CN107124704B - 一种基于多点mac与场强的地震废墟内外手机联合识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机联合识别方法，首先将多个WiFi热点设备分布于探测区域，并开启设备收集手机的场强与MAC地址信息，并通过无线通信WiFi发送给信息处理平台用以手机识别；然后将接收到的统计信息与第一级场强判决门限比较，确定出隶属于地面人员的废墟外手机，初步筛选出隶属于地震被困人员的废墟内手机；最后经过第二级的MAC地址判决门限比较，将初步筛选出的废墟内手机进行手机属性的最终判定，达到识别废墟内外手机的目标。本发明能够识别WiFi热点设备捕获的隶属于地震被困人员的废墟内手机，为进一步确定关联废墟内手机的地震被困人员的位置奠定了基础，保障了地震被困人员搜救的高效性和准确性。

Description

一种基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机联合识别方法
技术领域
本发明涉及一种手机信号识别方法，尤其涉及一种基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机联合识别方法。
背景技术
我国是一个多地震的国家，地震作为一种破坏性和危害性极强的自然灾害，严重威胁到人民生命财产安全。人员伤亡多数由于地震后建筑物倒塌造成，因此，震后救援迫切需要快速准确地定位出废墟内被困人员。
目前，用来探测地震废墟中被困幸存人员的技术手段主要有光学、声波振动、热红外、微波雷达等。基于这些技术的生命探测设备存在探测范围小、可靠性差、易受探测环境影响等缺陷，严重影响地震救援效率。考虑到WiFi智能手机的普及，被困人员与携带的手机会同时被建筑废墟掩埋，因此，利用WiFi热点设备探测手机WiFi信号(场强和MAC地址)的方式可以间接实现被困人员的探测。然而在救援现场存在救援人员、被困人员亲属等大量地面人员的手机，此类手机WiFi信号也会被WiFi热点设备捕获到，干扰被困人员手机探测结果的准确性，因此，需要针对获取的手机WiFi信号的场强和MAC地址信息研究地震废墟内外手机识别方法，保证探测结果的准确性，提高被困人员搜救效率。
发明新型内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机联合识别方法。本发明主要利用废墟内外手机WiFi信号传播环境的差异性实现对手机属性的识别判定。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机识别方法，包括以下步骤：
(1)在地震废墟现场，选定一矩形待测区域，清除所有对WiFi热点设备产生干扰的障碍物；
(2)将待测区域划分为纵横交错的正方形网格，每个网格中心放置一台WiFi热点设备；
(3)开启全部WiFi热点设备，每个WiFi热点设备分别获取周围手机WiFi信号的MAC地址和场强信息，并无线发送给信息处理平台；
(4)一部手机只有一个MAC地址，信息处理平台将获取的手机MAC地址和场强信息根据MAC地址的唯一性按手机进行分类，属于同一手机的MAC地址和场强信息集合在一起，并统计出每个手机中，能搜寻到它的WiFi热点设备数量L，以及场强最大值V；
(5)第一级基于场强的手机识别判决；设置场强判决门限A，将每个手机的场强最大值V与判决门限进行对比，当V小于等于A时，初步判定为废墟内手机，其余为废墟外手机；
(6)第二级基于MAC地址的手机识别判决；设置MAC判决门限B，针对(5)中初步筛选出的废墟内手机，若其被大于或等于B个WiFi热点设备探测到，则判定为废墟内手机。
作为优选：步骤5中场强判决门限值A，主要用于根据收集到的废墟内手机与废墟外手机在WiFi场强上的差异性，初步区分废墟内外的手机。考虑到一般情况下掩埋废墟内手机的地震废墟厚度远超过单层粘土砖墙的厚度，场强判决门限A设置方法为：将一测试手机放置于由单层厚度为53毫米的普通粘土砖墙堆砌的最小封闭空间内，WiFi热点设备在紧邻该封闭空间的外侧测试该手机WiFi信号的场强，连续测试多次WiFi场强的平均值作为场强判决门限值A。
