使用蓝牙的长距离去中心化的移动支付网络

交叉引用

本申请是于2018年8月31日提交的美国临时专利申请第62/725,729号的非临时申请并且要求享有其优先权，该临时专利申请的完整内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及用于管理由客户进行的电子支付的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于偏远位置的邻近支付系统和方法。

背景技术

传统的销售点终端主要包括收银机，其与用于录入购买物并接收支付的单独硬件接合。这样的硬件可以包括用于快速生成购买订单的光学扫描仪，例如，条形码读取器和QR码读取器。旧有的销售点终端通常还包括用于处理支付的磁条卡读取器。然而，这些旧有的系统不允许与移动技术集成。

已经开发了无线销售点终端。然而，这些无线销售点终端存在若干缺陷，包括特别是空间轮廓大、必须连接在一起的各种组件的单独制造。已经要求这些较旧的无线销售点终端与特定处理器兼容。

蜂窝和宽带网络没有延伸到农村地区。这些社区被排除在数字金融和支付服务之外。针对发展中国家公民的普惠金融取决于不可靠的技术和基础设施。这些社区不存在可靠的数据正常运行时间、稳定的电网、高速数据传送、宽带和4G LTE蜂窝网络。地形和道路通路使安装手机信号塔或铺设光纤变得困难或不可能。而且，建立这样的基础设施可能会损害土地和生态系统。未被覆盖的人口典型地生活在人口密度低、人均收入低、支持基础设施(例如，电力和高容量的固定通信网络)薄弱或根本不存在的农村位置。这些特性对移动网络扩展的商业案例的所有方面都产生了深远的不利影响。农村或偏远位置中的蜂窝的收益机会可能比城市区域中的同等站点低10倍之多。

发明内容

根据一个实施例，本发明是一种无线蓝牙网状网络，其稳定地、安全地且高效地在长距离上传输交易数据。高速支付和数据联网解决方案利用了蓝牙和网状网络技术。商家和客户可以使用智能电话和POS设备上的应用交换价值。用户可以交换消息、多媒体内容、语音笔记、语音呼叫。这些数据交易是在其他用户设备上使用网状联网通过蓝牙被路由的。利用蓝牙网状联网，每部电话都是网络中的中继信号的通信节点。交易使用阻力最小的路径，从而以最短数量的“跳跃(hop)”到达网关。长距离网关连接到后端支付基础设施。与蜂窝相比，网关具有低基础设施成本和低维护成本。

该数据移动方法可以用于支付、消息传递、多媒体、内容递送、电子商务或通过蓝牙网络递送到最终用户的无数移动体验。

根据另一实施例，本发明是一种长距离无线支付网络，其具有包括支付应用的第一移动设备。第二移动设备也具有支付应用，由此，第一移动设备和第二移动设备可以使用支付应用经由低能耗网络协议彼此通信，该支付应用用于对从第一移动设备的用户到第二移动设备的用户的支付的授权。长距离网关传输来自第一移动设备的用户的对支付的授权。与第一移动设备和第二移动设备通信的网状网络包括具有支付应用的多个附加的移动设备，由此，网状网络适于形成长距离网关与第一移动设备之间的第一通信路径以及长距离网关与第二移动设备之间的第二通信路径。支付应用可以确定为到达长距离网关在附加的移动设备之间的最少数量的跳跃，以便形成第一通信路径。如果网状网络无法形成第一通信路径，则中继节点可以与长距离网关形成替代通信路径。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的无线支付网络的示意表示。

