基于iBeacon技術在移動數字化校園中的應用

馬創

摘 要：進入“互聯網+”的時代，移動數字化校園已成為高職信息化建設的主要方向，傳統基于GPS和wifi定位在精準度和可靠性方面較為薄弱，而iBeacon技術的智能感知特性將給日常的工作和生活的場景帶來實質性的變化，同時為智慧校園的發展帶來了嶄新的變革體驗。文章闡述了基于iBeacon技術在移動數字化校園中的應用及功能設計。

關鍵詞：iBeacon；wifi；定位；考勤

中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0123-02

1 iBeacon簡介

iBeacon是2013年蘋果公司發布的移動設備使用配備的新功能。其工作原理是，配備有低功耗藍牙通信功能的設備使用BLE技術向周圍發送ID，接收到該ID的軟件根據此ID做出對應功能響應。比如，在店鋪里設置iBeacon通信模塊的話，便可讓iPhone上運行一資訊，或服務器向顧客發送折扣券。此外，在其他設備不能正常工作的情況下，可以使用iBeacon給應用程序發送消息。iBeacon設備可通過藍牙向周圍發射信號，終端設備收到該附近信標的ID后，對此信號做出響應，如從服務器上獲取此ID對應的位置信息等。

2 優勢分析

基于iBeacon技術的定位系統，相對于傳統的定位系統有如下幾點優勢：

（1）部署方便。藍牙信標體積小，設備好比一臺小型的發射機，外圍電路極為簡單，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1枚1元硬幣大小，部署起來也較為方便。（2）定位精確度高。iBeacon定位精度在2米內，較傳統的定位技術有顯著的提升。iBeacon定位系統在實時定位人員位置的同時，還能基于地理位置推送廣播消息，用于基于位置的服務。（3）強大的編程功能。iBeacon技術有相應的SDK，通過調用相應的API接口，可實現豐富的拓展功能。（4）耗電少。iBeacon信標使用的藍牙4.0低功耗技術，功耗有顯著的提升。（5）信號干擾小。相比于傳統基于WiFi的室內定位技術而言，iBeacon則是靠藍牙基站拓撲，廣播使用的BLE信號，BLE功耗更低、廣播距離增加至30米，頻段切換頻繁使得信號更少被干擾。（6）對移動設備的要求不高。只需要移動設備系統環境支持藍牙4.0協議，目前市面上的大部分移動設備都能滿足這個要求。

3 iBeacon在移動移動數字化校園中的應用

3.1 學校考勤目前現狀，考勤的應用

考勤系統的用戶角色分為：老師，輔導員和學生。根據具體角色的需求進行功能設計。老師及輔導員角色的主要功能：檢查承擔課程的考勤信息和查詢課程信息，修改考勤狀態，查詢班級考勤情況等。學生的主要功能包括簽到、查詢考勤與查詢課表等；為了確保考勤信息的準確性，根據課表安排，學生需要提前十分鐘登陸到考勤系統進行簽到，簽到的狀態將會實時提交到服務器，便于進行信息的查詢與匯總。考勤過程中所有正常注冊的學生將顯示在學生登錄名單下面，如：學生手機無法正常使用，忘帶手機或手機不支持藍牙功能等情況，導致學生不能正常進行簽到，則將其信息突出方式顯示出來。數據將通過數據考勤標記會自動同步到服務器，相同用戶級別用戶可查看對應的考勤信息，進而滿足教師和輔導員對日常考勤匯總的統計需求，也對實時關注的課堂出勤情況提供了更為方便的途徑。

