ビーコンプロトコルとは？
ビーコンプロトコルとは、親指サイズの無線機に、どのくらいの頻度で、何を、どのくらいの音量で発信するかを指示する一連の規則であり、受信機にその一息のデータをどのように解釈するかを指示します。Bluetooth Low Energyのアドバタイジングパケット上に構築されたこれらの文法は、2.4GHzの生のエネルギーを、携帯電話、ゲートウェイ、フォークリフトが信頼できる構造化されたメッセージに変換します。
アドバタイジングフレーム：31バイトの詩
その中心には、長さ、タイプ、値の3つ組に分割された31バイトのペイロードがあります。1つの3つ組は、128ビットのUUID、16ビットのメジャー/マイナーペア、または温度測定値を通知する場合があります。最初のバイトは長さを宣言し、2番目のバイトはデータ型を宣言し、残りのバイトはペイロード自体です。1バイトでも欠けると、全体のスタンザが崩壊します。パーサーは次の長さのバイトにスキップするだけで、ノイズの多い環境でもフレームが自己修復します。
タイミングルール：空気のメトロノーム
従来のアドバタイジングは100ミリ秒ごとに送信され、ユーザーがハンドルを引く前に鍵を開けられるほど高速です。省電力アドバタイジングは900ミリ秒まで延長され、遅延と引き換えにコイン電池の寿命を何年も延ばしています。Bluetooth 5.2では、判断に基づくアドバタイジングが導入されました。ビーコンは80マイクロ秒間隔でリッスンし、RSSIとチャネルビジーフラグを評価し、干渉が大きい場合はスロットをスキップします。その結果、空気が静かな時にのみ通信する、礼儀正しい隣人が誕生しました。
キャリブレーションされた出力：適切な音量で通話する
フレームに埋め込まれた1バイトのRSSI値は、生の信号ではありません。これは、受信機に1メートルの距離で予想される信号強度を示す符号付き整数です。携帯電話はこの参照値と実際のRSSIを比較し、実際に手を振ることなく距離を推測します。 3dBのキャリブレーションミスで「1mでロック解除」が「1.5mでロック解除」に変わってしまい、ユーザーのイライラを募らせ、バッテリーの消耗を早めてしまいます。
セキュリティレイヤー：ささやきの中の信頼
ローリング識別子は15分ごとに更新され、64ビットの工場出荷時の鍵がシードとして使用されます。無線ファームウェアアップデートはECDSAで署名され、ロールバック保護機能により古いファームウェアハッシュがシリコンに組み込まれます。その結果、ペアリング、暗号化、パスワードの入力を一切行わないデバイスであっても、信頼できるデバイスが実現します。
現実世界の方言：iBeacon、Eddystone、AltBeacon
iBeaconはAppleの簡潔なUUIDメジャーマイナートライアドを採用しています。EddystoneはURL、テレメトリ、暗号化フレームを追加しています。AltBeaconは、オープンでロイヤリティフリーの代替手段を提供します。各方言は同じ31バイトのキャンバスを基盤としながらも、クーポン、ウェブリンク、センサーデータなど、文法を崩すことなく異なる情報を描きます。
衝突と共存：群衆の中の文法
40個のビーコンが同じ経路を共有すると、確率論が文法になります。ランダム化されたアドバタイズ間隔（±10ミリ秒）によってパケットが時間的に分散され、判断に基づくスキップによって周波数的に分散されます。その結果、すべての声が聞き取れる丁寧な会話が実現します。
今後の展望：ゼロバイトの沈黙に向けて
Bluetooth 6.0では、レスポンスを伴う定期的なアドバタイズが導入され、数千個のタグが衝突することなく同じチャネルを共有できるようになりました。将来の改訂では、ペイロードがゼロバイトになり、トーンの有無のみをメッセージとして使用する可能性があります。このプロトコルは究極の形、つまり沈黙でありながら多くのことを語りかけるという形に到達するでしょう。
結論：話し手よりも長く生き続ける文法
ビーコンプロトコルは製品ではありません。それは送信機と受信機の間の契約であり、マイクロ秒とミリワット単位で記されている。プラスチックのケースが黄ばみ、電池が液漏れしても、その文法は生き続ける。明日のラジオが今日のささやきを理解できることを保証するのだ。