图2是示出网状网络中可能的通信路径的图片。

图3是根据本发明的一个实施例的长距离网关的图片。

图4示出了根据本发明的一个实施例的加载有经由信用卡接收支付的销售点(POS)app的移动设备。

图5示出了根据本发明的一个实施例的用于在销售点处使用信用卡或银行卡发起的支付的支付网络。

图6是示出对在销售点处发起的支付的确认的示意图。

图7是示出与在销售点处发起的支付相关联的时序和设备的图。

图8是示出根据本发明的一个实施例的从用户的编程有支付app的设备发起POS处的支付的示意图。

图9是示出根据本发明的一个实施例的向收款人发送的用于由用户利用编程有支付应用的设备授权在POS处的支付的请求的示意图。

图10是示出根据本发明的一个实施例的由用户利用编程有支付app的设备授权在POS处的支付的示意图。

图11是示出根据本发明的一个实施例的由用户利用编程有支付app的移动设备发起支付交易的示意图。

图12是示出根据本发明的一个实施例的用于由付款人使用编程有支付app的移动设备发起的支付的支付网络的示意图。

图13是示出根据本发明的一个实施例的对由付款人使用编程有支付app的移动设备发起的支付请求的处理的示意图。

图14是示出与由付款人使用编程有支付app的移动设备发起的支付相关联的时序和设备的图。

图15是示出根据本发明的一个实施例的由收款人发起对等支付的示意图。

图16是示出由收款人批准对等支付的示意图。

图17是示出利用共识节点来验证支付交易的支付网络的示意图。

具体实施方式

本发明涉及美国专利第10,192,213号中公开的概念并建立在其基础上，该美国专利的完整内容通过引用合并于此。

图1示出了根据本发明的一个实施例的长距离去中心化的无线支付网络10。支付网络10包括网状网络12，该网状网络12包括多个用户设备，这些用户设备包括低能耗个域网无线电设备(例如，蓝牙低能耗(BLE))和接收机。该描述主要涉及BLE无线电设备和接收机，但可以使用其他类似的技术。商家可以具有销售点(POS)设备14，该POS设备14包括BLE(或类似的)无线电设备和接收机以及显示屏和用于处理购买交易的专用软件，如’213专利中所描述的。可替代地，POS设备14可以是包括用于处理购买交易的软件app的移动设备，例如，智能电话。购买者具有移动设备16，该移动设备16包括如’213专利中所描述的用于验证并授权向商家的支付的支付应用。长距离网关18或一系列网关18用于向支付源(例如，银行或分布式账本(ledger))传输支付信息以及从支付源传输支付信息。因此，网状网络10提供了一种用于向销售点传输数据以及从销售点向网关18传输数据的机制，并且网关18提供了一种用于向网状网络传输数据以及从网状网络向支付源传输数据的机制。

如图2中看出的，每个用户的移动设备可以用作网络中的节点，其将信号中继到相邻节点以跨网络传送信息。当交易被授权时，每个用户电话或网络中的每个节点上的应用将选择到达网关18的最短的通信路径以实现交易。熟练的用户将了解用于选择最短的通信路径(例如，最少的跳跃)的适当算法。

系统还可以包括帮助将信息从移动设备的网状网络传输到网关18的中继节点17(例如，参见图5)。中继节点是一种配备有长距离蓝牙无线电设备的硬件设备，其用作长距离路由器并以高速将蓝牙数据传输数千米。中继节点可以是专有基站，或者被嵌入在普遍存在的设备(例如，路灯或交通标志)内。与在网状网络中从一个设备跳跃到另一个设备可以传送的距离相比，中继节点的目的是在更长的距离上将消息传送到网关18。中继节点应该足够接近交易发生的社区，使得如果网状网络12不够接近网关18，则中继节点可以在更长的距离上将消息中继到网关，而不是消息尝试一直跳跃到网关。

如图3中看出的，长距离网关18可以包括太阳能板20，以便通过太阳能供电，使得长距离网关18可以在电网之外的区域中使用。网关18包括通过天线22进行通信并且能够在1000米或更长的长距离上进行连接的长距离BLE无线电设备和接收机。像中继节点一样，网关18可以安装在专有基站24上或被嵌入在普遍存在的设备(例如，路灯或交通标志)内。

本发明的一个特征或元素是钱包应用。本发明的钱包应用是被下载到用户的智能电话或类似的移动设备上的软件。钱包应用具有连接到网络中的节点、中继节点和其他接入点的能力。具有钱包app的任何设备都可以用作网络中的节点。客户支付信息以由钱包app处理的加密令牌的形式存储。用户的明文支付信息从不存储在设备上。

