Aplicacións & Límites de imaxes wifi

A tecnoloxía da información, coñecida comunmente como TI, avanzou moitas industrias como o automóbil, a vivenda, o software e a medicina. Os expertos en TI e os científicos tamén exploraron a viabilidade dunha potente tecnoloxía de imaxe coñecida como imaxes por Wi-Fi.

A tecnoloxía de imaxes computacionais ten un amplo alcance na detección e identificación de obxectos. Os científicos idearon moitas técnicas utilizando imaxes de microondas tradicionais. Non obstante, non puideron obter resultados produtivos.

É por iso que avanzaron a tecnoloxía e introduciron imaxes wifi que trataremos nesta publicación.

Que é a imaxe sen fíos?

A imaxe sen fíos é unha tecnoloxía que captura e transmite imaxes a través dunha rede sen fíos. Pode parecer sinxelo, pero non o é.

A imaxe sen fíos é un concepto amplo que abarca varias industrias, entre elas:

• Automóbil
• Hogar intelixente ou IoT
• Aplicacións industriais

Imos repasar as aplicacións e os casos de uso da imaxe WiFi. Pero primeiro, imos entender o que é esta tecnoloxía.

Introdución

A wifi, ou tecnoloxía de internet sen fíos, presentouse en 1997 cando a xente comezou a usar dispositivos modernos de rede. Antes diso, as liñas telefónicas e outras conexións de cable similares eran as fontes de internet.

Dado que esa tecnoloxía era antiga, os usuarios nunca melloraron a internet por cable. Foi lento e cheo de interrupcións na rede. Tamén o foiimportante coñecer o eixe horizontal e vertical do patrón para obter un resultado útil nas dúas dimensións de frecuencia espaciais.

Aplicacións de imaxes Wi-Fi

Estanse a ser varias aplicacións de imaxes Wi-Fi utilizado para fins comerciais e industriais. Por exemplo.

Seguimento de inventario

Os centros comerciais e os centros comerciais utilizaron carros que usaban sensores de radar para xestionar o inventario. Estes carros controlados por radar non necesitan ningunha etiqueta de sensor porque cada carro funciona cunha identificación especial.

A base de datos agrupa os carros en varios equipos e, a continuación, o supervisor asigna unha tarefa a cada equipo.

Estes carros teñen éxito na xestión eficiente do inventario dos almacéns. Ademais, os clientes tamén poden conseguir estes carros dentro das instalacións do mercado e gozar de compras cun sistema de compra sen efectivo.

Smart Homes

IoT é o próximo gran avance no sector da vivenda. A tecnoloxía de imaxe Wi-Fi realiza a detección de radar tradicional para identificar obxectos grandes, incluíndo:

• Portas
• Ventanas
• Frixer

Podes implementar antenas e sensores necesarios para controlar os obxectos grandes da túa casa. Por exemplo, as frecuencias espaciais medidas pola matriz da antena poden verificar os sinais de comunicación existentes e notificarche o estado do obxecto.

Ademais, podes programar todo o sistema usando a coherencia mutua espacial media.e direccións horizontais e verticais para controlar o movemento do obxecto mediante o procesamento de sinal wifi.

A principal limitación desta aplicación é ter unha rede estable porque os sistemas de imaxe pasiva necesitan sinais WiFi para analizar as dimensións do obxecto.

Preguntas frecuentes

Que é un WiFi Doppler?

WiFi Doppler é unha tecnoloxía de detección que só utiliza un único dispositivo WiFi para detectar a posición e o movemento dun obxecto. Non necesitas varios dispositivos WiFIi para obter resultados usando WiFi Doppler.

Pode o WiFi ver a través das paredes?

Si. Podes usar sinais wifi para ver a través das paredes.

Como consigo que a wifi penetre nun muro?

1. Impulsa a wifi interna mediante extensores de alcance de wifi.
2. Imprega unha rede de malla.

Os múltiples sinais WiFi transmitidos entre si . Como?

Os sinais WiFi adoitan cruzarse se os enrutadores funcionan na mesma canle.

Os sinais WiFi poden producir resultados a través da imaxe da parede?

Si. Débese a que a wifi usa ondas de radio que poden penetrar a través das paredes.