在第一级基于场强的手机识别过程中，若WiFi热点设备测得的手机WiFi场强大于场强判决门限A时，则判定为隶属于地面人员的废墟外手机；若测得的手机WiFi场强小于或等于场强判决门限A时，则初步判定为隶属于地震被困人员的废墟内手机，此类手机将根据MAC地址信息做出最终的属性判定。
作为优选：步骤6中的MAC判决门限B，主要用于根据捕获废墟内外手机的WiFi热点设备在数目上的差异性，对步骤5中初步判定的废墟内手机进行手机属性的最终判定。考虑到废墟内外手机与WiFi热点设备之间存在WiFi信号有无穿透废墟的差异性，废墟内手机WiFi信号需要穿透废墟才会被WiFi热点设备捕获，而废墟外手机WiFi信号无需穿透废墟即可被捕获，穿透废墟带来的信号衰减使得废墟内手机被少量WiFi热点设备捕获，而废墟外手机被明显更多的WiFi热点设备捕获。据此，MAC判决门限B设置方法为：针对步骤(5)中判定的废墟外手机，统计每部手机对应的WiFi热点设备数目L，取其中的最大值为M，B＝0.6M。
在第二级基于MAC地址的手机识别过程中，对于第一级初步判定的废墟内手机，若捕获其WiFi信号的MAC地址的WiFi热点设备数目热点设备大于或等于B，则最终判定为隶属于地面人员的废墟外手机，反之若小于B，则最终判定为隶属于地震被困人员的废墟内手机。
本发明的优点在于：通过针对手机WiFi信号的场强和MAC地址的两级联合判决，实现了对隶属于地面人员的废墟外手机和隶属于地震被困人员的废墟内手机的准确识别，消除了地面人员手机对被困人员手机的干扰，为进一步确定废墟内手机及相关地震被困人员的位置奠定了基础，也为救援人员针对性地搜救被困人员提供了重要的指导信息，保障了地震被困人员搜救的高效性和准确性。
附图说明
图1为探测示意图；
图2为本发明处理流程图；
图3为1号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图4为2号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图5为3号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图6为4号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图7为5号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图8为6号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图9为7号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图10为8号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
图11为9号WiFi热点设备搜索到的手机信息；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：(1)参见图1到图11，图1中：1、矩形待测区域；2、网格；3、WiFi热点设备；4、信息处理平台。在待测地震废墟场景中，选定一矩形待测区域，本实施例中，矩形待测区域是边长为90m的正方形区域，并清除所有对WiFi热点设备产生干扰的障碍物，实际选择中，可以是长方形等形状，本实施例仅以正方形为例。
(2)将待测区域划分为纵横交错的正方形网格，本实施例中，将正方形区域划分为9个纵横交错的均等网格，每个网格是边长为30m的正方形，每个网格中心设置1台WiFi热点设备，整个正方形区域共布设9台WiFi热点设备，依次编号为1至9号WiFi热点设备。
(3)将2部同型号测试手机分别标记为1，2号手机，其中1号测试手机放置于探测区域内空旷环境中，模拟废墟外的手机；2号测试手机放置于探测区域内两层粘土砖墙堆砌的封闭空间中，模拟废墟内的手机；开启全部9台WiFi热点设备，获取2部手机WiFi信号的场强和MAC地址信号，并通过无线通信WiFi发送给信息处理平台。
(4)一部手机只有一个MAC地址，信息处理平台将获取的手机MAC地址和场强信息根据MAC地址的唯一性按手机进行分类，属于同一手机的MAC地址和场强信息集合在一起，并统计出每个手机中，能搜寻到它的WiFi热点设备数量L，以及场强最大值V。
