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實例教程：快速上手iOS iBeacon開發（Swift版）

編輯：IOS開發基礎

本文由CocoaChina譯者培子翻譯自Raywenderlich
原文：iBeacons Tutorial with iOS and Swift

備注：該教程針是Adrian Strahan針對iOS 8，swift1.2，以及Xcode6.3而更新的。原始文章由Tutorial Team成員Chris Wagner供稿。

你曾經想過用手機在一個大型建築物中為自己定位嗎，比如購物中心，或者棒球場。

當然，GPS可以讓你得知自己身處哪一座建築物裡。但是如果想要在這些鋼筋混凝土堆砌而成的建築中獲得精確的GPS信號，只能祝你好運了。你所需要的是內置在建築物中一些設備，（通過它們）讓手機獲取確定你的位置。

iBeacon，我們來了！在這篇iBeacons教程中，將會開發一個App，功能包括，紀錄已知的iBeacon發射器；還有當你的手機設備移出它的信號輻射范圍時，App會提醒你。這個App的一大用處是：將iBeacon發射器放置在你的電腦包、錢包裡，甚至綁在貓咪的項圈上，以及其他貴重物品上等。一旦設備移出iBeacon輻射范圍，App就會檢測到並且通知你。

如果想繼續深入，你需要一台iOS設備和一個iBeacon設備。如果沒有iBeacon設備，但還有另外一個iOS設備，你也可以把它當作iBeacon設備來用。

開始吧

目前有很多可用的iBeacon設備，在Google一搜一大堆。但是蘋果公司引進iBeacon時，他們還聲稱任何兼容iOS的設備都能充當iBeacon。目前包括以下設備：

iPhone4s 或者之後的iPhone設備
第三代iPad或者之後iPad設備
iPad mini 或者之後iPad mini設備
第五代iPod touch 或者之後iPod touch設備

備注：如果沒有單獨的iBeacon發射器，但擁有一台支持iBeacons的iOS設備，你可以對照《what's new in core location of iOS 7 by Tutorials》書中第22章的描述，開發一個充當iBeacon角色的App。

iBeacon就是一種低功耗藍牙設備，它能以特定的數據結構廣播數據信息。這些屬性雖然超出了本篇教程的討論范圍，但是對理解iOS能夠監測iBeacon設備很重要，這些設備廣播三個數據：UUID，major和minor。UUID是universally unique identifier的首字母縮寫，它是一個128位的值，通常以十六進制的方式顯示：B558CBDA-4472-4211-A350-FF1196FFE8C8

在iBeacon的環境下，UUID用來表示設備的最高級別標識。

Major和minor值則是在UUID下提供更細微的辨別標識。它們的值用16位無符號整型數簡單表示，用來識別單個iBeacon設備，即使這些設備有著相同的UUID。

例如，你有多家百貨公司，打算讓所有的iBeacon設備發射相同的UUID信息，但是每家百貨公司擁有各自的major值，並且在每家百貨公司的各部門又擁有各自的minor值。這樣App就可以對放置在邁阿密的弗羅裡達分店的鞋業部門的iBeacon設備做相應的信息反饋。

ForgetMeNot 開始項目

從這兒下載工程啟動文件，它的界面很簡單，就是在表格視圖中添加和刪除對象。表格裡的每一個對象代表一個iBeacon設備，在現實生活中，它可以代表你不想遺失的東西。

啟動並構建App，你會看到一個空的列表，沒有任何對象。點擊＋按鈕，為它添加新項，如下：

首屏

添加新項，你需要為新對象命名，還有與之對應的值。可以通過查看iBeacon的文檔來獲得它的UUID。立即添加進去吧，或者用一些占位符值，如下：

添加項目

點擊save按鈕，返回到列表界面，就會看到location顯示為Unknown的對象，如下：

添加的項目列表

想添加多少，就添加多少，或者刪掉已有的。NSUserDefaults會保存列表裡的選項，以便再次打開App時可用。

界面上，看上去也就那麼回事；最有趣的部分藏在了表象之下。該App的獨特之處就在於表格裡顯示的Item類。

在Xcode中打開Item.swift。該類對應著界面從用戶那裡請求的信息，它遵循NSCoding協議，因此可以被串行和並行的存儲到硬盤上。

現在看一下AddItemViewController.swift。這是用來添加新Item對象的視圖控制器。除了對用戶輸入做了些驗證，確保用戶輸入有效的名稱和UUID之外，它就是一個簡單的UITableViewController。

