AndroidとiBeacon(BLE)

Android Night 日本Androidの会 2013/12/20(金）

アプセサリーとは 周辺機器を意味するアクセサリと、そのアクセサリと接続する アプリケーションの2つの単語を組み合わせた造語 Accessory ＋ application = Appcessory スマートホン（＋アプリ）とアクセサリーを繋ぐ → スマートホンはさらにネットワークでクラウドに繋がる 日本語でググっても出てこないので日本では一般的ではない？ appcessoryでいっぱいヒット → 海外では盛り上がっている KickStarterではいっぱい出てる → 既にネタ切れ感？ AndroidはADKからの流れ、Appleの対応が大きい

アプセサリーの例

Findme系キーホルダー Fitbit http://www.fitbit.com/jp/home Wahoo http://www.wahoofitness.com/ Sphero2 http://www.gosphero.com/ja/ NIKE、時計（Smart Watch）、自転車用 KickStarter系 http://www.kickstarter.com/projects/search?utf8=%E2%9C%93&term=bluetooth

アプセサリークラブ始めました

・FBのグループ作成 https://www.facebook.com/groups/424957874297093/ ・勉強会開催(11/14) 福岡（九州）をBLEの開発拠点にしたい（ゲーム、Webから参入） ハッカソン、勉強会のイベントなどを予定しています チップモジュールメーカーとの交流（Braveridgeさんとか） 他の地区との交流（岐阜、会津）

スマートフォンの役割 スマートフォンがコア（ハブ）になる • ユーザーインターフェイス（操作、表示） • 計算処理、データベース • ３Gを含めたネットワーク → クラウドのサービスと連携

スマートフォン キャリヤ＆

プロバイダー インターネット

３G回線 Bluetooth Smart

アプセサリー

SNSでのデータ共有 アドバイス通知 ポイント付加

AndroidではADK、Arduinoなどのフィジカルコンピューティングからの流れ

アプセサリーをめぐる環境 • Bluetooth 4.0（BLE) → Apple iPhone4S以降で採用 （Androidは4.3から) ＊NFCはAndroid系のみ • 通信チップの低価格化 • スマートフォン、タブレットの浸透 • ハードウェアのオープンソース化 → Makersの流行 Startup系クラウドファンディング→ 資金集め、制作バックアップ 個人やベンチャー系企業がアプセサリーを作る時代 Webサービスのベンチャーがサービスの一環で作成

Bluetooth Low Energy(BLE) • シングルモード（Bluetooth Classicとの互換性無し） • 低消費電力（ボタン電池で駆動） • 高速接続（3チャンネルでアドバタイジング 6ms) • データは37チャンネルで送信（周波数ホッピング） • 小型化（1チップの無線モジュール＋センサ） • 少ないデータを低速で 低速（305kbps) 短いパケット47オクテット(データ部 37オクテット) ・ 新規格Bluetooth4.1への移行も簡単（ファーム書換のみ 技適は？）

L2CAP ATT SM

GATT Profile GAP

Application

技適領域

Characteristic

Characteristic

Service Profile

Characteristic

Characteristic

Service

BLEプロファイル • アラート通知 (Alert Notification)。 • 血圧計 (Blood Pressure)。 • 自転車のパワーメータ (Cycling Power)。 • 自転車の速度とペダル回転数 (Cycling Speed and Cadence)。 • デバイスの発見 (Find Me) • 血糖値 (Glucose) • 体温計 (Health Thermometer) • 心拍 (Heart Rate) • 入力装置 (HID OVER GATT) • 位置と経路誘導 (Location and Navigation) • 電話の警告(Phone Alert Status) • 近接 (Proximity) • ランナーの速度とペース (Running Speed and Cadence) • 時刻 (Time)

Bluetooth SIGに申請すれば採用される → 早いもの勝ち！

Bluetooth Classicとの違い

• 接続台数が無限大（Classicは7台まで） • ペアリングが無くても良い（セキュアな通信時には必要） • 低速（ 305kbps ） • オーディオなどのストリーム系データ通信は向かない

BLEの仕組み

• セントラル － ペリフェラル

• 低速（305kbps) 短いパケット47オクテット(データ部 37オクテット) • アドバタイザパケット（チャンネル37,38,39) MFi不要（iPhone) • プロトコルサービス（プロファイル） Bluetooth SIGに企業が提出→承認

Central Peripheral

Advertise

Connect Connected Data Transfer

AdvertiseでService UUID通知

BLEモジュール

コスト、技適の問題 → 安価で技適取得済みのモジュール • BlueGiga(BLE112) • Laird(BL600) • アプリックス • Braveridge @1000ぐらい コアチップメーカー TI（ CC2541）とNordic Semiconductor（ nRF51） KONASHI、 REBLE112WB（モジュールボード）

