基于CSI的室内入侵检测系统设计与实现开题报告

 2021-08-14 01:56:04

1. 研究目的与意义(文献综述)

近些年来,随着在移动互联网应用中无线设备的普及,服务于移动互联网的无线传感器网络技术渐渐从理论研究走进了实际工程应用,带动了行为检测的应用需求的快速增长。在这股浪潮的推动下,吸引了大量的科研单位和商业公司,并因此催生了大量的科研成果和商业产品。并且随着人们物质生活水平的极大提高,人们对于室内居住环境及其他室内活动场所的安全程度也有了更多的要求,许多公司、商场等夜间无人环境同样对室内入侵检测有着极大的需求。

目前,国内外的室内移动检测方法很多,传统的方法主要依赖摄像头、加速计、陀螺仪等连续观察传感器的读数,然后根据类型识别算法检测出目标的行为,然而在隐私保护、耗能及部署预算方面存在一些限制。近些年,提出了一些新的检测技术,与传统方法相比,基于射频信号的方法使用无线收发信机作为基础设备,不仅能够降低能耗而且能够更好的保护用户隐私。由于不同的射频数据有不同的特征和数据处理方式,我们可以将这些方法大体分为四类:基于zigbee的目标检测、基于wi-fi的目标检测、基于rfid的目标检测及基于其他方法的目标检测。

由于上述技术在实际应用中或多或少存在一些限制,而近几年wlan的普及又为室内行为检测提供了契机,出现了一种基于信道状态信息进行目标检测的方法,因此本文将主要研究如何基于csi实现对入侵目标的检测。

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2. 研究的基本内容与方案

(1)关于室内入侵检测系统的设计,首先通过对符合实际需要的室内入侵检测系统进行需求分析,确定本系统在室内环境中需要实现的具体功能。在能够通过设计出的室内入侵检测系统检测出有无目标入侵的情况下,充分考虑该系统的实际可行性,使该系统具有人力物力开销低、准确度高误报率低及较好的可拓展等特点。

(2)针对上述目标,本次设计的室内入侵检测系统将分为两个部分:发射端和接收端。工作内容分为两个部分,第一部分为离线阶段,这个阶段用来提取无人环境时的csi数据,第二部分为在线阶段,将实时检测数据与离线时采集的数据对比,检测是否出现入侵目标。系统整体框架拟包括csi收集模块、特征提取模块、特征分布模块、离线数据库模块及检测算法等模块。其中csi收集模块用来收集无线网卡提取的csi信息,特征提取模块用来提取对人行为敏感的csi特征,特征分布模块用来对提取到的csi特征进行处理,建立其特征分布模型,离线数据库模块用来储存离线阶段采集到的csi特征分布模型,检测算法则用来将离线阶段和在线阶段的数据进行对比,判断是否出现入侵目标。

(3)为了检验系统的实际可行性,通过搭建好的实验环境对系统进行仿真,本次仿真拟采用的csi收集工具是针对相应网卡在ubuntu系统上使用的开源驱动,编程环境则采用matlab。在仿真过程中通过不同种类室内环境或改变某些参数来检验系统的实际可行性。

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3. 研究计划与安排

第1-5周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究如何基于信道状态信息完成室内入侵检测系统的功能需求的调研。确定方案,完成开题报告。

第6-8周:根据室内入侵检测系统的需求分析,完成系统总体设计、模块划分及整体算法设计。

第9-12周:基于信道状态信息完成对室内入侵检测系统的应用框架、功能模块和算法的实现,并对室内入侵检测系统进行仿真测试和结果分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]邓晓华.基于csi的被动式室内定位与目标计数方法研究[d].杭州电子科技大学,2014.

[2]朱荣,白光伟,沈航等.基于贝叶斯过滤法的csi室内定位方法[j].计算机工程与设计,2015,36(3):567-571.

[3]肖金超,曾鹏,何杰等.基于传感器网络的多信道定位技术[j].信息与控制,2015,44(3):346-352.

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