一旦nameTextField和uuidTextField內容有效，右上角的Save按鈕就會變為可點擊狀態了。

既然已經熟悉了項目啟動文件，你就能夠在你的工程中實現iBeacon了。

Core Location 許可

你的設備當然不會自動監測iBeacon的，所以首先你得告知它。CLBeaconRegion類代表一個iBeacon；CL前綴的類表示它屬於Core Location框架。

iBeacon與Core Location關聯在一起看上去有點奇怪，因為它就是一個藍牙設備而已，但是也可以這麼認為，那就是iBeacon提供小范圍定位功能，而GPS提供的是大范圍定位功能。當想讓iOS設備充當iBeacon時，你還需要引入Core Bluetooth框架，但只想檢測iBeacon設備，你只需要Core Location就行了。

首先為Item引入CLBeaconRegion。

打開Item.swift，在頂部添加如下代碼：

import CoreLocation

接下來，更新majorValue和minorValue定義，並初始化如下：

let majorValue: CLBeaconMajorValue
let minorValue: CLBeaconMinorValue
 
init(name: String, uuid: NSUUID, majorValue: CLBeaconMajorValue, minorValue: CLBeaconMinorValue) {
  self.name = name
  self.uuid = uuid
  self.majorValue = majorValue
  self.minorValue = minorValue
}

CLBeaconMajorValue?和?CLBeaconMinorValue都是UInt16型，用來表示major和minor值。

雖然它們的數據類型一樣，但是為了提高Item的可讀性和增加數據的安全性，你最好不要把major和minor值搞混。

打開ItemsViewController.swift，在頂部引入Core Location：

import CoreLocation

為其添加如下屬性：

let locationManager = CLLocationManager()

當引入Core Location功能時，需要用到這個CLLocationManager對象。

然後，更新viewDidLoad()，如下：

override func viewDidLoad() {
  super.viewDidLoad()
 
  locationManager.requestAlwaysAuthorization()
 
  loadItems()
}

如果設備沒有給App授權，它就會調用requestAlwaysAuthorization()方法來提示用戶是否允許使用定位服務。在iOS8中，Always和When in Use是最新有關定位授權的狀態。在App使用Always權限授權時，只要app在前台或者後台處於運行狀態，它就可以啟動所有可用的定位服務。

因為該教程對iBeacon一直進行區域監測，所以當app處於前台或者後台運行時，需要Always定位許可來觸發區域事件。

iOS8要求你在Info.plist?中設置一串字符，該字符串會在app請求定位服務時顯示出來。如果不設置它，定位服務就會無效，甚至都得不到任何警告！

打開Info.plist，選中Information Property List 後，點擊＋，添加新的一行。

遺憾的是，需要添加的key不是在下拉列表中預定義好的，需要自己輸入進去。把key設置為NSLocationAlwaysUsageDescription，Type設為String類型。然後輸入提示文字，告訴用戶用戶為何要開啟定位服務，例如："ForgetMeNot would like to teach you how to use iBeacons!"

啟動並構建app，一旦運行，你會看到一段消息，詢問你是否允許app使用定位服務：

允許訪問位置

選擇Allow，app就能夠追蹤iBeacon設備了

監聽iBeacon

現在app有了定位服務的授權，是時候搜索beacon設備了！在ItemsViewController.swift的底部添加類extension，如下：

// MARK: - CLLocationManagerDelegate
 
extension ItemsViewController: CLLocationManagerDelegate {
}

這段代碼表示ItemsViewController遵循CLLocationManagerDelegate協議。接著在extension裡添加委托方法，讓它們結合在一起。

在viewDidLoad方法最後一行添加如下代碼：

locationManager.delegate = self

設置CLLocationManager的委托對象為self，以便接收委托方法的回調。

有了CLLocationManager對象，你可以指導app使用CLBeaconRegion對一些指定的區域開啟監測。當注冊了一個監控區域，之後只要啟動app，這些區域就會存在下去。當你對一個交叉區域的邊界作出反應，而app沒有運行時，這點很重要。

