May 29, 2021 ‧ 12 min estimados ‧ #bluetooth #ble #beacons #iot
Intro a la tecnología Beacons
May 29, 2021 ‧ 12 min estimados ‧ #bluetooth #ble #beacons #iot |
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Los beacons son una tecnología en particular derivada de Bluetooth Low Energy (BLE). Lo que vamos a ver en este documento son los siguientes temas:
Un beacon es un dispositivo transmisor que envía periódicamente paquetes basados en BLE que otros dispositivos - como smartphones, tablets o computadoras - pueden interpretar y actuar en consecuencia.
Los beacons transmiten un identificador único universal (UUID) que puede ser leído e interpretado por el receptor a través de una aplicación o bien mediante un sistema operativo compatible. Esto se puede usar para determinar la ubicación física del dispositivo, rastrear objetos o activar acciones en determinados puntos de interés
Estos dispositivos propagan su información dentro de su rango de cobertura de manera pasiva, y es necesario que los dispositivos receptores implementen algún mecanismo para interpretar la señal del beacon y realizar alguna acción. Por lo general son aplicaciones que toman la información de beacons cercanos y envían sus UUIDs a un servidor central que decide qué acción realizar dentro de la aplicación. Puede ser una push notification, el envío de un SMS o el envío de información relevante y targetizada. Existen una gran cantidad de aplicaciones de beacons desplegadas en sectores como tiendas, propiedades inmobiliarias, parques de diversiones, eventos y lugares públicos, entre otras.
El formato de los beacons varía ampliamente en función del fabricante y caso de uso, y en esta imagen podemos ver algunos de los dispositivos que se pueden conseguir según el proveedor.
La tecnología de beacons fue impulsada inicialmente por Apple y luego de eso se unieron varias empresas y fabricantes para ofrecer soluciones utilizando esta tecnología. Veamos ahora algunos detalles sobre cómo funcionan.
Los beacons utilizan el mecanismo de comunicación Advertising de Bluetooth LE a través del Generic Access Profile (GAP) para la transmisión de información. Bajo este esquema existe un broadcaster (un beacon en este caso) que emite periódicamente paquetes publicitarios no conectables de BLE que contienen información propia de cada dispositivo. Si un observer (en este caso un dispositivo compatible como un smartphone, tablet o PC) dentro del rango de alcance del beacon lee alguno de esos paquetes puede realizar alguna acción en particular.
Es importante que entiendas que los beacons son elementos pasivos, es decir, que solo emiten periódicamente una señal y que la información viaja en un solo sentido, desde los beacons hacia los dispositivos receptores.
Para que los dispositivos receptores puedan realizar alguna acción al leer los beacons es necesario que cuenten con una aplicación instalada o bien un sistema operativo compatible. Una vez que la información es leída, por lo general se envían los datos de los beacons a un servidor remoto que decide qué acción realizar. Estas acciones pueden variar ampliamente dependiendo la aplicación, pero por lo general se trata de enviar al usuario información targetizada y personalizada dependiendo del contexto donde se encuentra.
Entendamos mejor el funcionamiento de los beacons a través de un ejemplo. Para este caso imaginemos que sos cliente de una tienda de calzado muy famosa, que tenés en tu smartphone una aplicación de la tienda instalada y que acabas de entrar en uno de sus locales. Estas son algunas de las cosas que podrían suceder.
Veamos ahora un diagrama de secuencia que ilustra los pasos que acabamos de comentar.
Como vimos anteriormente, los beacons utilizan el mecanismo de Advertising para transmitir información. En este método el dispositivo beacon (broadcaster) emite periódicamente una señal con su identificación UUID cada un intervalo específico. Por otro lado, el dispositivo lector (observer) realiza ciclos de lectura periódicos intentando leer estas señales. En la figura siguiente vemos representado este mecanismo.
Los beacons transmiten una señal con una potencia fija, conocida como Tx Power. A medida que la señal viaja en el aire la intensidad de la señal va disminuyendo con la distancia. Con un Tx Power superior la señal puede viajar distancias más largas, lo que significa mayor consumo y un Tx Power menor se traduce a menor rango de alcance pero menos consumo de batería.