3.2 在新生報到中的應用

基于iBeacon技術的室內導航服務的核心技術是通過iBeacon的通信協議，通過結合定位算法進行位置感知來實現室內定位，室內導航同時為移動數字校園帶來最具重大變化的移動互聯網服務，解決了GPS技術在室內無法定位的問題，這是具有突破性的解決方案。例如，在教學樓，教師和學生在使用移動應用程序來搜索一間教室，通過iBeacon的感應與三角定位算法，計算出用戶的當前位置，結合每層的室內電子地圖，規劃出合理的路線給教師和學生。通過iBeacon部署在建筑物中，移動應用程序可以使用的定位方法，如三角測量獲得師生的位置信息，并提供分米級的精密定位服務給教師及學生。學校的定位提供了技術實現。在新生報到的時候，為提高報到工作的效率，在錄取通知書上印上二維碼，新生通過識別二維碼，進入下載頁面或入口。在與iBeacon藍牙基站成功連接后，用戶在移動終端上會收到與新生相關的校園資訊和報到須知，新生可以通過須知的報到流程，在不需要志愿者的幫助下，即可快速完成整個報到流程，進而大大提升了新生報到的效率。

3.3 在圖書館中的應用

集成定位技術在圖書館的系統添加以下功能：（1）當進入圖書館范圍，進行用戶身份驗證，藍牙基站識別讀者和檢索其相關的信息，使用最新的大數據技術分析用戶的借閱信息，并配合人物畫像分析讀者的閱讀喜好，向黏性高的讀者推送相關性高的圖書信息和可能感興趣的圖書，同時有借閱的圖書即將逾期的用戶，給出及時的系統提示。對讀者的歷史借閱信息也可以通過數據比對的方式，推送線上或線下讀書活動給可能感興趣或有相關性的用戶，當舉辦活動時，讀者無須咨詢，就可以獲得與事件相關的信息。（2）基于室內導航服務，當讀者打開移動設備時，能較準確地顯示該讀者的室內位置信息。當讀者在圖書館內移動時，系統接口會向用戶自動推送相關圖書及服務信息。在圖書檢索界面中，輸入圖書名稱時搜索圖書，終端界面通過場館的平面圖，將該圖書位置標注出來，并提供規劃的室內路線，將讀者引導到相應的書架，最后讀者根據書架索引信息，實現快捷取書的過程。（3）圖書館動態監測管理，通過后臺管理平臺，動態監控館內不同區域的讀者人數，從而在人流擁擠的情況下實現流量監控分流。

4 存在的問題

雖然iBeacon技術給數字化校園的建設帶來了新的機遇和服務模式，但在實際的工作中，使用iBeacon技術，在施工過程中建立移動應用和推廣過程中還存在一定的局限性。第一用戶習慣很難改變。很多人認為藍牙是一種耗電的功能，只有需要相關的功能時才會去打開。因此，諸如信息推送之類的主動服務將無法達到預期的效果。如何讓用戶主動的開啟藍牙將是影響iBeacon移動應用能否有效推廣的一個關鍵因數，而且基于iBeacon的室內定位建設及維護成本比較高。構建基于iBeacon的移動應用需要應用開發成本考慮，iBeacon基站的成本和手動部署成本需要專業的團隊部署大量iBeacon基站，以確保室內導航要求的地區全覆蓋定位結果的精準度。第三，由于通信協議是開放的，所以通信中存在的安全隱患在應用開發中需要考慮。最后，基于除了需要保證移動設備藍牙正常開放的先決條件，還需要保證用戶能正常連接上網絡。所以如果不建立一個校園無線網絡，許多學生都不會選擇使用基于iBeacon的定位服務。因此，基于iBeacon的移動數字化校園的建設和推廣仍然任重而道遠。

5 結束語

目前市場上基于精準室內定位技術，已經將iBeacon廣泛應用到了醫院、養老、園區、工廠、會展、博物館/展覽館、地下停車場、地下管線及礦道、監獄安防等行業領域。醫院里的電子導醫導診、病患監護、醫療設備管理；地下停車場的智能停車、反向尋車導航；微信“搖一搖周邊”，發送電子優惠券、線下互動營銷等。通過iBeacon室內精準定位、結果精確度高、高效率、硬件部署成本低、可維護性好等優勢，在移動數字化校園中引入物聯網的概念技術，同時與移動互聯的深度融合，使其在“互聯網+”的大潮中，讓校園綜合服務能力進一步提升。

參考文獻：

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