列表中的iBeacon對象由Item類的items數組屬性表示。然而CLLocationManager希望你提供一個CLBeaconRegion對象來開啟監控。

在ItemsViewController.swift中創建如下輔助方法：

func beaconRegionWithItem(item:Item) -> CLBeaconRegion {
  let beaconRegion = CLBeaconRegion(proximityUUID: item.uuid,
                                            major: item.majorValue,
                                            minor: item.minorValue,
                                       identifier: item.name)
  return beaconRegion
}

該方法通過提供的Item，返回一個CLBeaconRegion對象。

可以看出CLLBeaconRegion和Item之間有相似的數據結構，所以生成CLBeaconRegion對象很簡單，因為它有直接對應的屬性UUID，major值和minor值

現在創建一個方法來監控已有的Item對象，給ItemsViewController添加如下代碼：

func startMonitoringItem(item: Item) {
  let beaconRegion = beaconRegionWithItem(item)
  locationManager.startMonitoringForRegion(beaconRegion)
  locationManager.startRangingBeaconsInRegion(beaconRegion)
}

該方法使用一個Item參數，調用之前定義的方法生成CLBeaconRegion。然後讓location manager開始監控已有的區域，並在該區域內檢索iBeacon設備。

在給定的區域內，檢索就是發現iBeacon設備的過程，並確定iBeacon設備與iOS設備之間的距離。一台接收到iBeacon發射信息的iOS設備能估算出它與iBeacon之間的距離。這個距離呗劃分為三個區域范圍：

Immediate 幾厘米之內
Near 幾米之內
Far 10米開外

備注：Far，Near和Immediate對應的實際距離不是固定的，在Stack Overflow Question有提到它，並給它一個組略的距離范圍。

默認來講，無論app是否運行，只要你進入或者走出監控區域，app都會通知你。另一方面，檢索iBeacon設備這一過程只會在app處於運行狀態時才會監測出區域距離。

還需要在某個Item區域被刪除時，終止對它的監控。在ItemViewController添加如下代碼：

func stopMonitoringItem(item: Item) {
  let beaconRegion = beaconRegionWithItem(item)
  locationManager.stopMonitoringForRegion(beaconRegion)
  locationManager.stopRangingBeaconsInRegion(beaconRegion)
}

上述方法的作用剛好與startMonitoringItem方法相反，直到CLLocationManager終止監控和檢索活動。

現在，已經創建了開始和終止方法，是時候用它們了！開啟監控的正確時機是在用戶為列表添加新的item對象的時候。

看一下ItemsViewController中的saveItem(_:)，該unwind segue轉場是在用戶點擊AddItemViewController的Save按鈕時觸發，它同時生成了一個監控區域。在這個方法中找到調用persistItems()的那行，在它之前的一行添加如下代碼：

startMonitoringItem(newItem)

當用戶保存一個item對象時，就會激活這個監控。同樣的，當啟動app時，app從NSUserDefaults加載已存的item對象，這也就意味著啟動的同時就需要開啟對應的區域監控。

在ItemsViewController .swift中，找到loadItems()，在for循環中添加如下代碼：

startMonitoringItem(item)

這會確保每個item區域都處於受監控狀態。

還有，你需要關注一下從列表中刪除item。找到tableView(_:commitEditingStyle:forRowAtIndexPath:)，在itemToRemove之後添加如下代碼：

stopMonitoringItem(itemToRemove)

當用戶刪除表視圖某行時，就會調用這個委托方法。現有的代碼處理的是將該行對象從數據模型和視圖上刪除，剛剛加的代碼將會終止對item監控。

此時此刻，你已經完成了很多事情！app已經有開啟和終止對制定iBeacon的監控。

這個階段，可以啟動並構建app了；但是盡管已經注冊的iBeacon在你的app檢索范圍內，可是目前app無法對發現iBeacon設備作出任何反饋......還需要繼續完善它！

發現iBeacon的反饋

既然location manager已經監控iBeacon，是時候通過CLLocationManagerDelegate的某些方法對iBeacon作出反應。

首先也是最重要的是錯誤處理，因為你正在處理設備指定的硬件信息，想知道監控或者檢索失敗的任何可能原因。

給ItemsViewController.swift裡的CLLocationManagerDelegate的類extension添加下面兩個方法:

func locationManager(manager: CLLocationManager!, monitoringDidFailForRegion region: CLRegion!, withError error: NSError!) {
  println("Failed monitoring region: \(error.description)")
}
 
func locationManager(manager: CLLocationManager!, didFailWithError error: NSError!) {
  println("Location manager failed: \(error.description)")
}

