La tecnología de radar Wi-Fi es un método innovador de utilizar las redes de comunicación inalámbrica existentes para lograr la detección y el seguimiento de objetos. Al analizar las características de propagación de las señales Wi-Fi, como la intensidad de la señal, los cambios de fase y los retrasos de tiempo, el radar Wi-Fi puede detectar y localizar objetos, incluso en entornos invisibles, para un monitoreo efectivo.
Desde su nacimiento, la tecnología Wi-Fi ha sido ampliamente utilizada en el campo de las comunicaciones de datos. A medida que las redes inalámbricas se vuelven más populares, los investigadores están comenzando a explorar nuevos usos para las señales Wi-Fi más allá de las comunicaciones tradicionales. En este contexto nació la tecnología de radar Wi-Fi, que abre una nueva forma de detección y monitoreo y tiene las ventajas de un bajo costo y una fácil implementación.
Principios de la tecnología de radar Wi-Fi
De hecho, el radar Wi-Fi es una nueva tecnología en la tecnología de radar de penetración de paredes. La tecnología de radar Wi-Fi se basa principalmente en las características de propagación de las señales inalámbricas en el espacio. Cuando las señales de Wi-Fi encuentran objetos, se producirán fenómenos como reflexión, refracción y dispersión, lo que provocará cambios en las características de la señal. Los sistemas de radar Wi-Fi detectan y rastrean objetos analizando estos cambios.
El sistema primero captura la señal Wi-Fi inicial, luego captura el efecto Doppler producido cuando el objeto objetivo se mueve y cambia, y compara la señal inicial con la señal de monitoreo para determinar la posición y dirección del movimiento del objetivo.
Cambio de intensidad de la señal (RSSI): el cambio de intensidad de la señal (RSSI) es el parámetro más intuitivo que se puede utilizar para estimar la distancia entre un objeto y el transmisor Wi-Fi. Cuando un objeto se mueve, cambia la ruta de propagación de la señal, lo que hace que cambie la intensidad de la señal percibida por el extremo receptor. Al recibir señales continuamente, se puede medir la dirección y la velocidad de los objetos en movimiento.
Información del estado del canal (CSI): la información del estado del canal (CSI) proporciona detalles de la señal en el dominio de la frecuencia, incluida la amplitud de la señal y la información de fase. CSI puede proporcionar información ambiental más rica que RSSI, lo que permite que el radar Wi-Fi detecte con mayor precisión la ubicación y el movimiento de los objetos.
Conjuntos de antenas múltiples: el tiempo que tarda una señal de radio en viajar desde una antena transmisora a un objeto y regresar a una antena receptora se puede utilizar para calcular la posición del objeto. La tecnología de matriz de antenas múltiples puede mejorar la resolución espacial del sistema mediante el uso de múltiples antenas en los extremos de transmisión y recepción. Esta configuración MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas) permite al radar Wi-Fi localizar objetos en tres dimensiones.
Características técnicas clave
La implementación de sistemas de radar Wi-Fi implica múltiples tecnologías clave, incluido el procesamiento de señales, el reconocimiento de patrones y el aprendizaje automático.
Procesamiento de señales: el procesamiento de señales es el núcleo de la tecnología de radar Wi-Fi, incluido el filtrado, la detección, la estimación y el seguimiento. Estos pasos de procesamiento son cruciales para extraer información útil de la señal.
Reconocimiento de patrones: la tecnología de reconocimiento de patrones permite que el radar Wi-Fi identifique y clasifique diferentes tipos de objetos y actividades. Al analizar las propiedades estadísticas de las señales, el sistema puede aprender patrones específicos, lo que permite un monitoreo más inteligente.
Aprendizaje automático: los algoritmos de aprendizaje automático pueden mejorar aún más el rendimiento de los sistemas de radar Wi-Fi. A través del conjunto de datos de entrenamiento, el algoritmo puede predecir y adaptarse a los cambios en el entorno, mejorando la precisión y robustez del sistema.
Aunque la tecnología de radar Wi-Fi tiene un gran potencial, todavía enfrenta algunos desafíos, como la interferencia de trayectorias múltiples. En entornos complejos, el efecto de trayectorias múltiples de las señales puede afectar la precisión de la detección. También implica cuestiones de protección de la privacidad, y debemos considerar cómo utilizar la tecnología de radar Wi-Fi sin infringir la privacidad personal. Además, diferentes países y regiones tienen diferentes leyes y regulaciones sobre el uso de señales inalámbricas.
Escenarios de aplicación
La tecnología de radar Wi-Fi tiene una variedad de escenarios de aplicación, que incluyen, entre otros:
Monitoreo de seguridad del hogar: capture los contornos de los objetos a través de la transmisión y recepción de señales para detectar intrusos o actividades anormales.
Monitoreo de la salud: el sistema de monitoreo por radar Wi-Fi se puede utilizar para monitorear las actividades de las personas mayores y los niños (sin usar ningún equipo) para prevenir accidentes.
Hogar inteligente: El sistema captura los movimientos del operador, permitiendo a los usuarios controlar remotamente los dispositivos mediante gestos y otros gestos, logrando una interfaz de usuario sin contacto.
Rescate en desastres: detección de señales de vida entre los escombros. Por ejemplo, se pueden utilizar señales inalámbricas de baja potencia para capturar la respiración humana.
La tecnología de radar Wi-Fi, como tecnología de percepción emergente, nos proporciona un medio completamente nuevo de percepción ambiental. A medida que los algoritmos avancen y el hardware se desarrolle, la precisión y el rango de aplicación del radar Wi-Fi seguirán ampliándose. Podemos esperar que la tecnología de radar Wi-Fi desempeñe un papel más importante en áreas como las ciudades inteligentes, la conducción autónoma y la telemedicina.