超声波能取代蓝牙、NFC成为新一代数据传输方式吗?

Tracey 声学在线 2018-01-13

 全文约2000字,阅读时间预计3分钟。



不少人经历过这样一种尴尬的时刻:在超市买了东西扫了码,准备走的时候却又被收银员叫了回来,因为网络不稳定导致收银台没收到转账;公司有场会马上就要开了,得赶紧打印几份材料,却发现手机蓝牙迟迟连不上打印机;好不容易参加了一场期待已久的演唱会,但是检票太慢,只能在寒风呼啸的室外排队等待。

 

近年来随着无线网络使用场景的增加,人们越来越依赖于通过无线网实现支付、控制家居、查询信息等功能,然而由于技术限制等原因,无线网的不稳定性一直是其一大槽点,即便后来出现了诸如蓝牙、LoRa(基于扩频技术的超远距离无线传输方案)和NFC等基于无线频率的解决技术,但这些技术依旧属于“半分熟技术”,不能满足人们随时随地使用无线网络功能的需求。


思变之后,以Ticketmaster、谷歌、核电站等为代表的一些企业将目光转向了更为简单的解决方案:声音。

 

2017年后半年,美国声波通信公司Lisnr与票务公司Ticketmaster进行了合作,推出超声波检票功能。该功能利用的是一种基于声音传输数据的技术,让人们参加展会或者观看演唱会时,不再需要扫描条形码或者二维码,只要显示手机上的绿色认证屏幕,检票设备就可以通过人耳听不到的超声波,主动连接手机并验证数据,使观众直接入场,减少等待时间。这个过程被《连线》杂志戏称为:手机与检票端的窃窃私语。


超声波检票系统的图解说明


该服务被Lisnr称为“Presence”。根据Lisnr内部人员介绍,当观众靠近演出场所时,Presence服务技术会通过释放波长为18.75 kHz~19.2kHz的音频信号,将演出信息传输到观众的手机上,同时场所内的扫描器自动识别观众的身份,大大加快检票流程。此外,该技术释放出来的音频信号对于90%的人来说是完全感知不到的,所以基本上不会对人们产生什么影响。

 

◆为什么用声音代替纸质/电子票务?

 

Ticketmaster产品副总裁Justin Burleigh曾道:“在电子票务的应用场景下,我们的检票设备不仅需要连接所有观众的移动设备,还需要极佳的速度。然而我们的统计数据显示,在连接方式上,大约有20%的用户手机并不支持NFC功能,蓝牙虽然无处不在,但需要每部手机与检票设备配对。想象一下,如果一场演唱会参加人数为10000人,那么就有10000部手机等待连接我们的检票设备,兼顾速度对我们来说一直是个巨大的挑战。”

 

对票务公司来说,采用声音携带信息的技术取代QR Code(二维码)或者NFC等形式的检票技术,具有非常诱人的吸引力。

 

首先从场馆的基础设施花费来看,目前演唱会等大型场会使用的检票器材,大多都是手持检票机(市面上该机器均价为8000元),当观众人数太多时,需要购买大量该器材,以保证检票速度,维持现场秩序,而根据Ticketmaster透露的信息来看,超声波检票系统的成本要比目前检票器材成本低;

 

目前使用的一般检票器材


安全方面考虑,声音传递数据具有较高的安全性,能够有效减少二次售票,大大减少票务欺诈,可想而知,这样的功能对票务公司来说多么重要;

 

商业角度来看,每个超声波检票器械都有自己独一无二的标识符,即不同的演出会有不同的标识码,这就意味着票务公司可以通过扫描器记录的信息实时追踪观众在场所内的位置移动,与此同时,超声波检票可以同时绑定观众的个人账户和个人手机,通过分析观众经常观看的演出数据,了解观众的喜好,从而有所针对的发送相应的演出推荐信息。

 

Ticketmaster的执行副总裁Justin Burleigh也表示,超声波检票系统既能避免票务欺诈,为公司和观众营造出一个更安全的环境,同时也有助于公司针对每一位客户进行个性化的演出推荐,无论对观众或是我们而言,超声波检票系统都将会是检票方面的一次进步。

 

◆超声波数据传输是如何实现的?

 

超声波传输系统的过程其实很简单,以Ticketmaster的检票系统为例:发送设备(检票器材)会将加密后的数据(如文本块)转换为可在固定频率(18.75 kHz~19.2kHz)上传播的音频信号,接收设备(手机)在收到该声音信号后,进行解密处理并转换回原始形式(文本块)。

 

这个过程有点像摩斯电码传输消息,但更复杂一点。摩斯电码可以将文本翻译成一系列长短不一的音频脉冲,在影视剧中,我们经常会看到解码员一边听电报滴滴声,一边记录,最终解出一两句重要文字。

 

与摩斯电码发送复杂消息会耗费较长时间不同,超声波检票系统的开发人员不用像摩斯电码那样使用单个音调,而是直接将数据转化的音频信号加载到一定范围的频率上,这样就能以极短的速度还原信息。

 

在这个过程中,开发人员必须通过仔细选择适合频段,调整软件滤除噪声,以保证即使在嘈杂的场所(如音乐会场馆或体育场馆)——实际上这是票务系统最多用到的场景——也能检测和解读数据信号。

 

◆其他领域的音频尝试

 

Google也曾经使用音频携带数据的相关技术,将手机与Chromecast视频设备配对。谷歌软件工程师Brian Duff说:“使用蓝牙技术,你的手机可能无法区分连接的设备,到底是你面前正在观看的智能电视,还是邻居的智能电视。”

 

而通过使用不会穿过墙壁的超声波音频技术,第三方硬件制造商就可以无后顾之忧地在用户手机和其他设备之间传递必要性信息,同时,音频的无处不在可以让用户不用担心设备是否支持该服务的问题,放心连接到不同类型的设备

 

例如,视频游戏制造商Activision Blizzard使用由英国Chirp公司开发的基于音频的技术,使其游戏“ Skylanders Imaginators”能够在移动应用程序和PlayStation或Xbox等之间移动角色数据。

 

 Skylanders Imaginators海报


除此之外,出于实际或法律的原因,在无线频率不能使用的地方,使用基于音频的数据传输也是十分有用的。英国的EDF能源公司在禁止无线电传输的部分核电站地区使用了啁啾(Chirp)扩频技术。


对此,其项目经理Dave Stanley解释说:“我们正在开发一种基于音频的数据传输技术,用特定频段的音频代替无线网络传输数据,方便工作人员连接到平板设备并报告工作进度。

 

伦敦大学金史密斯学院计算机教授Mick Grierson也十分看好音频传输数据技术:“如果技术发展足够成熟,音频实际上可以实现更为安全的通信,因为在很多情况下,没有人能感觉到这里是否正在进行消息的传输。”Grierson推测,未来,声音数据将会在紧急情况或者与军事有关的通信中大量地运用。



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