這些方法對監控iBeacon時接收的所有錯誤信息做一個簡單記錄。

如果app一切運行正常，你不會看到這些方法的輸出信息。然而，如果某些地方出了問題，很有可能從錯誤日志中獲得很有價值的信息。

下一步就是實時顯示iBeacon與iOS設備之間的距離。在CLLocationManagerDelegate的類extension裡，實現如下委托方法：

func locationManager(manager: CLLocationManager!, didRangeBeacons beacons: [AnyObject]!, inRegion region: CLBeaconRegion!) {
  if let beacons = beacons as? [CLBeacon] {
    for beacon in beacons {
      for item in items {
        // TODO: Determine if item is equal to ranged beacon
      }
    }
  }
}

這個委托方法會在iBeacon進入監控范圍，或者移除監控范圍，或者iBeacon輻射范圍發生改變的時候被調用。

該app的目的就是使用由上述委托方法提供的iBeacon數組來更新列表的item對象，並顯示它們與設備的感應距離。重復迭代beacons數組，之後再迭代items數組，查看是兩者之間是否有匹配的部分。稍後來處理TODO部分代碼。

打開item .swift，給Item類添加如下屬性：

dynamic var lastSeenBeacon: CLBeacon

該屬性存儲的是最後一個與之匹配的CLBeacon對象，用來顯示距離信息。它有一個dynamic修飾符，以便於稍後對它使用key－value observation。

在Item.swift底部，在類定義的外面，添加＝＝操作符判斷如下代碼：

func ==(item: Item, beacon: CLBeacon) -> Bool {
  return ((beacon.proximityUUID.UUIDString == item.uuid.UUIDString)
    && (Int(beacon.major) == Int(item.majorValue))
    && (Int(beacon.minor) == Int(item.minorValue)))
}

該等號操作符函數比較CLBeacon與Item對象，檢查它們是否相等--即，它們所有的標識是否匹配。這種情形下，如果UUID，major和minor值全部相同，那麼CLBeacon與Item對象相等。

現在繼續完成檢索的委托方法，調用上述輔助方法。打開ItemsViewController.swift，回到locationManager(_:didRangeBeacons:inRegion:)。替換for循環裡的TODO部分，如下：

if item == beacon {
 item.lastSeenBeacon = beacon
}

這裡，當發現一個item與iBeacon匹配時，把它賦值給lastSeenBeacon。你會發現item和iBeacon受益於之前等號操作符函數！

是時候使用該屬性來顯示監測到的iBeacon設備與iOS設備之間的距離。

打開ItemCell.swift,在didSet屬性觀察者起始部位，添加如下代碼：

item?.addObserver(self, forKeyPath: "lastSeenBeacon", options: .New, context: nil)

當為cell設置item時，同樣要為lastSeenBeacon添加一個觀察者。為了保持平衡，還要在cell已經設置過了item時，刪除該觀察者。為didSet添加一個willSet屬性觀察者。確保它屬於item屬性：

willSet {
  if let thisItem = item {
    thisItem.removeObserver(self, forKeyPath: "lastSeenBeacon")
  }
}

這會確保只有一個item 對象被觀察。

當然，當cell被廢棄時，同樣需要刪除觀察者。還在ItemCell.swift，添加如下代碼：

deinit {
  item?.removeObserver(self, forKeyPath: "lastSeenBeacon")
}

既然正在觀測距離的變化，你就可以在iBeacon的距離發生變化的時候通過一些邏輯規則來作出反饋。

每個CLBeacon對象都有一個proximity屬性，它是一個包含Far，Near，Immediate和Unknown的枚舉。

在ItemCell.swift中，為Core Location添加導入的申明：

import?CoreLocation

下一步，為ItemCell添加如下代碼：

func nameForProximity(proximity: CLProximity) -> String {
  switch proximity {
  case .Unknown:
    return "Unknown"
  case .Immediate:
    return "Immediate"
  case .Near:
    return "Near"
  case .Far:
    return "Far"
  }
}

該發放返回一個易讀的遠近值，後面會用到它。

接著，添加如下代碼：

override func observeValueForKeyPath(keyPath: String, ofObject object: AnyObject, change: [NSObject : AnyObject], context: UnsafeMutablePointer) {
  if let anItem = object as? Item where anItem == item && keyPath == "lastSeenBeacon" {
    let proximity = nameForProximity(anItem.lastSeenBeacon!.proximity)
    let accuracy = String(format: "%.2f", anItem.lastSeenBeacon!.accuracy)
    detailTextLabel!.text = "Location: \(proximity) (approx. \(accuracy)m)"
  }
}