Conclusión

As imaxes por wifi están a ser comúns no dominio do procesamento de imaxes debido á súa dispoñibilidade en case todas as vivendas, comerciais e industriais. espazo. Polo tanto, o uso de imaxes por wifi para detectar a localización e o movemento dun obxecto será a próxima gran tecnoloxía para o beneficio humano.

Co tempo, a Asociación Wi-Fi presentou avances na tecnoloxía sen fíos e dispositivos Wi-Fi actualizados. Iso incluía o enrutador, os módems, os conmutadores e os amplificadores.

Estes dispositivos seguen os estándares IEEE WLAN que funcionan con todo tipo de estacións de rede. O estándar WLAN máis común que se usa nas nosas conexións a Internet domésticas é 802.11ax.

Todos sabemos o importante que se fixo a tecnoloxía wifi nas nosas vidas. A continuación móstranse os usos comúns da wifi:

• Comunicación
• Compartir datos
• Xogos en liña

A medida que se expandía a wifi O seu alcance a case todos os espazos residenciais, os científicos descubriron que a wifi tamén se podía usar para outras aplicacións. Un dos descubrimentos que atoparon foi o avance no proceso de imaxes de microondas mediante sinais wifi.

Antes de seguir adiante, entendamos algúns termos técnicos utilizados ao longo deste artigo.

Dominio de frecuencia espacial

O dominio espacial refírese á imaxe estática de calquera obxecto, mentres que o dominio da frecuencia analiza a imaxe cos seus píxeles en movemento. Isto significa que os receptores da imaxe Wi-Fi capturan a información da imaxe no dominio da frecuencia espacial.

Radar WiFi biestático pasivo

Un radar biestático é un dispositivo que se usa para medir o alcance dun sistema de radar ter transmisores e receptores WiFi separados. En pasivosistema de radar WiFi biestático, os receptores miden a diferenza de tempo cando chega un sinal dos transmisores.

Estes receptores tamén son responsables de calcular o tempo dos sinais WiFi transmitidos reflectidos desde o obxectivo real.

Imaxes de microondas fronte ao sistema de imaxes WiFi

As imaxes de microondas son unha tecnoloxía máis antiga que as imaxes WiFi. A principal razón pola que os científicos optaron pola actualización tecnolóxica é que as imaxes de microondas consomen máis tempo de procesamento.

Esta técnica de imaxe presentou escaneo de feixe mecánico e eléctrico, que mostrou bos resultados. Non obstante, o tempo de adquisición de datos en ambas as técnicas foi un inconveniente que atrasaba o procesamento de imaxes nas imaxes de frecuencia espacial.

As imaxes por microondas eran unha opción preferible para a detección e identificación de obxectos. De novo, as mostras dixitalizadas foron procesadas utilizando tecnoloxía de punta. Pero de novo, a limitación de tempo para escanear un feixe sobre un campo foi o principal problema.

O científico tamén utilizou a mesma tecnoloxía para a detección de obxectos, pero non puideron progresar porque os dispositivos non podían capturar baixas térmicamente. xeraron radiación electromagnética das persoas.

Requiriron un gran investimento para mercar un receptor moderno e un equipo de procesamento de sinal de alta sensibilidade e ancho de banda máis amplo.

Sistema de imaxe WiFi

A tecnoloxía a actualización comezou co uso da wifi. Pero, dePor suposto, todos sabemos que a wifi é omnipresente, o que significa que está dispoñible en todos os lugares.

Xa sexa na casa, na oficina, nun restaurante, na estación de tren ou no estadio, os teus dispositivos con wifi reciben sinais sen fíos. . Ese é o motivo polo que os científicos aproveitaron a wifi e melloraron as imaxes de microondas.

Os científicos tamén utilizaron a wifi para detectar e clasificar as imaxes de humanos a través da parede. Dado que as ondas de radio poden penetrar facilmente a través de cortinas, teas e paredes, a wifi é unha ferramenta poderosa para obter imaxes de obxectos complexos.

O procesamento de sinais tamén é máis produtivo nas radiacións wifi debido á súa opacidade óptica e óptica. lonxitudes de onda infravermellas.

