超声波支付

2025-05-27

超声波支付

最近，我的同事Mike Bifulco写了一篇博客文章，介绍了如何使用近场通信 (NFC) 技术通过 NFC 标签和 Stripe 支付链接进行支付。出于类似的考虑，我偶然发现了“超声波支付”的概念，这是一种通过听不见的声音传输数据的技术，于是我决定尝试研究如何在 Stripe 中实现这种支付方式。

结果如下。我的 iPad 处于飞行模式，因此没有连接到互联网，并通过超声波将支付链接传输到我的手机。

如果您想尝试一下，请查看现场演示或查看GitHub 上的存储库。

免责声明：这是一个实验。最终目标是实现一个类似于使用超声波的点击支付的解决方案。然而，尽管这并非不可能，而且LISNR等公司也已实现，但这并非能够轻易实现原型化的解决方案。因此，我决定通过发送“支付链接”进行探索，这是一种无代码支付解决方案，允许您通过一个简单的链接向客户请求付款。我仍然想分享我的尝试和经验，因为这项技术仍然可以应用于支付以外的各种应用。

声波

在关注支付之前，重要的是要了解设备如何将模拟声音转换为数字数据，因此，我们不会过多地讨论细节，这里只简单解释一下它的工作原理。

声音是由振动产生的，振动会改变分子的流动方向。这些分子相互碰撞，产生一种称为声波的连锁反应。当声波到达麦克风时，空气分子的运动会对麦克风中的薄膜产生压力，从而产生电信号，然后通过模数转换器 (ADC) 将其转换为数字值。

动画展示了声波如何对麦克风的膜片产生压力，从而产生电能。
来源：“麦克风是如何工作的？”

人类通常能听到 20Hz-20kHz 频率范围内的声音。然而，这并不意味着这些频率之外的声音不存在，只是我们听不到。因此，我们可以通过人耳听不到的声音，以人耳无法感知的频率传输数据。这种技术被称为超声波数据传输。

该图表示电磁波谱，其中人类可以听到的频率范围介于次声波和超声波之间
来源：什么是超声波？

那么，我们如何利用它来转账呢？

JavaScript 中的超声波数据传输

该原型将依赖quiet.js，一个使用声音传输数据的 JavaScript 库。

与通常的点击支付系统要求终端和个人设备都支持 NFC 一样，通过声音发送数据需要相关设备配备麦克风和扬声器。

为了本次实验的目的，商家的设备应该配备扬声器，因为它将传输支付链接；而顾客的设备应该配备麦克风，用于接收链接。
此方案允许商家在店内使用 iPad 销售产品，而无需购买终端设备。

传输数据

使用 quiet.js 通过声音传输文本可以通过创建发射器实例、指定一些参数（包括频率、增益和帧长度），最后使用.transmit()有效载荷调用方法来完成。

让我们看一下执行此操作所需的代码。

初始设置

首先，需要导入库。Quiet.js 包含它所依赖的libquiet库以及 JavaScript 绑定，因此在我的原型中，我使用脚本标签导入了quiet.js和quiet-emscripten.js。我还使用几个必需文件的路径启动了 Quiet；profilesPrefix表示quiet-profiles.json文件所在的位置，memoryInitializerPrefix表示可以在哪里quiet-emscripten.js.mem找到。

<script type="text/javascript" src="quiet.js"></script>
<script>
  Quiet.init({
    profilesPrefix: "/",
    memoryInitializerPrefix: "/"
   });
</script>
<script
  async
  type="text/javascript"
  src="quiet-emscripten.js"
></script>
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创建发射器

要创建发射器，transmitter()您需要使用一种方法来指示您想要使用的配置文件，以及在传输结束时调用的回调函数。

var transmit = Quiet.transmitter({
  profile: profilename,
  onFinish: onFinish
});
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这profile是我之前提到的一组参数，包含有关如何传输数据的信息（帧长度、增益等）。

