[发明专利]基于WiFi信道状态信息多人室内环境状态监控系统的设计与实现

说明书

本发明公开了一种基于WiFi信道状态信息多人室内环境状态监控系统的设计与实现。本发明主要监控室内是否有人出入的状态以及确定房间中的人数。本发明是WiFi信号在多人环境感知的首次应用，利用广泛使用的WiFi信号，获取CSI(Channel State Information，信道状态信息)信息，通过对CSI数据的分析，处理，采用有效的去噪方法去除环境噪声，提取波形，使用隐马尔科夫方法建立室内出入监测模型，使用神经网络的方法建立人数识别模型，通过出入监测模型修正人数识别模型，从而进一步提高人数识别的准确率，实现对室内环境状态的有效监控。

技术领域

本发明公开了基于WiFi信道状态信息多人室内环境状态监控系统，主要用于解决在WiFi环境下多人室内环境状态监控问题，本发明主要包括两个部分状态监控：多人出入监控和人数判定，涉及到信号去噪、特征波形提取、为多人出入监控和人数判定建立模型、模型自动纠正等技术。

背景技术

基于WiFi技术的无线局域网已在室内得到广泛应用，其所能提供的服务已不限于信息通信。迅速涌现的诸类新兴应用，如人体检测，室内定位，穿墙断层扫描活动识别等，在不断革新无线局域网的应用领域。在室内环境中，发射的无线信号通常不会沿直接路径到达接收器。事实上，接收到的信号通常是信号经由家具、人体及其他障碍物的反射、衍射和散射形成的多路信号的叠加，这种现象被称为多径效应。物理空间限制了无线信号的传播，相对应，无线信号也可以反过来被用于感知其所经过的物理环境。无论是环境物体(如墙壁、家具)还是人体(如位置、移动)都可以对无线信号进行“调制”，从而形成周期性或时变的信号，通过对这种信号进行分析，可对环境进行推断感知。

目前利用WiFi信号进行环境感知的主要手段是获取CSI数据或者RSSI数据进行分析，CSI是无线网卡对无线信道频率的响应估计，根据IEEE 802.11n标准，无线信号可以使用正交频分复用将信号调制成56个或者114个子载波，CSI可以看做是无线网卡对每个子载波信道增益的估计，CSI包含振幅和相位的信息，相比于RSSI(信号强度信息)，CSI是细粒度的RSSI值，能够精确刻画出每个信道状态的改变，准确度较高。