CN105071878B - 一种利用无线接收信号检测移动实体的方法 - Google Patents

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本发明涉及一种利用无线接收信号检测移动实体的方法，监测者在待监测区域部署无线信号收发装置，在监测期内无线信号发射装置持续发射强度稳定的信号，同时接收装置观察接收信号强度并据其变化幅度判断监测区域内是否有人或动物等移动实体。本发明只对需监测的区域部署成本低廉的无线信号收发装置，根据接收信号的强度变化就可以大致判断监测区域内是否有人或动物等移动实体。相比于视频监测及红外监测等技术，本发明具有易部署、成本低、对光照和温度等环境因素不敏感等优点，可用于户内外区域的全天候自动监测。

Description

一种利用无线接收信号检测移动实体的方法
技术领域
本发明涉及无线信号处理领域，尤其涉及一种利用无线接收信号检测人或动物等移动实体的方法。
背景技术
目前，场地监测技术已广泛应用于安防等多个行业。视频监测作为最常见的监测技术，可以将所监测区域的动态实景传送到监测中心，起到实时监测的效果。而随着待监测环境越来越多样化，更具针对性的红外监测等技术应运而生。红外监测技术根据被探测物体发出的红外辐射向监测者提供热图像，从而能在特定(如无光照)的环境中实现全天候监测，这是视频监测技术无法达到的。然而，红外监测技术对温度过于敏感的特点导致其易出现误判，同时监测设备的高成本也限制了它的广泛应用。因此，设计一种易部署、成本低、对光照和温度等环境因素不敏感的全天候监测技术变得十分实用，且具有重要意义。
发明内容
为实现易部署、成本低、对环境因素不敏感的监测，本发明结合物理学中的多径效应，根据人或动物等移动实体会影响无线信号接收强度这一特征，提出一种利用无线接收信号检测移动实体的方法，易部署、成本低、对光照和温度等环境因素不敏感的全天候监测方法。
本发明采用如下技术方案：
在本发明中，监测者在待监测区域部署无线信号收发装置，在监测期内无线信号发射装置持续发射强度稳定的信号，同时接收装置观察接收信号强度并据其变化幅度判断监测区域内是否有人或动物等移动实体。图1为本技术方案的工作原理示意图。
方案实施步骤如下：
1)监测者在待监测区域部署无线信号收发装置，尽量保证无线信号覆盖整个区域；
2)监测者自行设定或通过在待监测区域进行模拟实验来确定用于判断移动实体存在性的信号强度波动阈值；
3)在监测期内，无线信号发射装置持续发射强度稳定的信号，信号接收装置观察所接收到的信号；
4)信号接收装置一旦检测到超过上述预设阈值的信号强度波动，则判断很可能有人或动物或其他移动实体出现在监测区域。
进一步的，所述待监测区域可为楼宇、住宅、地下室等户内环境，也可为露天停车场、晾晒场、菜园等户外环境。
进一步的，所述布置在待监测区域的无线信号收发装置可为一套或多套，信号发射和接收装置的组合包括一对一、一对多、多对一、以及多对多的情况，具体部署策略可由监测者根据实际情况灵活制定。
进一步的，当所述监测区域较为复杂时(如多房间的住宅或多分区的停车场等)，监测者需根据实际情况分别在各子监测区域(如住宅的单个房间或停车场的单个分区)部署无线信号收发装置来负责相应子区域的监测，同时要通过调整收发装置的位置或改变信号发送强度等方法保证不同子区域间无线信号的相互影响尽可能小。
进一步的，所述无线信号收发装置可以是安装在墙体上等固定住了的，也可以是无需拆卸就能根据需要随时改变部署位置的；装置可以通过线路供电，也可以通过电池供电。
进一步的，所述无线信号收发装置可采用包括Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、以及UWB等无线技术中的一种或多种，具体技术可由监测者根据实际情况来选择。
