כיצד חישת Wi-Fi מפשטת את זיהוי הנוכחות

הטכנולוגיה המתפתחת של חישת Wi-Fi מבטיחה יתרונות משמעותיים עבור מגוון מערכות משובצות ומערכות קצה. מערכות בית חכם, בידור, אבטחה ובטיחות כולן יכולות להפיק תועלת מהיכולת הזו.

איור 1 ניתן לבצע חישת Wi-Fi בכל מכשיר התומך ב-Wi-Fi עם האיזון הנכון בין צריכת חשמל וביצועי עיבוד. מקור: Synaptics

איך זה עובד

האלגנטיות של חישת Wi-Fi היא שהיא משתמשת במה שכבר יש: אותות RF שמכשירי Wi-Fi משתמשים בהם כדי לתקשר. באופן עקרוני, מכשיר קולט Wi-Fi יכול לזהות שינויים באותם אותות RF כשהוא קולט אותם, ומהשינויים להסיק את הנוכחות, התנועה והמיקום של אדם באזור שמסביב למקלט.

ניסיונות מוקדמים לעשות זאת השתמשו ב-RSSI של ממשק ה-Wi-Fi, מספר המיוצר על ידי הממשק מעת לעת כדי לציין את עוצמת האות הממוצעת שהתקבלה. כמעט באותו אופן שבו גלאי תנועה אינפרא אדום פסיבי מפרש שינוי בעוצמת ה-IR כתנועה ליד החיישן שלו, חיישני ה-Wi-Fi הללו מפרשים שינוי בערך RSSI כהופעה או תנועה של עצם ליד המקלט.

איור 2 מערכת Wi-Fi-על-שבבים (SoCs) יכולים לנתח CSI עבור שינויים עדינים בערוץ שדרכו האות מתפשט כדי לזהות נוכחות, תנועה ומחוות. מקור: Synaptics

לכידת נתוני נוכחות

כל ממשק Wi-Fi תואם צריך לייצר את זרם הנתונים של CSI. החלק הזה קל. עם זאת, תפקידה של מערכת החיישנים הוא לעבד את הנתונים ולהסיק מהם מסקנות. תהליך זה מחולק בדרך כלל לשלושה שלבים, בהתאם למוסכמות שפותחו לעיבוד תמונת וידאו: הכנת נתונים, חילוץ תכונות וסיווג.

ניתוח והסקת מסקנות

השלב הבא בצנרת ינתח את זרמי הנתונים המנוקים כדי לחלץ תכונות. תהליך זה הוא אנלוגי - עד נקודה מסוימת - לתכונה מיצוי בעיבוד ראייה.

אלגוריתמי החילוץ לא פשוט יבצעו מניפולציות בפיקסלים אלא יבצעו ניתוח סטטיסטי מורכב. הפלט של שלב החילוץ יהיה ייצוג פשוט של נתוני ה-CSI, מראה רק חריגות שהאלגוריתמים קובעים כמאפיינים משמעותיים של הנתונים.

השלב האחרון בצנרת הוא סיווג.

אופי ההחלטה יקבע את אלגוריתם הסיווג. לכן, מפתחים חייבים לאסוף נתוני CSI בפועל ממקרי בדיקה ולאחר מכן לבנות מודלים סטטיסטיים או תבניות התייחסות, הנקראות לעתים קרובות טביעות אצבע. לאחר מכן, המסווג יכול להשתמש במודלים או בתבניות אלו כדי להתאים בצורה הטובה ביותר לתכונה מהחולץ ולמצבים הידועים.

גישה נוספת היא למידת מכונה. מפתחים יכולים להזין תכונות שחולצו וסיווגים נכונים של תכונות אלה לתוך מכונה וקטורית תמיכה או רשת למידה עמוקה, ולהכשיר את המודל לסיווג תבניות מופשטות של תכונות בצורה נכונה.

יישום חישת Wi-Fi

לשלב הכנת הנתונים, סינון פשוט עשוי להיות בטווח של ליבת מעבד קטנה. אחרי הכל, מטריצה ​​קטנה מגיעה רק כאשר תת-נשא מופעל. אבל אלגוריתמים סטטיסטיים מתוחכמים יותר ידרשו ליבת DSP בעלת הספק נמוך. הטכניקות הסטטיסטיות לחילוץ תכונה צפויות גם להזדקק לכוח וליעילות של ה-DSP.

ה-Wi-Fi SoC עשוי בהחלט לכלול מעבד, DSP ומאיץ מסקנות.

הבאת מכשיר חישת Wi-Fi מוצלח לשוק תדרוש שותפות הדוקה עם מפתח SoC עם ה-IP הנכון בהספק נמוך, ניסיון עיצובי וידע אינטימי של האלגוריתמים - נוכחים ומתהווים. בחירת שותף לפיתוח עשויה להיות אחת ההחלטות החשובות ביותר שמפתחים צריכים לקבל.