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Wi-Fi 具备“透视”能力,隔墙就能查人数

科普小知识2022-07-09 10:13:44
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Wi-Fi 具备“透视”能力,隔墙就能查人数

加州大学圣巴巴拉分校的研究人员开发了一种系统,只需在房间外放置无线发射器和接收器,就可以知道房间里有多少人。

在实验中,一个无线发送器(D-link WBR1310无线路由器)和一个无线接收器(Atheros ar9721无线局域网网卡)放置在该区域两侧的墙外。发射机发送无线信号,接收机测量接收信号强度(RSSI)。受试者根本不需要机器监控任何设备。它们只需要在无线网络设备之间*移动,信号会因阻挡而衰减或因反射而增强。根据接收到的信号功率测量,研究人员可以估计房间里的人数——估计值非常接近实际人数,误差最多为2%。

值得注意的是,研究人员没有对测试区域进行任何预测量或校准——他们的测量方法只需要一个短的校准阶段,不需要在同一区域完成这样的校准。这意味着你可以随时按下计数按钮,系统可以高精度地计算出有多少人在墙的另一边行走。目前,接受测试的人数最多为20人。

“我们观察到,虽然信号穿过墙壁时强度会严重减弱,但由于人员移动而改变的信号强度会明显降低,不会影响结果。”项目参与者Saandeep Depatla博士说。然而,为了实验的准确性,研究人员在校园的5个不同区域进行了44项实验,包括3间教室、会议室和走廊。在整个过程中使用了相同的无线发送器和接收器。该实验还测试了不同的墙体材料,如混凝土、石膏和木材,看看它们是否会影响结果,结论是没有明显的效果。

这项研究是基于圣巴巴拉电气和计算机工程教授亚撒明·莫斯托菲之前的工作。圣巴巴拉的研究人员早在2015年就做了类似的实验,但是最后一次这个人和无线设备在同一个区域,这次这个设备被移到了这个区域之外,藏在了墙后面。

同年,麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)也可以利用无线信号的变化来识别被墙挡住的人(最多15人),甚至可以以90%的准确率确定他们的呼吸模式和心率。但目的不一样——当人体和物体在房间里移动时,圣巴巴拉的系统会吸收无线信号,并在空间中找到离散的个体;麻省理工学院的系统可以用来跟踪独居老人的行为,并在他们跌倒时及时通知相关人员。

麻省理工学院还研究了通过发射比标准无线网络轻1000倍的超低功率无线电信号来探测墙后的人,并精确跟踪他们的行动。