiert das Gerät diesen.

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Schönes Beispiel einer guten iBeacon Benützung von SBB! http://t.co/WvH07L7d51 #ibeacon #mobile @sbb @dsenften

Diso AG (@DisoAG) 19. Januar 2015

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Das Besondere dabei ist, dass die Anwendung dafür nicht im Vordergrund auf dem Gerät ausgeführt werden muss, sondern das Gerät ohne jegliche Benutzerinteraktion mit der Anwendung kommuniziert.

Mit Hilfe der Anwendung die auf dem Smartphone installiert ist und der empfangenen iBeacon-Werte UUID, Major- sowie Minor-Nummer [Abb.3] kann nun die auf dem iBeacon zugeordnete Position ermittelt und entsprechende Inhalte können auf der Anwendung angezeigt werden.

Verwaltung der iBeacon-Werte sowie Zuordnung von Position und Inhalten erfolgen idealerweise in einem zentralen Content-Management-System (CMS), das durch die auf dem Smartphone installierte Anwendung abgefragt werden kann [Abb.4].

Angewandt auf das oben genannte Beispiel resultiert aus der Abfrage der empfangenen iBeacon-Werte, dass ein potenzieller Kunde sich mit seinem Gerät in der Nähe des iBeacons der Pariser Filiale in der Housewares-Abteilung befindet [Abb.4].

Wie und ob sich die Anwendung auf dem Gerät des Kunden bemerkbar macht bleibt dem Anwendungsentwickler überlassen. Ein durchaus denkbares Szenario wäre eine Benachrichtigung über die Notification-Funktion des Betriebssystems mit dem Hinweis auf Sonderaktionen oder Rabatte.

Durchaus möglich wäre auch ein Benachrichtigungsszenario in Abhängigkeit zur Reichweite des iBeacons. Zum Beispiel beim:

  • Vorbeilaufen an einem Geschäft (Fern)

  • Eintreten in ein Geschäft (Nah)

  • Unmittelbaren Erreichen eines Produktes (Direkt) [Abb.5 & 6]

Speziell für diese Variante des Verwendungszwecks bietet die Apple API die Möglichkeit an, die Nähe eines Gerätes zu einem iBeacon bzw. die aktuelle iBeacon-Zone in der sich das Gerät befindet zu ermitteln.

Genauere Positionen des Empfängers im zweidimensionalen Raum lassen sich unter der Verwendung von mindestens drei iBeacons in der Reichweite eines Gerätes z.B. durch Trilateration oder das Fingerprinting-Verfahren errechnen. Für die Ermittlung der Position im dreidimensionalen Raum werden mindestens vier iBeacons in der Reichweite eines Gerätes benötigt.

Ausblick

Durch welches Fernglas auch in die Zukunft Richtung iBeacon geschaut wird, es ist deutlich zu erkennen dass diese Technologie auf uns zukommt. Wie schnell, und in welcher Dimension, ist noch etwas unschärfer zu sehen.

Gemessen an den Zahlen die der Blog Beaconstat für den US-Markt aufführt, ist iBeacon als Technologie bald schon nicht mehr wegzudenken. Sind im Jahre 2014 ca. 30’000 iBeacons aktiv im Einsatz sollen es 2019 an die 60’000’000 iBeacons sein – alleine in den USA. Über die tendenzielle weltweite Ausbreitung des iBeacons kann sich jedermann über die Karte auf der Webseite Wikibeaucon informieren. Mögen diese Zahlen nicht repräsentativ sein, ist jedoch eines nicht abzustreiten:

Themen wie Internet der Dinge (auch IoT oder Internet of Things genannt), wozu iBeacons im gewissen Masse dazugehören, werden in den kommenden Monaten stetig präsenter werden, zumal das Spektrum an möglichen Anwendungsfällen keine Grenzen zu kennen scheint.

Kommen die iBeacons aktuell vor allem im Handel, bei Museen oder in Stadien zum Einsatz, so können die vielfältigen Möglichkeiten in alle Richtungen zeigen, und bieten nun gute Einstiegschancen für Unternehmungen verschiedener Branchen.

iBeacon Dienstleistungen der Diso AG

  • Proof-of-Concept iBeacon für Start-ups, Spin-offs

  • Konzeption iBeacon System im Bereich Retail, Security, Point-of-Sale (POS)

  • Entwicklung iBeacon Mobile Apps

  • Installation iBeacons

  • Entwicklung iBeacon Content Management System (CMS)

Fragen zur Beacon Technologie bitte an Lutz Bliska, Fachexperte (lbliska@diso.ch)

Fragen zu Beacon Dienstleistungen bitte an Daniel Meienberg (dmeienberg@diso.ch)

 

Diso AG – Der Daten- und Cloud-Experte

Die Diso AG ist ein renommierter IT-Dienstleister und langjähriger Oracle-Vertriebspartner in der Schweiz mit Schwerpunkten in den Bereichen Datenbanken und Cloud-Lösungen. Diso bietet ihren Kunden beispielsweise die Oracle Plattform as a Service-Lösung und die dazugehörige Datenmigration an. Kunden profitieren des Weiteren vom Komplettlösungsangebot im Sinne von Planung, Integration, Support inklusive Betrieb und Überwachung von IT-Infrastrukturen und Datenbanksystemen.

Im Bereich Software-Engineering entwickelt Diso massgeschneiderte IT und Software-Lösungen für unternehmensspezifische Anwendungen, wann immer sinnvoll mit einem mobile-first Ansatz. Zudem ist Diso Spezialist wenn es um die Software-basierte Optimierung von Performance geht. Auf die Kompetenz des traditionsreichen IT-Dienstleisters und Mittelständlers vertrauen bereits namhafte Kunden aus den Schwerpunktbranchen Banken, Versicherungen Detailhandel und öffentliche Verwaltung.

Die Diso designt wandlungsfähige IT-Systeme, entwickelt massgeschneiderte Software und ermöglicht die performante Verwendung und Auswertung von Informationen.

 

Quellen

  • The Low Energy Technology Behind Bluetooth Smart http://www.bluetooth.com/Pages/low-energy- tech-info.aspx
  • Bluetooth Goes Ultra-Low-Power http://www.digikey.com/en/articles/techzone/2011/dec/bluetooth- goes-ultra-low-power
  • Wikipedia – iBeacon https://en.wikipedia.org/wiki/IBeacon
  • Wikipedia – Bluetooth Low Energy http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth_low_energy
  • Apple Developer https://developer.apple.com/ibeacon/Getting-Started-with-iBeacon.pdf
  • Apple Developer – Region Monitoring & iBeacon https://developer.apple.com/library/ios/documentation/UserExperience/Conceptual/ LocationAwarenessPG/RegionMonitoring/RegionMonitoring.html#//apple_ref/doc/uid/TP40009497- CH9-SW1