【摘 要】
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随着信息化时代的到来,信息技术给人们的生活带来了极大的便利。同时由于无线技术的高速发展以及无线设备的广泛部署,使得基于Wi-Fi的无线感知技术受到了人们的关注。由于Wi-Fi感知技术相比于传统的感知技术有着低成本、非接触式、不受光照影响、隐私性好等诸多优点,因此成为了新型的研究方向。室内定位技术长久以来都是学术界和工业界的研究热点,具有着重要的研究价值,而Wi-Fi信号作为一种重要的定位源,也收到
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随着信息化时代的到来,信息技术给人们的生活带来了极大的便利。同时由于无线技术的高速发展以及无线设备的广泛部署,使得基于Wi-Fi的无线感知技术受到了人们的关注。由于Wi-Fi感知技术相比于传统的感知技术有着低成本、非接触式、不受光照影响、隐私性好等诸多优点,因此成为了新型的研究方向。室内定位技术长久以来都是学术界和工业界的研究热点,具有着重要的研究价值,而Wi-Fi信号作为一种重要的定位源,也收到了人们的关注。早期的Wi-Fi感知技术主要是从接收信号的强度指示（Received Signal Strength Indicator,RSSI）而发展的,但是受限于RSSI本身的粗粒度以及信号波动的不确定性,使得早期Wi-Fi感知技术的精度和应用场景都十分有限,限制了无线感知技术的发展。直到信道状态信息（Channel State Information,CSI）首次在商用网卡上获得,CSI凭借着其对信号多径传播的刻画能力以及可以反映在子载波尺度上的细粒度信号幅度和相位信息,极大地推动了Wi-Fi感知技术的发展。CSI提取工具的出现对Wi-Fi感知技术的研究有着重要的推进作用,从最初仅能从一种型号的网卡上获取CSI,到支持多种网卡,甚至支持若干手机所搭载的网卡,CSI提取工具同样在不断发展。但是现有的CSI提取工具都存在着不足之处,例如一种工具仅支持一种网卡设备,工具功能匮乏以及灵活性欠佳等。这影响了Wi-Fi感知技术的研究,例如不能对多种类型的网卡设备进行测量,以及不能同时对多个网卡并发进行测量,也不能使用除了CSI提取工具提供的功能,极大限制了研究者们的研究范围。在本文中,设计实现了一个支持多种网卡,支持并发测量且有较强扩展性的WiFi感知系统平台,用以解决目前CSI提取工具所存在的问题。在本文中设计实现了将常用的商用网卡作为测量设备的Wi-Fi射频综合感知平台,可以通过在接收端中解析并获取所有子载波的CSI信息并用于后续处理。在系统实现中对多种网卡底层驱动进行了修改,使其支持了多种类型的网卡设备,在中间平台层设计实现了控制底层硬件以及驱动的功能,并将用户使用接口暴露给了上层插件,在上层插件中通过调用中间平台的接口来实现了最终用户测量的功能,上层插件与底层无关,因此用户可以根据中间平台暴露的接口来对特定的功能进行实现。在Wi-Fi感知平台中,可以对多种类型的网卡进行信号收发控制,且可以支持多个网卡并发进行测量,用户也可以通过开发定制插件来满足自身的需求。在系统设计完成之后,针对Wi-Fi感知平台的各项功能进行了测试,测试结果验证了Wi-Fi感知平台的有效性和稳定性。该系统可以作为Wi-Fi感知领域中的新型CSI提取工具进行使用,以弥补现有CSI提取工具所具有的若干缺点,具有深远的现实意义。
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