ไขความลับ Beacons เทคโนโลยี Internet of Things ที่ฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพชอบใช้

Beacons (บีคอนส์) เป็นเทคโนโลยีในยุค IOT หรือ Internet of Things ที่ได้รับความนิยมในต่างประเทศมาตั้งแต่ปี 2013 โดยเฉพาะวงการค้าปลีกและพิพิธภัณฑ์ ซึ่งมี Apple เป็นโต้โผประกาศใช้เทคโนโลยีตั้งแต่ iOS7 ในนาม iBeacon เพื่อแสดงข้อมูลผลิตภัณฑ์ของ Apple เมื่อคุณเดินสำรวจใน Apple Store

ประดุจมีเวทมนต์ Beacons สามารถนำเสนอข้อมูลให้กับคุณได้ เมื่อคุณเดินเข้าไปใกล้วัตถุ เช่น คุณจะเห็นโปรโมชั่นใหม่ ๆ เมื่อคุณเปิดประตูร้านค้า หรือทราบรายละเอียดเกี่ยวกับภาพวาดที่คุณกำลังดูอยู่ในหอศิลป์ ความสามารถอันน่าอัศจรรย์นี้ทำให้ฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพ (Hardware Startup) หลายรายทั้งในไทยและต่างประเทศหยิบเจ้า Beacons ไปพัฒนาเป็น Product ต่าง ๆ

Beacons กับฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพในต่างประเทศและไทย

Bitlock สตาร์ทอัพทำตัวปลดล็อกจักรยานด้วยแอพมือถือ คือ เมื่อเจ้าของเดินเข้าไปใกล้ในระยะที่อุปกรณ์ตรวจจับได้ก็สามารถใช้มือถือสั่งปลดล็อกได้

Whistle Wearable Device ด้านสุขภาพสำหรับน้องหมา ช่วยให้เจ้าของสามารถทราบข้อมูลสุขภาพของเจ้าตูบแสนรักได้ อีกทั้งยังเป็นประโยชน์ต่อสัตวแพทย์ในการตรวจสอบอาการผิดปกติของสุนัข

Beluvv อุปกรณ์สำหรับเด็ก สามารถส่งสัญญาณแจ้งเตือนไปยังพ่อแม่ เมื่อเด็ก ๆ วิ่งเล่นออกจากผู้ปกครอง

FoundDot ใช้ติดเป็นพวงกุญแจเพื่อช่วยแจ้งเตือนคนหาย ไม่ว่าจะเป็นเด็กหรือคนชรา โดยการแจ้งเตือนผู้ปกครองเมื่อบุคคลออกนอกระยะ

Dolphin อุปกรณ์ส่งข้อมูล ข่าวสาร รวมถึงโปรโมชั่นเพื่อให้เกิด Engagement ระหว่างลูกค้ากับร้านค้า เมื่อมีลูกค้าเดินผ่านร้าน

ความต่างระหว่าง GPS กับ Beacons

หลายคนอาจสงสัยว่าแล้วมันต่างจาก GPS อย่างไร ในเมื่อทั้งคู่มันก็เป็นเทคโนโลยี detect ตำแหน่งผู้ใช้ ถ้า GPS เป็นเทคโนโลยีระบุตำแหน่ง (Location) Beacons คือ เทคโนโลยีวัดความใกล้ (Proximity)

พูดง่าย ๆ คือ GPS จะบอกว่าคุณอยู่ตำแหน่งใดบนโลก แต่ Beacons จะบอกว่าคุณอยู่ห่างจากอุปกรณ์ใกล้หรือไกล ดังนั้น Beacons จึงถูกนำมาใช้สภาพแวดล้อมแบบ Indoor หรือ Micro-location based เนื่องจากภายในอาคาร GPS จะระบุตำแหน่งของผู้ใช้ได้ไม่แม่นยำมากนัก

ด้วยความที่ Beacons เป็นเทคโนโลยีวัดความใกล้ ถ้าคุณหลุดออกจากรัศมีที่ Beacons รองรับ สูงสุด คือ 70 เมตร (ในทางทฤษฎี) แอพมือถือก็จะไม่สามารถแสดงข้อมูลบอกอะไรคุณได้เลย

นอกจากนี้ยังมีประเด็นในเรื่องของพลังงาน ฺBeacons จะใช้ Bluetooth 4.0 LE (Low Energy) ในการสื่อสารกับอุปกรณ์พกพา ซึ่ง Bluetooth 4.0 LE นี้นิยมใช้กับอุปกรณ์ IOT เพราะใช้พลังงานน้อย ต่างกับ GPS ที่ใช้พลังงานมากกว่า

ทำความรู้จัก Estimote ฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพ Beacons ชื่อดัง

Beacons นั้นมีผู้ผลิตหลายเจ้า แต่ Estimote Inc. ฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพสัญชาติโปแลนด์ ถือเป็นแบรนด์อันดับต้น ๆ ในตลาด Beacons ด้วยการออกแบบตัวอุปกรณ์ที่ดูเป็นมิตร น่ารัก และมี APIs หรือชุดคำสั่งที่พร้อมให้นักพัฒนานำไปใช้พัฒนาแอพเชื่อมต่อกับ Beacons ได้ง่าย ซึ่งเป็นจุดแข็งของทาง Estimote