本发明的另一特征是销售点应用(POS app)。POS app是可以在POS设备14上提供的软件。POS app使POS设备能够与用户的具有钱包app的设备以及与支付信标(例如，NetClearance Bluetooth 5支付信标)进行通信。POS app还使POS设备能够经由磁条或具有集成电路的智能卡(例如，使用EMV支付方法的智能卡)进行传统的卡支付。

至少一些不同的支付场景可以使用长距离支付网络10。在第一种场景下，商家和客户彼此邻近地交换商品或服务的价值。支付数据使用传统的互联网协议到达传统的支付服务器，例如银行或信用卡公司服务器。第一种场景将如下进行：

1.移动用户1(客户或购买者)已经将客户应用下载到智能电话上，或被分配有其上有该应用的智能电话。

2.移动用户2(商家或卖方)以与用户1相同的方式在移动设备或智能电话上具有POS应用，或者他们是具有其上有支付应用的多合一POS终端的商家。

3.客户或用户1呈现用于支付的物品或服务。

4.商家或用户2将支付金额或购买价格输入POS应用中，并从邻近的可用用户的列表中找到用户1。

5.用户2选择用户1并发起支付请求。

6.用户2的设备的BLE无线电设备与用户1的设备的BLE无线电设备连接，并且支付请求数据传递给用户1。

7.向用户1呈现支付金额以供确认。

8.用户1使用生物认证通过语音、面部识别、指纹、虹膜扫描或任何其他可能的识别方法来确认并授权支付。

9.一旦支付被确认，用户1的设备上的BLE无线电设备就试图到达网络以进行交易的验证。

10.用于客户应用和POS两者的支付应用都嵌入有蓝牙网状联网协议。

11.应用将执行多跳路由协议，以跨多跳与网关进行通信。

12.具有支付应用的每个用户都是网络中的一个节点或一跳。

13.每次用户与具有设备的另一用户邻近时，在给定应用正在通过的节点的更新后的位置的情况下，应用将其自身在阵列中相对于阵列中最接近的网关进行定向。

14.因此，应用或节点知道到达最接近的网关概率或所需的预期传输计数。

15.支付应用将选择用于到达网关的最短数量的跳跃。

16.网关将被放置在距彼此1000m的距离处，并且配备有能够在接收机与节点之间进行1000m的连接的长距离BLE无线电设备。

17.网关将是太阳能供电的。

18.网关提供了能够进行无限数量的连接的BLE无线电接收机。

19.BLE无线电设备连接到微处理器，该微处理器将BLE消息传送到CPU，并且CPU将消息传输到WiFi、蜂窝或宽带微处理器。

20.传出微处理器与服务器连接，并将响应消息发送回WiFi、蜂窝或宽带微处理器，WiFi、蜂窝或宽带微处理器将其响应路由回另一BLE无线电设备以进行传输。

21.发射机BLE无线电设备使用算法发送响应消息，所述算法用于实现到达用户1设备和用户2设备所需的最小可能传输计数。

22.用户1和用户2两者在其成功交易的设备上接收验证消息，并且在该应用中反映其移动货币账户中的余额。

根据第二种场景，商家和客户彼此邻近地交换商品或服务的价值，并且跨网络在分布式账本中对数据进行去中心化以进行交易的验证。第二种场景将如下进行：

1.连接在网络中的节点(计算机)的系统用于验证被执行或提交给网络的每笔交易并确认其有效性，而不是使用中央服务器或封闭环境。

2.可以使用诸如区块链或哈希图之类的平台或用于分布式账本的任何其他技术来构建这种节点系统。

3.节点之间的通信都是互联网上的计算机通过TCP/IP连接进行通信。

4.在另一迭代中，节点均是通过蓝牙网状网络而不是TCP/IP连接进行通信的设备或计算机。该平台无需将消息传输到WiFi、蜂窝或宽带接入点。这创建了更高的效率，意味着为了向整个节点网络通知新增交易的更少的计算功率和消耗，并且增加了速度(具有每秒处理数千或数百万笔交易的能力)以及具有更大的规模。

