Радарная технология Wi-Fi — это инновационный метод использования существующих сетей беспроводной связи для обнаружения и отслеживания объектов. Анализируя характеристики распространения сигналов Wi-Fi, такие как мощность сигнала, изменения фазы и временные задержки, радар Wi-Fi способен обнаруживать и определять местонахождение объектов даже в невидимых средах для эффективного мониторинга.

С момента своего появления технология Wi-Fi широко использовалась в сфере передачи данных. Поскольку беспроводные сети становятся все более популярными, исследователи начинают исследовать новые способы использования сигналов Wi-Fi, помимо традиционных коммуникаций. На этом фоне родилась радиолокационная технология Wi-Fi, которая открывает новый способ обнаружения и мониторинга и обладает преимуществами низкой стоимости и простоты развертывания.

Принципы радарной технологии Wi-Fi

Фактически, радар Wi-Fi — это новая технология в области радаров, проникающих через стены. Радарная технология Wi-Fi в основном опирается на характеристики распространения беспроводных сигналов в космосе. Когда сигналы Wi-Fi сталкиваются с объектами, возникают такие явления, как отражение, преломление и рассеяние, вызывающие изменения характеристик сигнала. Радарные системы Wi-Fi обнаруживают и отслеживают объекты, анализируя эти изменения.

Система сначала захватывает исходный сигнал Wi-Fi, затем фиксирует эффект Доплера, возникающий при движении и изменении целевого объекта, и сравнивает исходный сигнал с сигналом мониторинга, чтобы определить положение и направление движения цели.

Изменение мощности сигнала (RSSI): Изменение мощности сигнала (RSSI) — это наиболее интуитивно понятный параметр, который можно использовать для оценки расстояния между объектом и передатчиком Wi-Fi. Когда объект перемещается, он меняет путь распространения сигнала, вызывая изменение уровня сигнала, воспринимаемого принимающей стороной. Постоянно получая сигналы, можно измерить направление и скорость движущихся объектов.

Информация о состоянии канала (CSI): Информация о состоянии канала (CSI) предоставляет подробную информацию о сигнале в частотной области, включая информацию об амплитуде и фазе сигнала. CSI может предоставить более полную информацию об окружающей среде, чем RSSI, позволяя радару Wi-Fi более точно определять местоположение и движение объектов.

Несколько антенных решеток: время, необходимое радиосигналу для прохождения от передающей антенны к объекту и обратно к приемной антенне, может быть использовано для расчета положения объекта. Технология многоантенных решеток может улучшить пространственное разрешение системы за счет использования нескольких антенн на передающей и приемной сторонах. Эта конфигурация MIMO (множественный вход и несколько выходов) позволяет радару Wi-Fi обнаруживать объекты в трех измерениях.

Ключевые технические характеристики

Внедрение радиолокационных систем Wi-Fi включает в себя множество ключевых технологий, включая обработку сигналов, распознавание образов и машинное обучение.

Обработка сигналов. Обработка сигналов является основой радиолокационной технологии Wi-Fi, включая фильтрацию, обнаружение, оценку и отслеживание. Эти этапы обработки имеют решающее значение для извлечения полезной информации из сигнала.

Распознавание образов. Технология распознавания образов позволяет радару Wi-Fi идентифицировать и классифицировать различные типы объектов и действий. Анализируя статистические свойства сигналов, система может изучить конкретные закономерности, что позволяет осуществлять более интеллектуальный мониторинг.

Машинное обучение. Алгоритмы машинного обучения могут еще больше повысить производительность радиолокационных систем Wi-Fi. С помощью набора обучающих данных алгоритм может прогнозировать и адаптироваться к изменениям в окружающей среде, повышая точность и надежность системы.

Хотя технология радаров Wi-Fi имеет большой потенциал, она по-прежнему сталкивается с некоторыми проблемами, такими как многолучевые помехи.В сложных условиях многолучевой эффект сигналов может повлиять на точность обнаружения. Это также связано с вопросами защиты конфиденциальности, и нам необходимо подумать о том, как использовать радарную технологию Wi-Fi, не нарушая личную конфиденциальность. Кроме того, в разных странах и регионах действуют разные законы и правила использования беспроводных сигналов.

Сценарии применения

Радарная технология Wi-Fi имеет множество сценариев применения, включая, помимо прочего:

Мониторинг домашней безопасности: захватывайте контуры объектов посредством передачи и приема сигналов для обнаружения злоумышленников или аномальных действий.

Мониторинг здоровья: радарную систему мониторинга Wi-Fi можно использовать для наблюдения за деятельностью пожилых людей и детей (без ношения какого-либо оборудования) для предотвращения несчастных случаев.

Умный дом: система фиксирует движения оператора, позволяя пользователям удаленно управлять устройствами с помощью жестов и других жестов, обеспечивая бесконтактный пользовательский интерфейс.

Спасение при стихийных бедствиях: обнаружение признаков жизни в завалах. Например, маломощные беспроводные сигналы можно использовать для улавливания дыхания человека.

Радарная технология Wi-Fi, как новая технология восприятия, предоставляет нам совершенно новые средства восприятия окружающей среды. По мере развития алгоритмов и развития аппаратного обеспечения точность и диапазон применения радаров Wi-Fi будут продолжать расширяться. Мы можем ожидать, что радиолокационная технология Wi-Fi будет играть более важную роль в таких областях, как умные города, автономное вождение и телемедицина.