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什么是CSI感知?

CSI感知指的是利用Wi-Fi信号中的信道状态信息(Channel State Information,CSI)来检测环境中的人体活动(如走动、呼吸等)以及其他物体状态、位置和运动等信息的技术。

CSI感知是如何工作的?

CSI感知技术的原理基于无线信号传播的多径效应和CSI的变化。

根据无线信号传播特性,发送天线的电磁波信号一方面可以通过直射到达接收天线,另一方面也可以经过周围环境(如墙体、人体、家具等)的反射到达接收天线。最终到达接收天线的电磁波信号是直射径信号和众多反射径信号的叠加,这就是无线信号传播的多径效应。

无线信号传播的多径效应
无线信号传播的多径效应

随着环境的变化,反射径改变,CSI数据也产生变化。CSI是无线通信领域中的一个重要概念,它描述了信号从发射端到接收端传播过程的详细数据。在Wi-Fi的OFDM技术中,信道被分割成多个子载波,每个子载波承载数据的同时,还会记录传播过程中的幅度衰减和相位偏移等CSI信息。当环境中无物体移动时,多径信号的路径相对稳定,CSI数据(子载波的幅度和相位)变化较小;当有人或物体移动时,会改变信号的反射路径(如遮挡某条路径、新增反射路径),导致多径信号叠加后的幅度和相位发生变化,进而使CSI数据出现波动。

通过采集分析CSI数据的变化规律,我们可以完成人员存在检测、行为识别,甚至可以实现对呼吸、心跳这种微弱波动的测量。例如,人体在睡眠时,只有呼吸产生的胸腔规则性起伏,此时,提取CSI的规律性变化,便可以估计出呼吸的频率,从而通过呼吸识别出是否有人。

基于收发机的位置关系,CSI感知可以分为双站感知和单站感知。

  • 双站感知:共有两个设备参与感知,分别用于Wi-Fi信号发送和信号接收。
  • 单站感知:只使用同一个设备同时完成Wi-Fi信号的收发。例如华为AP创新实现的CSI感知功能,通过天线和算法的联合设计,最大限度的减少了发射机与接收机的非理想因素和强自干扰影响,单AP通过自发自收即可实现类似“声呐”的能力,感知环境中小至厘米级的运动,无需其他设备配合,极大地降低了部署和维护成本。
双站感知与单站感知示意
双站感知与单站感知示意

CSI感知的应用场景

CSI感知技术在智慧园区中展现出强大的潜力,通过精准感知物理空间内的人员活动,能够实现设备能耗智能管理和安全防护,为园区的高效运营提供了有力支持。

会议室智慧照明与节能

在智慧园区的会议室中,设备使用呈现出明显的潮汐特性,即在会议开始时设备使用量激增,会议结束后迅速下降。借助CSI感知技术,系统能实时监测会议室内的人员活动,智能调控设备状态。当检测到有人进入会议室时,系统唤醒并启动会议室内的设备,如智慧屏、空调、照明、窗帘杆等,以提供适宜的工作环境。反之,当检测到长时间无人(例如超过10分钟),系统自动关闭或降低设备的功率,实现节能减排的目标。

酒店智慧节能与飞房检测

酒店传统的节能方式是插卡取电,但这种方式常因客人外出未拔卡而增加能源开销。为此,部分酒店客房引入了进门红外人体感应器等技术以替代插卡取电,然而这些技术存在覆盖区域有限、无法准确感知客人睡眠状态等问题。此外,部分员工存在“飞房”现象,即不将客人的实际入住信息录入酒店管理系统,隐瞒入住信息以私吞房费或获取其他不当利益,给酒店造成巨大经济损失。CSI通过感知电磁波反射信号的波动,在确保入住客人隐私的前提下,能够实现对酒店客房内客人进入、离开及睡眠等场景的精准监控,助力酒店实现绿色节能与“飞房”检测。

室内开放区节能

办公场所的室内开放区,如大厅、走廊等,设备使用同样呈现潮汐式的特征。在室内开放区中,由于缺乏明显的边界和区域划分,仅依赖单个AP的CSI感知结果通常不足以准确判断整个区域的人员活动状态。为了实现节能管理,系统整合了多个AP的CSI感知数据,综合判断区域内的人员活动。通过设定一个较长的“无人”状态判断周期(建议15分钟以上),系统可以减少不必要的设备开关操作,提升用户体验的同时,实现持续的节能效果。

入侵检测

在需要严密防护的仓库或研发场地,CSI感知技术提供了一种创新的非接触式入侵检测方法。系统能够快速识别人员的进出、开关门窗等典型入侵行为,并立即触发告警,有效保护核心资产和研发场地的安全。相较于传统监控设备,CSI感知技术能够更好地避免隐私安全问题。

CSI感知的方案架构

华为部分Wi-Fi 7 AP支持CSI感知,具体支持情况可在Info-Finder(企业网运营商)中查询规格。

组网方案上,WAC+FIT AP和云AP场景均支持使用CSI感知。AP完成CSI数据的采集和计算后,将数据上报至华为网络智能分析平台iMaster NCE-CampusInsight(下文简称为CampusInsight)或第三方服务器。用户可根据网络实际情况选择配置其中一种或多种数据上报方式。

  • 数据上报至CampusInsight

    CSI感知功能受CampusInsight的AP节能License控制。

    数据上报至CampusInsight后,CampusInsight提供物理数字地图呈现、入侵检测告警等功能,同时也提供对接三方应用系统的接口以实现电器智能关断等更多应用。

    使用CampusInsight的CSI感知方案架构
    使用CampusInsight的CSI感知方案架构
  • 数据上报至第三方服务器

    AP可以直接将CSI感知结果上报至第三方服务器,服务器根据接收到的数据触发控制附近的物联设备完成节能关断等操作。

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  • 作者: 刘佳雨
  • 最近更新: 2025-10-13
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