فکر کنید مودم وای‌فای شما یک قابلیت عجیب داشته باشد: دیدن از پشت دیوارها. این یک شوخی یا داستان علمی-تخیلی نیست، بلکه یک واقعیت تکنولوژیک به نام «حسگری وای‌فای» (WiFi Sensing) است.

در این مقاله، دقیقاً به شما نشان می‌دهیم که چگونه سیگنال‌های معمولی اینترنت شما می‌توانند حضور و حرکت افراد را در اتاق کناری تشخیص دهند. اگر به دنبال کشف این فناوری شگفت‌انگیز و پروژه‌هایی هستید که آن را در دسترس همگان قرار داده‌اند، این مقاله را از دست ندهید.

بله، دیدن پشت دیوار با وای‌فای کاملا امکان‌پذیر است. این کار از طریق تحلیل اطلاعات دقیقی به نام «اطلاعات وضعیت کانال» (Channel State Information - CSI) انجام می‌شود. پروژه‌هایی مانند ESPARGOS با استفاده از سخت‌افزارهای ارزان‌قیمتی مثل ESP32، این فناوری پیشرفته را در دسترس همگان قرار داده‌اند تا بتوان از تغییرات سیگنال وای‌فای برای شناسایی اجسام استفاده کرد.

Wi-Fi Sensing چیست؟ یک نگاه ساده به مفاهیم پیچیده

تصور کنید سنگی را در یک برکه آرام می‌اندازید. امواج روی سطح آب پخش می‌شوند. حالا اگر یک مانع (مثلاً یک تکه چوب) سر راه این امواج باشد، الگوی آن‌ها تغییر می‌کند. حسگری وای‌فای دقیقاً بر همین اساس کار می‌کند.

روتر شما دائماً سیگنال‌های وای‌فای را در محیط منتشر می‌کند. این سیگنال‌ها به دیوارها، وسایل و افراد برخورد کرده و بازتاب می‌شوند. گوشی یا لپ‌تاپ شما این سیگنال‌های بازگشتی را دریافت می‌کند. وقتی یک شخص در اتاق حرکت می‌کند، مانند همان تکه چوب در برکه، الگوی بازگشت امواج وای‌فای را تغییر می‌دهد. فناوری WiFi Sensing این تغییرات جزئی را تحلیل کرده و از آن برای تشخیص حضور، حرکت و حتی تعداد افراد در یک محیط استفاده می‌کند.

CSI: کلید جادویی برای دیدن نادیدنی‌ها

فکر کنید سیگنال وای‌فای (Wi-Fi) یک «ضربان قلب» نامرئی در محیط اطراف ما دارد. نشانگر ساده قدرت سیگنال (RSSI) فقط به ما می‌گوید این ضربان چقدر «قوی» است (مثلا ۷۰ ضربه در دقیقه). اما این اطلاعات کافی نیست.

داده‌های CSI مانند یک دستگاه نوار قلب (ECG) پیشرفته برای همین امواج عمل می‌کنند. CSI به جای یک عدد، یک «گراف» کامل از جزئیات این ضربان به ما می‌دهد:

• شکل دقیق موج (دامنه و فاز)
• ریتم و الگوی تکرار آن

حالا تصور کنید شخصی در اتاق راه می‌رود یا دستش را تکان می‌دهد. این حرکات، مانند یک عامل خارجی، روی این نوار قلب وای‌فای یک الگوی منحصر به فرد و قابل تشخیص (یک "اثر انگشت") به جا می‌گذارند.

بنابراین، CSI فقط به ما نمی‌گوید که چیزی تغییر کرده، بلکه با تحلیل شکل این تغییرات، به ما اجازه می‌دهد بفهمیم آن چیز احتمالاً چه نوع حرکتی انجام داده است. این کلید اصلی برای دیدن نادیدنی‌هاست.

معرفی کوتاه پروژه ESPARGOS

تا همین چند سال پیش، دسترسی به داده‌های CSI و کار با آن‌ها نیازمند تجهیزات گران‌قیمت و تخصصی بود. اما پروژه ESPARGOS این معادله را کاملاً تغییر داده است. این یک پروژه منبع‌باز (Open-Source) است که با استفاده از چند برد ارزان‌قیمت ESP32، یک آرایه آنتن قدرتمند برای جمع‌آوری و تحلیل داده‌های CSI ایجاد می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی ESPARGOS:

• ارزان و در دسترس: بر پایه میکروکنترلر محبوب ESP32 ساخته شده است.
• متن‌باز: تمام کدها و طراحی‌های سخت‌افزاری آن به صورت رایگان در دسترس است.
• قدرتمند: قابلیت جمع‌آوری داده‌های CSI با نرخ بالا را فراهم می‌کند که برای تحلیل‌های دقیق ضروری است.