进一步的，上述信号强度波动阈值由监测者根据实际需求及使用效果自行设定与调整。具体的，监测者可在无线信号收发装置部署妥善后，针对不同类型和体积的移动实体进行模拟实验，得到无线接收信号强度波动的数据，从而确定信号收发装置判断相应移动实体存在性的信号强度波动阈值，并可在实际操作中进行调整以达到更好的监测效果。
进一步的，信号接收装置可以记录下检测结果以备事后查询，也可以在观察到信号强度发生明显波动时以报警、亮灯等方式做出即刻响应，以达到提醒监测者很可能有人或动物等移动实体进入监测区域等效果。
进一步的，所述无线信号接收装置可根据不同的信号强度波动阈值判断不同类型或体积的移动实体的存在性，故本发明适用的非人或动物的移动实体可以是各种可能干扰无线接收信号的移动非生命体，如小型无人机、机器人、车辆等。
与现有技术相比，本发明提出了一种利用无线接收信号检测移动实体的方法，其有益效果为：本发明只对需监测的区域部署成本低廉的无线信号收发装置，根据接收信号的强度变化就可以大致判断监测区域内是否有人或动物等移动实体。相比于视频监测及红外监测等技术，本发明具有易部署、成本低、对光照和温度等环境因素不敏感等优点，可用于户内外区域的全天候自动监测。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图；
图2为本发明中监测者在某监测环境中部署无线信号收发装置的示例图；
图3为本发明中监测对象在某监测环境中活动轨迹的示例图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明白，以下结合具体实施例，并参照附图对本发明做详细的说明。
本发明以监测者在图2所示的室内环境进行监测为例进行说明。监测者在图中3个房间分别部署3组无线信号收发装置，负责各房间的监测，记为(S1，R1)，(S2，R2)和(S3，R3)，其中Si表示无线信号发射装置，Ri表示相应的无线信号接收装置，i＝1,2,3。收发装置传输的是基于IEEE 802.15.4标准的ZigBee信号。
监测开始前，监测者分别让人或动物或其他不同类型和体积的移动实体在图2所示的3个房间内活动以进行数据采样；各无线信号接收装置观察并记录下不同移动实体分别在3个房间内的3个活动所造成的接收信号强度变化(经过反复试验效果最好)；监测者根据上述样本数据分别为不同类型和体积的移动实体设定监测阈值，该阈值保证对应的移动实体在某一房间内活动时能且仅能被该房间内的无线信号接受装置检测出来。
当有对象(人或动物或其他移动物体)依次进入图1所示的房间1、2、3时，监测过程如下：
1)监测开始时，无线信号发射装置持续发射强度稳定的信号，信号接收装置观察所接收到的信号；
2)当对象进入房间1时，只有信号接收装置R1检测到接收信号强度的波动超过了预设阈值，此时R1将该检测事件发送给监测者；
3)当对象离开房间1进入房间2时，R1接收的信号强度趋于稳定，而房间2中的信号接收装置R2检测到接收信号强度的波动超过了预设阈值，故R2将该检测事件发送给监测者而R1并不发送；
4)当对象离开房间2经过房间1最终进入房间3时，R2接收的信号趋于稳定，而R1和R3依次检测到接收信号强度的波动超过预设阈值，并先后将该检测事件发送给监测者；
5)监测者根据收到的信息并结合接收时间，判断监测区域内人或动物或其他物体的存在性并推测其活动轨迹，得出结论：该监测区域内很可能有人或动物或其他物体存在且是按图3所示轨迹活动。
综上所述，本发明提出了一种利用无线接收信号检测移动实体的方法，使得监测者只对需监测的区域部署成本低廉的无线信号收发装置，就能根据接收信号产生的变化大致判断监测区域内是否有人或动物等移动实体，甚至推测其运动轨迹。相比于视频监测以及红外监测等技术，本发明具有易部署、成本低、对光照和温度等环境因素不敏感等优点，可用于户内外区域的全天候自动监测，并可与现有的视频或红外监测等配合使用。
以上所述实施例仅为更好的说明本发明的目的、技术方案和有益效果。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用无线接收信号检测移动实体的方法，其特征在于步骤如下：