Por iso, a nova técnica utiliza imaxes de microondas tradicionais mediante sinais Wi-Fi. Os transmisores WiFi independentes que iluminan estes sinais son os encargados de iniciar o proceso mentres o receptor captura a información da imaxe na mostraxe de frecuencia espacial e no dominio.

O novo sistema de imaxes Wi-Fi usa técnicas de radar pasivo sobre a radiación de terceiros. O radar pasivo usa esas radiacións para:

• Detección
• Rastrexo

Outra diferenza entre as imaxes de microondas e WiFi é que o primeiro usa matrices de antenas escasas para procesar imaxes. Desafortunadamente, iso só mide as radiacións EM xeradas térmicamente moi baixas.

Por outra banda, a tecnoloxía actualizada usa sinais wifi que funcionan en receptores normais.Frecuencia de 25 MHz e tempo de integración de 10 microsegundos. A frecuencia e o tempo de integración mellóranse mediante os sinais WiFi para a imaxe computacional.

Polo tanto, o método proposto na versión actualizada do sistema de imaxe de microondas pode funcionar en equipos de baixo custo e obter mellores resultados. Non é necesario investir en receptores de ancho de banda amplo para usar unha matriz escasa.

Os receptores existentes poden utilizar sinais wifi xa que están dispoñibles en case todas as partes. Ademais, só os compoñentes do sinal correlacionados permanecen no tempo asignado. Polo tanto, estes sinais poden aumentar a imaxe computacional con fins de detección e comunicación.

Por que a imaxe por Wi-Fi é un mellor enfoque?

A imaxe mediante sinais wifi é mellor que as tecnoloxías anteriores por varios motivos. Por exemplo, a imaxe mediante o procesamento de sinal wifi consiste en un factor de preservación da privacidade.

Ademais, non tes que gastar miles de dólares para comprar receptores de gama alta. As medicións de potencia WiFi son suficientes para analizar a detección e clasificación de obxectos para que a imaxe sexa exitosa.

Aínda que hai hardware especializado para a imaxe, requiren outros complementos que aumenten significativamente o custo do proxecto.

Utilizando a información de frecuencia espacial mostrada, os resultados mostraron a localización de obxectos humanos e metálicos. Iso demostrou a taxa de éxito das imaxes Wi-Fi coa seguinte medianaprecisión:

• 26 cm para seres humanos estáticos
• 15 cm para obxectos metálicos estáticos

Limitacións da imaxe Wi-Fi

Sen dúbida, as imaxes de microondas mediante sinais wifi son unha tecnoloxía poderosa para localizar humanos e outros obxectos. Podes localizar facilmente a posición dun conxunto particular de humanos e obxectos. Non obstante, hai algunhas limitacións na forma de implementar imaxes Wi-Fi.

Imos comentalas.

Tamaño do obxecto

A tecnoloxía de imaxe Wi-Fi proposta depende de tamaño do obxecto. O sistema de imaxe localiza obxectos de gran tamaño. Por exemplo:

• Sofa
• Táboas
• Fiestras grandes

Sen dúbida, os obxectos de gran tamaño son fáciles de detectar e localizar polas súas dimensións claras de analizar. Xa se utilice tecnoloxía 2D ou 3D, os algoritmos de procesamento de imaxes identifican facilmente obxectos de gran tamaño sen gastar moito tempo.

Cando preparas un sistema para o procesamento de imaxes, primeiro debes deixar que aprenda os obxectos como mostras. Este proceso denomínase aprendizaxe automática, un dos dominios máis habituais da intelixencia artificial (IA).

A aprendizaxe automática é o paso fundamental de calquera tipo de imaxe. Para crear tecnoloxía sen alimentar o teu sistema antes da imaxe, debes mercar un potente equipo de intelixencia artificial que analice o obxecto como humanos. Pero gastar demasiado diñeiro só por comodidade non é sabio porque a aprendizaxe automática é fácil

Polo tanto, debes alimentar o teu sistema coas mostras dos obxectos para que a captura de sinais WiFi transmitidos poida dar mellores resultados que os receptores que se usan na detección de radar e na imaxe por microondas tradicionais.

