基于信道状态信息的液体检测研究

发布时间：2021-09-19 05:40

　　随着社会的发展,wifi作为网络连接的一种便捷的方式,已然走进千家万户,正是由于wifi设备的无处不在,研究人员便试图扩展wifi的应用范围,将其与人们生活中的各种需求结合起来。他们深入研究了 wifi信号,特别是其中包含的信道状态信息,充分挖掘了 wifi的各种潜力,赋予了 wifi设备能听能看等各种神奇的能力。在另外一方面,维持社会的安定已经成为了人们迫切的需求了,达成这个目标需要包括本文所涉及的液体检测技术在内的多种技术的支持。虽然说市面上已经存在了很多较为成熟的液体检测技术,但是昂贵的价格限制了它们的应用和推广。本文利用改造过后的wifi设备,收集信道状态信息（Channel Status Information,CSI）,并将收集到的信息应用到了液体检测领域。借助于廉价的wifi设备,液体检测的成本可以大幅度降低。本文较为深入地对基于CSI的液体检测这个课题进行了相关的探讨。首先,设计并改进了 CSI的采集装置。一方面,由于CSI对环境敏感,采集装置应当被放置在干扰较少的环境中,而且在采集过程也尽量避免外界的干扰,这些做法确保了 CSI的稳定,另一方面,将发送和接收天线外置,... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１分集和复用示意图??

关于ｗｉｆｉ，本次实验需要了解的是ｗｉｆｉ的工作模式，下面仅仅介绍人们最常??使用到的四种模式［４４］：??第一种模式是被管理（Ｍａｎａｇｅｄ）模式，如图２．５（ａ），图中的两台无线客户端??就工作在这种模式下，它们和无线接入点（ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ａｃｃｅｓｓ?ｐｏｉｎｔ．）直接相连，同时??也只和无线接入点发生数据交换，无线接入点给接入的设备提供路由以及网络的??接入，一般情况下，笔记本，手机等设备就工作在这种模式下。??第二种模式是ａｄ－ｈｏｃ模式，如图２．５（ｂ），图中的两台设备就处在这种模式之??下，这种模式主要用于将两台无线设备直接相连起来，一般多用于设备之间的数??据交换，在这种模式下，两台设备相互扮演了无线接入点的角色。??第三种模式是主模式，图２．５（ｃ）中间的主机就处在该模式下，在该模式下，主??机扮演了图２．５（ａ）中无线接入点的角色

图３．１不同子信道幅度变化情况??ＣＳＩ的第一个特点是，在静止的情况下，接收方所接收到的ＣＳＩ的幅度是相??对稳定的。我们将发送接收设备放置在静止的环境也就是无人干扰的办公室中，??并用它们随机采集了一段数据，然后将其绘制了出来，上图是采集的结果。??图中展示的是在静止状态下，接收方第一根天线上所接收的ＣＳＩ矩阵中几个??子信道幅度的持续变化情况，其余的两根天线上的结果也类似。图中标注的５００??个数据包并未经过挑选，是网卡连续接收并记录下来的。由于不同子信道的幅度??值存在重叠的情况，所以在图中仅仅挑选了４个不重叠的子信道作为代表。图注??中标注的数字代表的正是子信道的标号。??从图中可以很清楚地发现，每个子信道所对应的幅度在接收的过程中并非一??成不变的，它在某个比较小的范围内抖动，这个范围的大小大致在０．５？ｌｄＢ左右。??ＣＳＩ的另外一个显著特点是，它极易受到周围环境的干扰。我们首先在静止??的条件下采集一个样本数据，然后将移动一下采集设备，继续在静止条件下采集??一个样本数据，下面给出这两个样本之间的比较。??图中比较的量是平均信噪比，因为从前面的描述中，我们知道，静止条件下，??


本文编号：3401128