[发明专利]一种无线网络自适应授权接入方法

说明书

一种无线网络自适应授权接入方法，属于物联网技术应用领域。本发明采用CSI代替RSSI进行定位，利用CSI能细粒度地刻画多径信号和时间稳定性好的特点，通过在室内环境下搭载基于Intel 5300系列网卡的功控机，将室内环境划分成多个参考点，分别采集各个参考点位置的CSI数据，通过反复训练取平均值建立室内环境指纹数据库，采用EMD距离计算作为指纹匹配的方法，通过阈值的比较实现基于莱斯K系数的人员位置识别，并进一步实现了面向课堂教学的无线网络自适应授权接入。本发明提出的方法提供了一种避免学生基于Wi‑Fi热点浏览网页而分散其课堂听讲注意力的方案，从而为提升课堂教学质量提供前提保障。

技术领域

本发明是一种适用于课堂教学场景下的无线网络授权接入方法，属于物联网技术应用领域。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的迅速发展，Wi-Fi设备成为了一种广泛部署的基础设施，Wi-Fi热点遍布校园各处，在校学生可以随时随地接入无线网络。然而为保证课堂教学的质量，并不是期望所有人员在任何时候任何地方都能便捷地接入无线网络，如课堂教学过程中，为避免学生基于Wi-Fi热点浏览网页而分散其课堂听讲注意力，希望此时Wi-Fi热点自适应地对于教室内同学屏蔽，而允许教室外的人员授权接入，从而为提升课堂教学质量提供前提保障。

实现无线网络的自适应授权接入，首先要有效识别人员的位置，即身处位置在教室内或是教室外。目前的无线室内定位技术中，Wi-Fi因其便利性而占据主导地位，传统Wi-Fi定位方法大多基于接收信号指示强度信息(RSSI)，但其存在粗粒度、不稳定等缺陷，研究工作转为关注细粒度、高鲁棒性的物理层信道状态信息(CSI)。

发明内容

技术问题：本发明目的是针对室内外环境信号传播方式下视距路径存在可能性不同的特点，而实现一种人员位置识别的方法，进一步设计面向课堂教学的无线网络自适应授权接入技术，为提升课堂教学质量提供前提保障。方案采用信道状态信息(CSI)代替接收信号强度指示信息(RSSI)，通过在室内环境下搭载基于Intel 5300系列网卡的功控机，建立室内环境指纹数据库，采用指纹匹配的方法，利用地球移动距离(EMD)计算进行指纹匹配，通过阈值的比较实现人员的位置识别。通过使用本发明提出的方法可以进一步解决课堂教学过程中学生基于Wi-Fi热点浏览网页而分散其课堂听讲注意力的问题，实现无线网络自适应授权接入，为提升课堂教学质量提供了一种轻量级的技术方案。

技术方案：本发明采用CSI代替粗粒度、不稳定的RSSI，利用CSI能细粒度地刻画多径信号、在相同的传播环境中保持相对稳定、在不同的环境中呈现不同的子载波幅度和相位特征等优势，通过在室内环境下搭载基于Intel 5300系列网卡的功控机，采用指纹匹配的方法，利用EMD距离计算进行指纹匹配，通过阈值比较实现基于莱斯K系数的人员位置识别，进一步实现了面向课堂教学的无线网络自适应授权接入。

本发明是一种无线网络自适应授权接入方案，采用细粒度、高鲁棒性的CSI代替粗粒度、易变的RSSI进行人员位置识别，通过在室内环境下搭载基于Intel 5300系列网卡的功控机，建立室内环境指纹数据库，采用指纹匹配的方法，利用EMD距离计算进行指纹匹配，通过阈值的比较实现基于莱斯K系数的人员位置识别，进一步实现了面向课堂教学的无线网络自适应授权接入。

该面向课堂教学的无线网络自适应授权接入方案，包含在以下具体步骤中：

CSI数据采集及Rician-K模型建立：

步骤1)针对室内环境进行CSI数据采集：验证平台包括一台迷你功控机、TP-Link路由器、两个外接天线、液晶显示屏、若干笔记本，其中迷你工控机装有Ubuntu系统、virtual CSI、Intel 5300无线网卡和CSI Tool工具。实验中，TP-Link路由器作为校园无线网络接口AP固定在室外走廊，不断发射无线信号，带有外置天线的迷你功控机作为信号接收机MP接收无线信号。利用virtual CSI和CSI Tool工具来采集传输信道的状态信息，保存到笔记本中；