โดยส่วนตัวผมมีโอกาสได้ลองเล่นเจ้า Beacons ของ Estimote มาตั้งแต่ปี 2013 ประกอบกับปัจจุบันกระแส IOT กำลังมา ดังนั้นบทความนี้ผมจะไขความลับของเจ้า Beacons ว่ามีการทำงานอย่างไร

สำรวจภายในตัว Beacons

Beacons แต่ละเจ้าแม้รูปร่างหน้าตาจะแตกต่างกัน แต่ชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์หลัก ๆ จะคล้ายกัน คือ

Bluetooth 4.0 LE: ใช้สื่อสารข้อมูลระหว่างตัว Beacons กับแอพมือถือ

ARM Cortex M0 Processor: CPU ที่ใช้ควบคุมการรับส่งข้อมูลของอุปกรณ์ รวมถึงการปรับแต่งค่าของตัว Beacons เช่น ระยะเวลาในการส่งสัญญาณ (ให้ส่งครั้งละ 1 วินาทีหรือน้อยกว่านั้น) ระยะทางสูงสุดที่ส่งสัญญาณออกไป

Coin Battery: ถ่านแบบเม็ดกระดุม ซึ่งทางผู้ผลิตเคลมว่าสามารถใช้งานได้นานถึง 2 ปี

การทำงานของ Beacons

การทำงานของ Beacons ไม่ได้ซับซ้อนอะไรมาก หลัก ๆ ตัว Beacons มีหน้าที่ส่งสัญญาณออกมาอย่างเดียว ส่วนตัวแอพมือถือนั้น เมื่อได้รับสัญญาณจาก Beacons จะนำข้อมูลที่ถูกส่งออกมาประมวลผล เพื่อตีความหาระยะห่างระหว่างมือถือกับตัว Beacons ในระยะ 0 – 70 เมตร

เพื่อให้ง่ายในการพัฒนาแอพ ตัว APIs ของ Estimote สามารถนำระยะห่างที่หน่วยเป็นเมตรนั้นมาแบ่งเป็น 3 ระยะที่เข้าใจง่าย คือ

ใกล้มาก (Immediate: 0-20 cm)

ใกล้ (Near: 20 cm – 2 m)

ไกล (Far: 2 – 70 m)

ตรงนี้ขึ้นอยู่กับนักพัฒนาจะนำระยะทั้ง 3 ไปกำหนดให้แอพแสดงข้อมูลอะไรแก่ผู้ใช้ เช่น ถ้าผู้ใช้อยู่ไกล ให้แจ้งเตือนว่าคุณเข้ามาในรัศมีแล้วนะ หรือถ้าผู้ใช้อยู่ใกล้ก็ให้แสดงข้อมูลของวัตถุนั้น ๆ เป็นต้น

ชุดข้อมูลที่ถูกส่งออกมาจาก Beacons

ทุกครั้งที่ Beacons ส่งสัญญาณออกมา จะมี Package หรือชุดข้อมูลเล็ก ๆ ถูกส่งออกมาด้วยเสมอ ข้อมูลเหล่านั้น ได้แก่

Proximity UUID (string) ข้อมูลชุดตัวอักษรใช้บอกว่า Beacons ตัวนี้ผลิตจากบริษัทใด

Major (int) ข้อมูลตัวเลขใช้แทนกลุ่มของ Beacons

Minor (int) ข้อมูลตัวเลขใช้ระบุตัว Beacons แต่ละตัว

TxPower (int) ข้อมูลตัวเลขค่าความเข้มของสัญญาณที่ Beacons ปล่อยออกมา อยู่ในช่วง -30 ถึง 40 เดซิเบล ค่านี้จะถูกนำไปคำนวณด้วยสมการคณิตศาสตร์ เพื่อให้ได้ระยะความใกล้ระหว่างมือถือกับตัว Beacons

สรุป

Beacons เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ IOT ที่มาจากฝั่งฮาร์ดแวร์สตาร์ทอัพ โดยใช้ Bluetooth 4.0 LE เป็นสื่อกลางในการสื่อสารข้อมูลระหว่างตัวอุปกรณ์กับมือถือ โดยแอพมือถือที่พัฒนาขึ้นจะรับสัญญาณข้อมูลที่ถูกปล่อยออกมาจาก Beacons เพื่อนำมาตีความหาระยะความใกล้ ทำให้แอพรู้ว่าถ้าผู้ใช้เดินเข้าไปใกล้อุปกรณ์ในระยะกี่เมตรควรแสดงข้อมูลอะไร และนี่คือเวทมนต์ของเจ้า Beacons ครับ

Update (29-07-2015) แก้ไขเรื่องระยะทางสูงสุดที่ Beacon รองรับ และแก้ไขข้อมูลระยะทั้ง 3