Material

O material do obxecto tamén é importante cando se usa a imaxe Wi-Fi para a detección e localización. Por exemplo, o sistema proposto proporciona resultados prometedores se o obxecto ten superficies reflectantes.

Por exemplo, as superficies metálicas sempre demostraron ser mellores obxectos, mesmo para frecuencias ópticas ou infravermellas.

O mesmo. O principio tamén segue aquí: un obxecto de gran tamaño que teña unha superficie reflectora é máis fácil de imaxe que os pequenos obxectos metálicos. Por que?

Aínda que un obxecto brillante reflicte bos sinais WiFi, o seu pequeno tamaño fai que a área da sección transversal estea conxestionada pola radiación entrante. Como resultado, os múltiples sinais WiFi transmitidos non poden imaxinar correctamente ese obxecto.

Outro problema coa dimensión do obxecto é cando o tamaño é proporcional á lonxitude de onda dos sinais WiFi, a interacción entre as dúas entidades redúcese.

Como resolver a limitación de dimensión a frecuencia?

Un sistema de imaxe Wi-Fi require unha diferenza significativa entre o tamaño do obxecto e a lonxitude de onda dos sinais WiFi presentes. Se o tamaño do obxecto é grande, a lonxitude de onda dos sinais WiFi debe ser menor e viceversa.

Debes transmitirunha frecuencia máis alta, é dicir, 5 GHz, para reducir a lonxitude de onda dos sinais WiFi. Non obstante, aínda non hai un resultado concreto de que os sinais WiFi de baixa frecuencia nos sistemas de imaxe interferométrica pasivos funcionen con obxectos máis pequenos.

É debido á menor área de sección transversal, que non permite que os compoñentes do sinal correlacionados permanecen intactas a imaxe a través da parede.

Algúns dos obxectos máis pequenos que se mostraron durante varios experimentos foron:

• Moeda
• Chaves
• Seguridade pin

Ademais de utilizar diferentes equipos, está en observación cambiar o rango de frecuencia para detectar obxectos de resolución espacial máis pequenos.

Resolución da imaxe

A resolución da imaxe é esencial característica da tecnoloxía proposta. Ademais, depende dos dous factores seguintes:

• Lonxitude de onda do sinal Wi-Fi
• Lonxitude da matriz de antenas

Pode aumentar a resolución da imaxe mantendo a constante de lonxitude de onda do sinal e o aumento da lonxitude da matriz de antenas.

Durante o experimento, os científicos intentaron mellorar a resolución da imaxe aumentando a frecuencia a 5 GHz, o que reduce a lonxitude de onda. Entón non cambiaron a lonxitude de onda de procesamento do sinal e a lonxitude da matriz de antenas.

Como resultado, os científicos non observaron ningunha mellora na resolución da imaxe. Outro achado clave foi que o número de antenas non importaba no proceso de imaxe.

Secolocas a antena na posición correcta, podes obter resultados produtivos con só un par de antenas. Por que?

As matrices de antenas captan as radiacións do obxecto observado. O uso de varias localizacións de antenas aumenta sen dúbida a probabilidade de obter unha resolución de imaxe óptima, pero é unha cuestión de tecnoloxía rendible.

Ademais, as empresas tamén están a fabricar antenas de baixo custo para a tecnoloxía de imaxes Wi-Fi para aumentar o seu alcance. e eficiencia.

Entón, podes imaxinar o obxecto con só medicións de potencia WiFi se mantés constante a lonxitude da matriz de antenas. Cambiar o intervalo de frecuencia de entrada tamén pode afectar a resolución da imaxe.

Orientación do obxecto

A orientación do obxecto é outra limitación na tecnoloxía proposta. O sistema de imaxe WiFi require que o obxecto estea no patrón da radiación transmitida. Xa sabes que as ondas EM crean un campo e viaxan nun ritmo. Ese campo convértese nunha tendencia para as seguintes ondas.

Se colocas un obxecto nese campo coa súa orientación en posición de desviación, non obterás resultados verdadeiros. Polo tanto, é importante manter a orientación do obxecto dentro do patrón de radiación transmitida.

Ademais, podes resolver este problema das seguintes formas:

• Establece a localización das antenas dunha forma optimizada. .
• Escolle as antenas que teñan mellores patróns de radiación.

É