[发明专利]基于WiFi微控制器的人体感知方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于WiFi微控制器的人体感知方法和系统，该方法包含：通过WiFi微控制器采集信道状态信息；对采集到的信道状态信息进行数据处理；将处理好的信道状态信息输入到预先训练好的人数检测模型得到人数检测结果。本发明的基于WiFi微控制器的人体感知方法和系统，实现了一种被检测人员不需要携带任何电子设备的非侵入式人数检测方案，无需人员配合也不存在视觉人数检测带来的隐私保护问题。其具体采用了WiFi微控制器设备，只需要额外安装一带有WiFi微控制器的装置即可在充分利用室内现有WiFi基础设施实现人数检测的功能，实现成本非常低。

技术领域

本发明涉及一种基于WiFi微控制器的人体感知方法和系统。

背景技术

人数检测可以广泛应用于安全监控和入侵检测。而非侵入式人数检测不需要被检测人员携带专用设备，普适性更强。目前非侵入式人数检测中，通过安装摄像头、应用计算机视觉方法对摄像头画面进行目标检测，估计某个场景中的人数的方案运用广泛。该方案可集成在现有安防监控系统中，但存在隐私保护问题。受环境中光照条件影响，复杂环境存在盲区。

将无线电用于人数检测则类似于雷达，不存在隐私保护问题，并且若利用广泛普及的WiFi基础设施进行人数检测可以避免大量专用无线电设备开销。传统利用WiFi感知环境特征的应用大多基于RSSI(Received Signal Strength Indicator,接收信号强度指示)。RSSI的强弱一定程度上反映了信道质量的好坏，且大多无线通信技术均可轻易获取到RSSI信息。但影响RSSI的因素过多，其数值反应的已是是信号多径传播的叠加效果，无法逐一区分多条信号传播路径，使得从RSSI中难以提取可以有效检测人数的信息。而CSI(Channel State Information,信道状态信息)可同时获得OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplex,正交频分复用)多个子载波的幅度和相位，在一定程度上刻画了多径传播。人的存在与活动将显著改变WiFi信号的传播路径，从而影响各子载波的幅度和相位。CSI将单值的RSSI扩展至频域，并且增加加了相位信息，为人数检测提供了更为丰富、细粒度的多径传播信息。在IEEE 802.11n标准中，CSI被列入MAC(Medium access control，介质访问控制)帧的内容中。这意味着我们可以通过已被广泛部署的802.11n兼容WiFi设施获取到CSI信息，用于人数检测。

发明内容

本发明提供了一种基于WiFi微控制器的人体感知方法和系统解决上述提到的技术问题，具体采用如下的技术方案：

一种基于WiFi微控制器的人体感知方法，包含以下步骤：

通过WiFi微控制器采集信道状态信息；

对采集到的信道状态信息进行数据处理；

将处理好的信道状态信息输入到预先训练好的人数检测模型得到人数检测结果。

进一步地，通过WiFi微控制器采集信道状态信息的具体方法为：

将包含WiFi微控制器的装置布置于空间的边角处；

将WiFi微控制器连接至WiFi设备；

通过WiFi微控制器间隔预定时间向WiFi设备发送Ping包；

WiFi设备在接收到Ping包后向WiFi微控制器返回包含信道状态信息的返回数据包；

WiFi微控制器从接收到的返回数据包中提取信道状态信息并存入队列中。

进一步地，对采集到的信道状态信息进行数据处理的具体方法为：

从WiFi微控制器采集到的信道状态信息的56组子载波中选择振幅较大的20组子载波；

对所选信道的幅值和相位的此次采样与前次采样作差得到差分数据；