信息处理平台显示的9台WiFi热点设备捕获的手机信息如图3到8所示，对于1号废墟外手机，除9号WiFi热点设备未捕获到手机WiFi信号之外，其余8台WiFi热点设备均捕获到1号废墟外手机WiFi的场强和MAC地址信息；对于2号废墟内手机，只有2、4号两台WiFi热点设备捕获到2号手机WiFi的场强和MAC地址信息。根据步骤4按手机分类后，1号废墟内手机对应的WiFi热点设备的数目L为8、场强的最大值V为-45dB；2号废墟外手机对应的WiFi热点设备的数目L为2、场强的最大值V为-80dB。
(5)第一级基于场强的手机识别判决；设置场强判决门限A，将每个手机的场强最大值V与判决门限进行对比，当V小于等于A时，初步判定为废墟内手机，其余为废墟外手机；其中场强判决门限A设置方法为：将一测试手机放置于由单层厚度为53毫米的普通粘土砖墙堆砌的最小封闭空间内，WiFi热点设备在紧邻该封闭空间的外侧测试该手机WiFi信号的场强，连续测试多次WiFi场强的平均值作为场强判决门限值A。
根据上述方法，将1部同型号的测试手机放置于单层粘土砖墙堆砌的最小封闭空间内，测试获得手机WiFi信号的场强为-62dB，则场强判决门限A设置为-62dB，则在第一级场强判决中，1号手机场强最大值V为-45dB，大于门限A则判定为废墟外手机，与实际设置一致，2号手机场强最大值V为-80dB，小于门限A则初步判定为废墟内手机。
(6)第二级基于MAC地址的手机识别判决；设置MAC判决门限B，针对(5)中初步筛选出的废墟内手机，若其被大于或等于B个WiFi热点设备探测到，则判定为废墟内手机；MAC判决门限B设置方法为：针对步骤(5)中判定的废墟外手机，统计每部手机对应的WiFi热点设备数目L，取其中的最大值为M，B＝0.6M。
根据上述方法，1号手机放置于探测区域内空旷场景中，共被8台WiFi热点设备捕获到，因此MAC判决门限B设置为0.6×8＝4.8，则在第二级MAC判决中，初定为废墟内手机的2号手机对应的WiFi热点设备的数目L为2，小于门限B，因此2号手机的最终识别判定为废墟内手机，与实际设置一致。至此，完成了WiFi热点设备捕获手机属性的识别判定。

Claims (3)

1.一种基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在地震废墟现场，选定一矩形待测区域，清除所有对WiFi热点设备产生干扰的障碍物；
（2）将待测区域划分为纵横交错的正方形网格，每个网格中心放置一台WiFi热点设备；
（3）开启全部WiFi热点设备，每个WiFi热点设备分别获取周围手机WiFi信号的MAC地址和场强信息，并无线发送给信息处理平台；
（4）一部手机只有一个MAC地址，信息处理平台将获取的手机MAC地址和场强信息根据MAC地址的唯一性按手机进行分类，属于同一手机的MAC地址和场强信息集合在一起，并统计出每个手机中，能搜寻到它的WiFi热点设备数量L，以及场强最大值V；
（5）第一级基于场强的手机识别判决；设置场强判决门限A，将每个手机的场强最大值V与判决门限进行对比，当V小于等于A时，初步判定为废墟内手机，其余为废墟外手机；
（6）第二级基于MAC地址的手机识别判决；设置MAC判决门限B，针对（5）中初步筛选出的废墟内手机，若其被小于或等于B个WiFi热点设备探测到，则判定为废墟内手机。
2.根据权利要求1所述的基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机识别方法，其特征在于：场强判决门限A设置方法为：将一测试手机放置于由单层厚度为53毫米的普通粘土砖墙堆砌的最小封闭空间内，WiFi热点设备在紧邻该封闭空间的外侧测试该手机WiFi信号的场强，连续测试多次WiFi场强的平均值作为场强判决门限值A。
3.根据权利要求1所述的基于多点MAC与场强的地震废墟内外手机识别方法，其特征在于：MAC判决门限B设置方法为：针对步骤（5）中判定的废墟外手机，统计每部手机对应的WiFi热点设备数目L，取其中的最大值为M，B=0.6M。
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