BLEモジュールのメリット

• ＠1000円ぐらい • CPUコアチップ 8051,ARM + メモリも豊富 • GPIO、アナログ入力、PWM、I2C、SPIなどIO盛りだくさん • Basicで制御（＋ATコマンド） → Arduino感覚で制御可能 センサとボタン電池付ければOK →これ1個で十分じゃないの？

Braveridgeのモジュール

BLEモジュール＋センサ ・ BVMCN5102-Ap_AX 3軸加速度センサー ・ BVMCN5102-Ap_E 温度／湿度センサー／気圧センサー ・ BVMCN5102-Ap_XGM 加速度／ジャイロ／磁気の9軸センサー アプセサリーとして基本的なハードは実装済み → ファームに独自の機能を追加するのみ センサ制御ライブラリ供給、 nRF51822 SDK供給 http://www.nordicsemi.com/jpn/node_206/node_305/Product-Related-News/ODM-Braveridge-nRF51822-Bluetooth-low-energy

iBeaconについて

• Appleの独自規格 iOS7より （Android4.4でも実装可能） • アドバタイズメント・パケット（ブロードキャスト送信）を利用 • トリガ（領域入出）でiOSアプリの制御が可能 • Passbookとの連携(iOS) Passbookに入れたクーポンが使える店舗に近づくと、 「クーポン使えます」と通知

iBeaconの情報

アドバタイズメント・パケットにIDを埋め込む データ構成 UUID, major, miner, RSSI（電波強度） UUID,major,minerで位置を特定する UUID（会社ID）、major(店舗）、miner(テーブル） 電波強度で近接を検出（自由空間伝搬損失より距離に換算） iOSでは（Far,Near,Imidiateの3種類） →ざっくりとした情報でしかない（人、周辺環境で変化する）

iBeacon機器

estimote http://estimote.com/?gclid=CMnU-ODY4boCFUQgpQodHnYAIg 壁とかテーブルに置く 技適通してない orz その他 AKAbeacon（G.Clue)

AndroidとBLE

4.3から対応 KitKat(4.4) （それまでメーカーが独自で実装） 対応機種 Nexus7（2013)、Nexsus4、Nexus5（2013/11現在） →今後の機種で増えていくと予想されます Centralのみ(発信できない為Android端末間通信は出来ない） API仕様 http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le.html

サンプルプログラム（SDKのダウンロードで取得） ¥samples¥android-18¥legacy¥BluetoothLeGatt)

AndroidでiBeacon 簡単に実装できます AndroidManifest.xml <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/> <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/> <uses-feature android:name="android.hardware.bluetooth_le" android:required="true"/> BluetoothManager からmBluetoothAdapterを取得 mBluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE); mBluetoothAdapter = mBluetoothManager.getAdapter(); 取得時のコールバック関数を登録してスキャン開始 mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback)； コールバックで判定 private BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() { @Override public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi,byte[] scanRecord) { //UUID,major,miner（scanRecordより）、RSSIの判定処理 } }

iBeaconデータ判定 iBeacon アドバタイズメント・パケット（コールバックの戻り値より判定） 02 01 1A フラグ 1A FF AD Type 4C 00 会社ID（Apple) 02 15 ？？ ID UUID（16バイト） Major（4バイト） Minor（４バイト） RSSI 電波強度(dB) ＊Estimoteの場合UUID= B9407F30-F5F8-466E-AFF9-25556B57FE6D 距離の近似計算（ほんとうにざっくりとした…） 1m離れたときの電波強度-59dB（基準----本当はキャリブレーション必要） 10m離れると-20dB減衰 距離 ＝ 1 - (RSSI+59)*10/20

ここまでは固定

スキャンした結果

Estimoteをスキャンした 装置名 UUID、Major、Miner RSSI が取得できた

iBeacon注意点

受信待機状態ではスマートフォンの結構電力消費します どこでアプリを起動させるかがポイント（常時ONはムリ） iPhone5以降は消費しないという話も（未確認） 距離はあくまでも目安 エリア内にいるかの判定、30cmの出し入れ判定が妥当？ 店舗に入る → お店情報 商品に近づく → クーポン発行 UUIDが偽装できる？ → セキュリティ的にどうなのよ

スマフォアプリ＋サービスの可能性

• クラウドサービスとの連携 • ハードウェアのオープンソース化 • iOSとAndroidで対応可能（NFCとの違い）

自前のサービスとの連携 API公開、SDK配布 OAuth + RESTful APIでアクセス NIKE http://developer.nike.com/ Fitbit http://dev.fitbit.com/

まとめ • iBeacon… 微妙 大丈夫かな？？ • BLE話題的には来年が旬（日本 海外では2年前から） • アイデア次第で早い者勝ち • チップが安くなるのでハード屋以外も手出し易くいなる →アプリケーション、サービス開発側からのアプローチ

• 確実に浸透 白物家電に標準搭載？ ベンチャー系企業のチャンス （大手の開発スケジュール、フットワークでは遅すぎる） 福岡（九州）から世界に向けて あっと驚く製品、アプリをリリースしようぜ！