6.在这种场景中，整个交易和验证通信协议都是使用蓝牙网状栈构建的。

7.如果用户希望执行将要求与该完全去中心化的蓝牙网络外部的服务器或计算机网络进行通信的交易，则将存在如场景1中的连接的网关/接入点，其可以将数据分组转换为TCP/IP并将数据包路由到正确的URL，并且再次将响应消息路由回来。

8.移动用户1已经将客户支付应用下载到智能电话上，或被分配有其上有应用的智能电话。

9.移动用户2以与用户1相同的方式具有POS应用，或者他们是具有其上有支付应用的多合一POS终端的商家。

10.正如专利申请15/228,914中所做的一样，客户或用户1呈现用于支付的物品或服务。

11.商家或用户2将支付金额或购买价格输入Bleu POS应用中，并从邻近的可用用户的列表中找到用户1。

12.用户2选择用户1并发起支付请求。

13.用户2设备的BLE无线电设备与用户1的BLE无线电设备连接，并且支付请求数据传递给用户1。

14.向用户1呈现支付金额以供确认。

15.用户1使用生物认证通过语音、面部识别、指纹、虹膜扫描或任何其他可能的识别方法来确认并授权支付。

16.一旦支付被确认，用户1设备上的BLE无线电设备就试图到达网络以进行交易的验证。

17.用于客户应用和POS两者的支付应用都嵌入有蓝牙网状联网协议。

18.与场景1中的场景相反，交易跳跃被路由到蓝牙网络上的“验证”节点。

19.验证节点验证交易并确认用户的有效性。

20.利用跨所有节点验证的交易更新账本。

21.用户1和用户2两者在其成功交易的设备上接收验证消息，并且在该应用中反映其移动货币账户中的余额。

图4-7示出了支付交易，其中商家使用包括POS app的POS设备14发起信用卡或借记卡销售交易。如上面所指出的，POS设备可以是如’213专利中示出的专用特殊硬件，或者可以是移动设备，例如智能电话。客户选择他们要购买的物品，并在商家POS设备14处呈现这些物品。商家将支付金额或购买价格输入POS app中。客户在商家的POS设备14上轻拍(tap)他们的启用NFC的支付卡、移动设备，或倾斜(dip)他们的启用芯片的卡，或刷他们的卡30。由POS设备14经由蓝牙通信协议传输安全令牌。最终，令牌被传输到支付处理器以供确认，如图5中示出的。如图5中看出的，令牌首先经由商家POS设备14上的BLE无线电设备被传送到网状网络，以试图到达用于交易验证的网络。该应用将执行多跳路由协议以跨多跳与AP/网关18进行通信。在移动设备16上具有钱包app或在POS设备14中具有POS应用的每个用户都是网络中的一个节点或一跳。此外，可以根据需要提供中继节点17以扩展网状网络的范围。每次用户与具有设备的另一用户邻近时，在给定应用正在通过的节点(14、16、17)的更新后的位置的情况下，应用将其自身在阵列中相对于阵列中最接近的网关定向。因此，应用或节点知道到达最接近的网关接入点18概率或所需的预期传输计数。应用将选择用于到达网关接入点18的最短数量的跳跃。网关接入点18提供了一个多无线电(蓝牙和wifi或以太网)信标，该信标具有经由蓝牙、wifi无线电或以太网从中继节点17或节点14、16接收加密信息(例如，令牌)，并且然后经由使用TCP/IP协议路由数据的蜂窝提供商42或宽带提供商44将该加密信息发送到支付处理网络50的能力。因此，网关接入点18用作类似于路由器的直通设备。如图6中示出的，支付处理网络50(例如，用于与信用卡或银行服务器清算支付的网络)将(批准的或拒绝的)响应返回到网关接入点18，该网关接入点18进而经由长距离蓝牙网络12将该响应传送到商家的POS设备18和(如果适用)客户的用户设备16。图7示出了系统的各个元件的使用时序。