La periodicidad con la que un beacon emite una señal se conoce como advertising interval, que por lo general suele ser de 100 milisegundos. Cuando advertising interval aumenta, la duración de la batería aumenta pero la capacidad de respuesta del dispositivo receptor disminuye. No hay una elección óptima de este valor; las aplicaciones que necesiten baja latencia deben utilizar intervalos más bajos, mientras que las que necesiten mayor duración de baterías necesitan un intervalo mayor
Cada beacon viene programado por el fabricante con un firmware que ofrece su propia forma de configurar los dispositivos y sus parámetros asociados. Algunos proveedores proporcionan su propia aplicación para smartphone para configurar los beacons, otros beacons proporcionan una interfaz abierta a través de cualquier cliente GATT, y también existen dispositivos que se configuran mediante comandos AT a través de una terminal serie.
La tecnología beacons fue impulsada inicialmente por Apple que creó el protocolo iBeacons. Luego Google se lanzó en la carrera y presentó el protocolo Eddystone. También se creó el protocolo AltBeacon como propuesta abierta sin depender de gigantes tecnológicos. Veamos algunos detalles de cada protocolo.
iBeacon fue desarrollado por Apple y presentado en el año 2013. Permite a las aplicaciones instaladas en los smartphones buscar señales en un rango cercano y reaccionar de diversas maneras. Es posible detectar la ubicación del dispositivo y entregar contenido targetizado en función del usuario y de dónde se encuentra.
Una trama iBeacon contiene los siguientes campos.
En esta figura podemos ver los campos por lo que está compuesto un paquete iBeacon, que contiene información estándar de cada paquete, información del fabricante y contenido propio de un paquete iBeacon.
Eddystone es un mecanismo completamente nuevo de emisión de tramas. Fue creado por Google y presentado en 2015. Es un protocolo más completo que el desarrollado por Apple, y abarca todas las funcionalidades que iBeacons provee y además permite enviar otro tipo de paquetes, con información contextual del mundo real.
Una trama Eddystone puede ser de cuatro tipos diferentes:
En esta imagen podemos ver algunos detalles correspondientes a cada tipo de paquete Eddystone.
La especificación AltBeacon creada por Radius Networks define un formato de beacons abierto e interoperable destinado a crear un mercado abierto y competitivo para las implementaciones de beacons. Es gratuito, sin regalías ni tarifas y está diseñado para no favorecer a un proveedor sobre otro por ningún motivo que no sea el cumplimiento de los estándares técnicos de la implementación de un proveedor.
El desarrollo de la especificación AltBeacon ha sido impulsado por varios objetivos:
Un paquete AltBeacon utiliza un paquete de Advertising PDU, y dentro de éste proporciona sus propios campos, como podemos ver en esta imagen.
La tecnología de beacons puede utilizarse en infinidad de aplicaciones y es la creatividad de los desarrolladores la que fija los límites de uso. Esto se debe a que al conectar con servidores remotos no hay limitación en cuanto a la información que se puede aportar al usuario. Más allá de esto, podemos nombrar algunos ejemplos de uso establecidos.
Como podrás apreciar hay muchas aplicaciones que se pueden implementar con los beacons. Es una tecnología relativamente joven y en los próximos años veremos cada vez más casos de uso.
No hay un fabricante de beacons específico sino que ofrecen distintas soluciones en mayor o menor medida dependientes de su infraestructura, por lo que es necesario que busques el dispositivo indicado para cada caso y también para no quedar atado a soluciones propietarias.
En definitiva, los beacons son una herramienta más para ofrecer información al usuario, dotarlo de una mejor experiencia de uso y son una potente opción para el marketing del futuro. Podés chequear más aplicaciones desarrolladas con beacons en este link y este link.
La tecnología de beacons es realmente amplia, y crear aplicaciones requiere de un profundo análisis y conocimiento sobre Bluetooth, BLE y los respectivos protocolos de beacons. Para hacer un resumen, en este artículo vimos los siguientes temas.
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