WiFi Transforms into 'Housekeeper': Smart Home Devices Achieve Unobtrusive Service

最近，天津大学网络与云计算团队在无线感知领域取得关键进展。他们让寻常的WiFi信号化身家居环境中的“管家”，通过WiFi信号分析人类活动变化，从而判断人的需求，让智能家居设备提供相应服务。相关研究成果近日发表在学术期刊《国际计算机学会交互式、移动式、可穿戴式和普适技术》上。<br> 目前大多数智能家居设备依赖用户指令或特定传感器工作，难以持续、无感地获取用户实时状态与需求。若想获取更多用户数据，就要使用摄像头或可穿戴设备。<br> 针对这些问题，团队研发出一款新型高精度感知应用：无需用户穿戴任何设备，仅靠家中WiFi信号就能精准判断用户在哪个位置、处于什么状态、正在做什么，进而让智能家居设备提供更人性化的服务。其原理是，人体移动会扰动WiFi信号，通过智能算法解析这些扰动，即可感知人体的位置、姿态与行为。<br> 不过，要让这项应用“飞入百姓家”，需解决两大难题。首先是部署难。传统的部署方式需要专业人员手持设备，进入房间采集WiFi信号，并手动输入路由器、智能音箱等设备的位置信息。相关操作复杂耗时，普通用户难以完成。其次是感知不准。WiFi信号遇到墙壁、家具等都会反射或折射。在真实家庭环境中，信号传播路径复杂多样。而科研人员基于理想的实验室环境设计应用，导致其在实际应用时感知误差较大。<br> 针对部署难问题，团队把家中常见的扫地机器人变为“数据采集员”，让其专门收集家里的环境信息。扫地机器人在日常清扫时，会为上述应用的系统绘制两份图：一份是家庭的物理空间地图、另一份是WiFi信号地图。同时，扫地机器人还能以10厘米的精度，自动找到并记录路由器、智能音箱等设备的位置。<br> 针对感知不准问题，团队为真实家庭环境建构了一套模型。该模型能让上述应用“看清”WiFi信号在复杂环境里的传播路径。<br> 该团队成员、天津大学计算机科学与技术学院副教授佟鑫宇说，未来，用户如果有搭载上述应用的路由器，再让扫地机器人扫一次地，就能享受到贴心服务。（记者 陈 曦 通讯员 梁绍楠）