图8-10示出了支付交易，其中当客户使用具有钱包app的设备16和令牌进行支付时，商家使用包括POS app的POS设备14发起销售交易。如图8中看出的，当客户的设备16进入商家的设备14邻近范围时，商家的POS app通过蓝牙连接到客户的具有唯一ID的钱包app。这发起了从app到支付服务器46的特定响应，以将客户签入该商家并跟踪他们在节点或信标的阵列中的移动。这还可以发起特定内容，例如，要约或优惠券或营销消息。客户的简档也会出现在POS app内。如图9中看出的，客户选择他们要购买的物品，并在商家POS设备14处呈现这些物品。商家将支付金额或购买价格输入POS app中，并从邻近的可用用户的列表中找到该客户。客户设备16的BLE无线电设备与POS设备14的BLE无线电设备连接，并且支付请求数据传递到客户设备16。支付批准经由蓝牙发送到钱包app，以供客户确认。如图10中看出的，客户在钱包app内选择其支付形式。客户使用生物认证通过语音、面部识别、指纹、虹膜扫描或任何其他可能的识别方法来确认并授权支付。一旦支付被确认，客户的设备16设备上的BLE无线电设备就试图到达网络12以进行交易的验证。通过蓝牙发送令牌和金额，并且如上面关于图4-7和信用卡交易所描述和示出的那样进行交易。

图11-14示出了由在其移动设备16上具有钱包app的客户发起的支付交易的特征。在图11中，示出了客户的设备16的屏幕，其中支付app的各种屏幕显示了交易的发起。客户首先在他们的移动设备16上打开支付app并登录。客户在应用内找到商家的移动店面，并且选择他们要购买的物品。客户在应用中发送订单。客户在应用中选择“支付”。客户使用生物认证通过语音、面部识别、指纹、虹膜扫描或任何其他可能的识别方法来确认并授权支付。图12类似于上面描述的图5，除了长距离网络12是由客户的设备16而不是由商家的POS设备14联系以进行交易的验证之外。如图13中看出的，客户的订单经由长距离网络12发送到支付网络50(包括支付服务器46和银行或信用卡服务器48)。通知商家订单已经到达POS设备14上。商家从商家界面上的传入订单屏幕中选择该订单。商家查阅订单，并且可以开始订单或拒绝订单。将支付贷记入商家的账户中，并且将交易的金额实时借记入客户的账户中。图14示出了在由客户的设备16发起的交易期间系统的各个元件的使用时序。

根据本发明的另一特征，可以在其设备16上具有支付app的两个用户之间直接进行支付。在图15和图16中示出了这种对等支付交易。进行支付的对等方的设备16a将支付金额输入支付应用中，并且从邻近的可用用户的列表中找到收款人。付款人使用生物认证通过语音、面部识别、指纹、虹膜扫描或任何其他可能的识别方法来确认并授权支付。付款人设备16a的BLE无线电设备与收款人16b的BLE无线电设备连接，并且支付请求数据传递到收款人。完成的支付被发送到网络以供确认。通过网络寻求对支付的批准(或不批准)，这类似于关于图5和图12所描述的与向商家支付相关的方式。当支付被批准时，支付服务器46经由长距离蓝牙网络通知付款人16a和收款人16b设备。资金立即可供收款人在钱包app中使用。

根据本发明的另一特征，交易的验证可以由共识节点(consensus node)以去中心化的方式完成。在图17中示出了该特征。一旦支付被确认，客户设备16上的BLE无线电设备就试图到达网状网络12内的去中心化的共识节点60以进行交易的验证。支付app和POS app都嵌入有蓝牙网状联网协议。交易跳跃被路由到网络12上的“验证”节点或共识节点60。验证节点60验证交易并确认用户的有效性。利用跨所有共识节点60的验证的交易更新账本。这提供了交易的更快的验证。

作为附加特征，运行支付app和POS app的移动设备14、16可以利用长距离网络12的故障转移冗余。当蜂窝或wifi不可用时，这些app通过BLE发送数据分组。然后，这些app可以对分组进行分块，并与最近的节点连接，以通过网络12以零碎的方式开始数据传送过程。

已经在上面通过优选实施例示出并描述了本发明，并且应当理解，可以进行在本发明的预期的精神和范围内的许多修改、替换和添加。根据前述内容，可以看出本发明至少实现了其陈述的所有目的。