想让 Wi-Fi mesh 路由器探测到你的呼吸吗?
首页 > 观测 > 数码科技    作者:剧毒术士马文   2017年10月11日 22:00 星期三   热度:127°   0条评论    
时间:2017-10-11 22:00   热度:127° 

一般的室内安保系统,大多都会依靠相机或是专门的感应器来实现监控效果。不过这两者都会有硬件和安装成本,而且实话说,很多使用者本身在镜头下都会感到非常不自在。考虑到这些问题,Origin Wireless 想到了一种利用 Wi-Fi 讯号来探测室内运动的经济方案。他们所使用的「时间反演机」技术(Time Reversal Machine),本质上是一套理论上可通过固件更新加入任何 Wi-Fi mesh 路由器的算法。它可以在不给处理器增加太大负担的前提下,探测出小到人体呼吸这样的细微运动。


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一套完整的「时间反演机」方案需要两个部分来组成:一台充当「Origin」发射器的路由器和其它作为「Bot」接收器的路由器。「Origin」和「Bot」都是在 802.11a / 802.11n / 802.11ac 的 5GHz 频段上运作,而且为了尽可能地避免干扰,信号传输也会使用 mesh 网络特有的 CSI(Channel State Information,频道状态信息)。是说,Origin Wireless 的这套方案在概念上跟 Xandem 的家居安全系统有点相似,但后者是基于 2.4GHz 信号,而且似乎也不能通过软件直接附加到现有的路由器上。

由于电磁波的反射性,Wi-Fi 信号会以多路径(超过 500 条)的方式抵达「Bot」端。而通过不同路径的抵达时间是不同的,之间便会出现延迟。正常来说,这是不利于普通用途的信号处理的,但 Origin Wireless 选择从不同的角度来看问题,于是便做出了号称能比激光探测器抓到更多细节的无线信号监测方案。

简而言之,「时间反演机」是靠上述多路径传输之间的延迟对比来判断室内的状态。当有东西动了之后,相关的路径和延迟时长也会随之改变。Origin Wireless 的软件在监控过程中会以每秒 50 次的速率来扫描这些变化,同时其还会利用机器学习技术,并对不同延迟结果进行快速计算。所有这一切的结果,就是判断动作幅度小至 1 到 2 cm 间的高精度,官方也是因为这样的效果才起出了「时间反演机」这个名字。


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老实讲,在开始听到这项技术的时候我们是抱着很强烈的怀疑态度的(居然叫「时间反演机」这种名字...),但幸而 Origin Wireless 在 CEATEC 现场提供了短暂体验的机会。在跟工作人员一起进入到一个小房间后,我们便以静止姿态坐在那里。四秒钟的延迟后,对应的影像和图标便出现在对面的屏幕上了(这个延迟是因为要从云端绕一圈的关系,实际产品不需要这一步延迟并不会那么久)。这个时候,工作人员示意我们平稳呼吸,之后他离开了房间,接着在显示器上就能看到一条趋近直线的呼吸频率曲线。实际上,在此过程中我们尽量让自己保持安静,为的是以防有麦克风在侧靠声音来作弊。

鉴于整套系统并没有加装什么感应器,只是凭 Wi-Fi 信号就能做到这样,真的给人留下了相当深刻的印象。而且 Origin Wireless 还相信「时间反演机」的作用并不只是家庭安保和体征监测那么简单。某个他们试想的使用场景,是在有人摔倒之后,软件能根据房间内信号状态的突然变化以及之后的长时间「沉默」,来判定有人昏迷倒地以触发对应的警报。在老人居住的环境中,这样的功能尤为实用。因为长辈们既不用担心相机拍摄侵犯隐私,也不用随身佩带专门的感应器。别的潜在用途,还包括更准确的侵入者探测(结合运动跟呼吸探测)、利用手持 Wi-Fi 设备室内定位、物品追踪以及门窗开阖感测等等。

当然,在现实生活中真正使用过之前,「时间反演机」还未必能让我们彻底信服。但 Origin Wireless 的 CEO 和创始人刘国瑞教授是现任的 IEEE 董事会成员,他之前还曾是 IEEE 信号处理协会的主席,这样的履历听上去应该算比较可靠的吧?更重要的是,刘教授的这间新创公司迄今为止已经申请了超过 60 项专利,其中有十几个已经在美国获得了批准。如果「时间反演机」真的像宣传的那么好的话,但愿各家路由器厂商能在不久的将来尽快把这项技术加到新品,最好还有已经推出的现有产品上面吧。

经由: Engadget
来源: Origin Wireless
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本文作者:剧毒术士马文      文章标题: 想让 Wi-Fi mesh 路由器探测到你的呼吸吗?
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