این پروژه به محققان، دانشجویان و علاقه‌مندان این امکان را می‌دهد که با هزینه بسیار کم، سیستم حسگری وای‌فای خود را بسازند. برای اطلاعات فنی دقیق‌تر و دسترسی به کدهای پروژه، حتماً به وب‌سایت رسمی پروژه ESPARGOS سر بزنید.

از آزمایشگاه تا میدان نبرد: کاربردهای واقعی

شاید این فناوری علمی-تخیلی به نظر برسد، اما کاربردهای آن کاملاً واقعی و در حال گسترش هستند. از خانه‌های هوشمند که با تشخیص حضور شما چراغ‌ها را روشن می‌کنند گرفته تا سیستم‌های امنیتی که بدون نیاز به دوربین، ورود غیرمجاز را تشخیص می‌دهند.

در سطوح حرفه‌ای‌تر، شرکت‌هایی مانند Camero-Tech با محصولاتی نظیر Xaver 1000 این فناوری را به سطح نظامی و عملیات‌های نجات رسانده‌اند. این دستگاه‌ها به تیم‌های امداد و نجات اجازه می‌دهند تا افراد زنده را در زیر آوار پیدا کنند یا به نیروهای ویژه کمک می‌کنند تا قبل از ورود به یک ساختمان، از تعداد افراد حاضر در آن مطلع شوند.

برای درک بهتر نحوه عملکرد و استخراج داده‌های CSI با ابزارهایی مانند ESPARGOS، مشاهده این ارائه فنی در یوتیوب که جزئیات پروژه را نمایش می‌دهد، بسیار مفید خواهد بود.

نگاهی به آینده و ملاحظات اخلاقی

فناوری حسگری وای‌فای پتانسیل تغییر زندگی ما را دارد، از مراقبت از سالمندان (تشخیص زمین خوردن) تا بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها. این حوزه آنقدر داغ و پرطرفدار است که مقالات علمی متعددی در پایگاه‌های معتبری مانند IEEE Xplore به بررسی جنبه‌های مختلف آن پرداخته‌اند. با این حال، مانند هر فناوری قدرتمند دیگری، مسائل مربوط به حریم خصوصی نیز باید به طور جدی مورد توجه قرار گیرند. ایجاد تعادل بین نوآوری و حفظ حریم شخصی، بزرگترین چالش پیش روی این تکنولوژی خواهد بود.

پرسش‌های متداول (FAQ)

۱. آیا حسگری وای فای حریم خصوصی را نقض می‌کند؟ این یک نگرانی معتبر است. داده‌های CSI خام، هویت افراد را مشخص نمی‌کنند، بلکه تنها حضور، حرکت یا الگوهای تنفسی را نشان می‌دهند. با این حال، استفاده از این فناوری باید با شفافیت و رعایت قوانین حریم خصوصی همراه باشد، به خصوص در محیط‌های غیرشخصی.

۲. دقت تشخیص با وای فای چقدر است؟ دقت به عوامل مختلفی بستگی دارد: تعداد آنتن‌ها، قدرت الگوریتم‌های پردازشی و پیچیدگی محیط. این سیستم‌ها نمی‌توانند چهره افراد را ببینند، اما در تشخیص حضور، تعداد افراد، سرعت حرکت و حتی برخی ژست‌های ساده، دقتی شگفت‌انگیز از خود نشان داده‌اند.

۳. برای شروع کار با ESPARGOS به چه چیزهایی نیاز دارم؟ برای شروع، به چند برد ESP32، آنتن‌های مناسب و دانش پایه‌ای در زمینه الکترونیک و برنامه‌نویسی نیاز دارید. وب‌سایت پروژه ESPARGOS و مخزن GitHub آن بهترین نقطه شروع برای دسترسی به راهنماها و کدهای مورد نیاز است.

مقالات هوشمند سازی

مقالات هوشمند سازی کنترل اعداد

ControlAdad