(1)监测者在待监测区域部署无线信号收发装置，尽量保证无线信号覆盖整个区域；
(2)在监测期内，无线信号发射装置持续发射强度稳定的信号，信号接收装置观察所接收到的信号；
(3)信号接收装置一旦检测到超过预设阈值的信号强度波动，则判断很可能有人或动物或其他移动实体出现在监测区域；
所述待监测区域为楼宇、住宅、地下室户内环境，或为露天停车场、晾晒场、菜园户外环境；
所述部署在待监测区域的无线信号收发装置可为一套或多套，信号发射和接收装置的组合包括一对一、一对多、多对一、以及多对多的情况；
所述无线信号收发装置是安装在墙体上固定的，或是无需拆卸就能根据需要随时改变部署位置的；
当所述监测区域较为复杂时，即多房间的住宅或多分区的停车场，监测者需根据实际情况分别在各子监测区域，即住宅的单个房间或停车场的单个分区部署无线信号收发装置来负责相应子区域的监测，同时要通过调整收发装置的位置或改变信号发送强度方法保证不同子区域间无线信号的相互影响尽可能小；
设定监测者在3个房间分别部署3组无线信号收发装置，负责各房间的监测，记为(S1，R1)，(S2，R2)和(S3，R3)，其中Si表示无线信号发射装置，Ri表示相应的无线信号接收装置，i＝1,2,3；
监测开始前，监测者分别让人或动物或其他不同类型和体积的移动实体在3个房间内活动以进行数据采样；各无线信号接收装置观察并记录下不同移动实体分别在3个房间内的3个活动所造成的接收信号强度变化；监测者根据上述样本数据分别为不同类型和体积的移动实体设定监测阈值，该阈值保证对应的移动实体在某一房间内活动时能且仅能被该房间内的无线信号接收 装置检测出来；
当有对象，即人或动物或其他移动物体依次进入房间1、2、3时，监测过程如下：
1)监测开始时，无线信号发射装置持续发射强度稳定的信号，信号接收装置观察所接收到的信号；
2)当对象进入房间1时，只有信号接收装置R1检测到接收信号强度的波动超过了预设阈值，此时R1将该检测事件发送给监测者；
3)当对象离开房间1进入房间2时，R1接收的信号强度趋于稳定，而房间2中的信号接收装置R2检测到接收信号强度的波动超过了预设阈值，故R2将该检测事件发送给监测者而R1并不发送；
4)当对象离开房间2经过房间1最终进入房间3时，R2接收的信号趋于稳定，而R1和R3依次检测到接收信号强度的波动超过预设阈值，并先后将该检测事件发送给监测者；
5)监测者根据收到的信息并结合接收时间，判断监测区域内人或动物或其他物体的存在性并推测其活动轨迹，得出结论：该监测区域内很可能有人或动物或其他物体存在且是按照设定轨迹活动；
所述信号强度波动阈值由监测者根据实际需求及使用效果自行设定与调整，具体的，监测者在无线信号收发装置部署后，针对不同类型和体积的移动实体进行模拟实验，得到无线接收信号强度波动的数据，确定信号收发装置判断相应移动实体存在性的信号强度波动阈值，并在实际操作中进行调整以达到更好的监测效果。
2.根据权利要求1所述的利用无线接收信号检测移动实体的方法，其特征在于：所述无线信号收发装置通过线路供电，或通过电池供电。
3.根据权利要求1所述的利用无线接收信号检测移动实体的方法，其特征在于：所述无线信号收发装置采用包括Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、以及UWB无线技术中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的利用无线接收信号检测移动实体的方法，其特征在于：所述信号接收装置记录下检测结果以备事后查询，或在观察到信号强度发生明显波动时以报警、亮灯方式做出即刻响应，以达到提醒监测者很可能有人或动物进入监测区域的效果。
5.根据权利要求1所述的利用无线接收信号检测移动实体的方法，其特征在于：所述方法适用的非人或动物的移动实体可以是各种可能干扰无线接收信号的移动非生命体。
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