每次lastSeenBeacon發生改變時，都會調用這個方法，它會用CLBeacon的proximity值和accuracy值設置cell的detailTextLabel.text屬性。

後面這個accuracy的值即使你的iOS設備和iBeacon沒有移動，由於無線電頻率的緣故，也會一直浮動，因此不要指望它來達到beacon的精確定位。

現在確保已經注冊了iBeacon，然後讓你的iOS設備逐漸靠近它，或者遠離它。當你移動時，你會看到標簽也會隨之更新，如下：

你會發現proximity和accuracy值受到iBeacon位置的影響比較劇烈；如果把它放在類似箱子，包之類的東西裡，信號就會受到阻礙，這是因為iBeacon是低功耗設備，它的信號很容易被減弱。

記住這點，在設計app時，需要把iBeacon放置在最妥善的位置上。

推送

app看上去已經很棒了；能顯示iBeacon設備，並且還能實時監控它們的距離。但是這還不是app的終極目標。當app沒有處於運行狀態時，用戶忽略了他們的手提包，或者寵物貓跑丟了--更有甚者，貓和手提包都不翼而飛了！

他們是不是好可憐？

此刻，你可能注意到為app添加iBeacon功能不需要太多代碼。當貓貓和手提包都不見了時，添加一個推送也一樣簡單！

打開AppDelegate .swift，導入CoreLocation，如下：

import CoreLocation

接著，讓AppDelegate遵循CLLocationManagerDelegate協議，在AppDelegate .swift底部添加如下代碼（在類結束符下面）

// MARK: - CLLocationManagerDelegate
extension AppDelegate: CLLocationManagerDelegate {
}

在這之前，你需要初始化location manager，設置它的delegate。

給AppDelegate添加一個locationManager屬性，用CLLocationManager對象實例化它：

let locationManager＝CL LocationManager()

然後在application(_:didFinishLaunchingWithOptions:):添加如下代碼：

locationManager.delegate=self

要知道app中所有的location manager都能通過startMonitoringForRegion(_:)共同監控你添加的區域（location manager是單例）。因此最後一步，只需要在走出某個區域時，對Core Location何時喚醒app作出反應就行了。

在AppDelegate.swift底部的類extension裡添加如下代碼：

func locationManager(manager: CLLocationManager!, didExitRegion region: CLRegion!) {
  if let beaconRegion = region as? CLBeaconRegion {
    var notification = UILocalNotification()
    notification.alertBody = "Are you forgetting something?"
    notification.soundName = "Default"
    UIApplication.sharedApplication().presentLocalNotificationNow(notification)
  }
}

當你走出某個區域，location manager就會調用上述方法，這是app一大亮點。假如離手提包越來越近，app就不需要提醒你，只有離它太遠才會觸發。

首先需要確定區域是否是CLBeaconRegion，因為當執行地理區域監控時，它還有可能是CLCircularRegion。然後用"Are you forgetting something？"消息發一個本地推送。

在iOS 8之後，app使用本地推送或者遠程推送，必須注冊推送的類型。系統給用戶權限來限制不同類型推送的界面顯示。假如app不能使用這些推送類型，即使它們是在推送載荷被指定過，系統也不會對app icon標記，不會顯示提示信息，或者沒有提示音效。

在application(:_didFinishLaunchingWithOptions:):的最上面添加如下代碼：

let notificationType:UIUserNotificationType = UIUserNotificationType.Sound | UIUserNotificationType.Alert
let notificationSettings = UIUserNotificationSettings(forTypes: notificationType, categories: nil)
UIApplication.sharedApplication().registerUserNotificationSettings(notificationSettings)

這段代碼就是當app收到一個推送時，就會顯示一段提示信息，並且播放一段音效。

構建項目；確保app能監測到至少一個iBeacon設備，點擊Home按鈕讓app進入後台模式--這是現實生活中的場景，當你在處理其他事情的時候，比如處理Ray Wenderlich的另一個app時，希望這個後台app能通知你。現在遠離iBeacon，一旦離得足夠遠，有就會收到這個推送，如下：