我使用的看起来像这样：

 "ultrasonic": {
   "mod_scheme": "gmsk",
   "checksum_scheme": "crc32",
   "inner_fec_scheme": "v27",
   "outer_fec_scheme": "none",
   "frame_length": 34,
   "modulation": {
     "center_frequency": 19000,
     "gain": 0.15
   },
   "interpolation": {
     "shape": "rrcos",
     "samples_per_symbol": 14,
     "symbol_delay": 4,
     "excess_bandwidth": 0.35
   },
   "encoder_filters": {
     "dc_filter_alpha": 0.01
   },
   "resampler": {
     "delay": 13,
     "bandwidth": 0.45,
     "attenuation": 60,
     "filter_bank_size": 64
   }
 },
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现在不需要深入研究所有这些属性的作用，它们主要指示数据应该如何编码。

接下来，可以使用该transmit()方法传输数据字符串，并传递一个转换为数组缓冲区的值。在这个原型中，我发送了一个支付链接。

transmit.transmit(Quiet.str2ab(“https://buy.stripe.com/test_00gfZ73t04dxaGI3cc”));
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创建接收器

创建接收器与创建发送器类似。首先，您需要使用receiver()方法，传递配置文件和一些回调函数，然后解码接收到的数据。

 Quiet.receiver({
   profile: profilename,
   onReceive: onReceive
 });
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该onReceive()函数接收有效载荷，将 UTF8 格式的数组缓冲区转换为字符串，创建一个 URL 对象，并检查主机是否为“buy.stripe.com”，以确保发送的链接是支付链接。如果是，则在浏览器窗口中打开该链接。

const onReceive = (recvPayload) => {
 const link = Quiet.ab2str(recvPayload);
 const linkURL = new URL(link);

 if (linkURL.host === "buy.stripe.com") {
   window.location.href = linkURL;
 }
};
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需要更多代码来实现错误处理或处理更复杂的数据结构，但就本次实验的目的而言，这就足够了！

学习内容

在开始这个实验之前，我问了自己几个想要回答的问题。

它能在嘈杂的环境中工作吗？

我在后台播放音乐时测试了这一点，接收器仍然能够检测到支付链接，没有任何问题。考虑到音乐的播放频率不同，这很合理。

如果发射器同时播放音乐，它会起作用吗？

是的。我用笔记本电脑作为发射器测试了这一点。在播放视频时，它仍然成功传输了支付链接。

数据可以传输多远？

在这次实验中，它成功地将支付链路传输到了距离发射器 55 厘米（21.65 英寸）的地方（是的，我测量过了）。然而，接收器离发射器越远，失败的尝试就越多。

可以传输多少数据？

我没有在这方面进行太多的实验，但是根据他们的官方演示，可以使用 quiet.js 来传输图像。

为什么要进行这个实验？

随着非接触式支付的普及，我想研究一下NFC技术的替代方案。新冠疫情让人们更加担心接触表面，包括在商店里。尽管NFC是非接触式的，但商家终端与顾客手机或银行卡之间的距离非常小。NFC技术能够实现两台电子设备在4厘米（1.5英寸）或更短距离内的通信。超声波支付解决方案则可以实现更远距离的通信。

此外，这项通过声音传输数据的技术也意味着它不需要设备连接到互联网，这可能会使其更加安全。虽然处理付款最终需要网络连接，但除了支付之外，它在其他领域也可能是一个有效的解决方案。

考虑到该技术仅使用麦克风和扬声器，它可以让更多设备成为支付终端，例如笔记本电脑、电视等。

结论

这项技术并非新鲜事物，其用途远不止支付。多年来，广告公司一直利用这项技术，通过电视广告向附近运行特定应用程序的手机发送无声营销信标，从而实现定向广告（真是的）。谷歌也在其部分产品中实现了这项技术，用于自动检测附近的设备。说到支付，虽然还有更多法规和安全问题需要考虑，但探索这个领域并了解其机遇和局限性仍然很有意思。

你会用这项技术做什么？欢迎克隆代码库，并告诉我们你的成果！

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关于作者

Charlie 的个人资料图片

Charlie Gerard是 Stripe 的开发倡导者、创意技术专家和Google 开发者专家。她热爱研究和实验各种技术。不写代码的时候，她喜欢户外活动、品尝新啤酒和阅读。

文章来源：https://dev.to/stripe/ultrasonic- payments-2958
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