Pesquisadores no laboratório do professor Yasamin Mostofi da UC Santa Bárbara fizeram a primeira demonstração de contagem de multidões através das paredes usando apenas sinais de comunicação cotidianos, como WiFi. A tecnica, que requer apenas um transmissor e receptor sem fio fora da área de interesse, pode ter uma variedade de aplicações, incluindo gestão inteligente de energia, planejamento de negócios de varejo e segurança.
"Nossa abordagem proposta torna possível estimar o número de pessoas dentro de uma sala de fora, "disse Mostofi, professor de engenharia elétrica e da computação na UC Santa Barbara. "Esta abordagem utiliza apenas medições RSSI WiFi e não depende de pessoas para carregar um dispositivo."
A metodologia proposta e os resultados experimentais foram apresentados na IEEE 2018 2018 15ª Conferência Internacional Anual IEEE sobre Sensoriamento, Comunicação, e rede (SECON)
Nos experimentos da equipe, um transmissor WiFi e um receptor WiFi atrás das paredes, fora de uma sala na qual várias pessoas estão presentes. A sala pode ficar muito lotada com até 20 pessoas ziguezagueando umas às outras. O transmissor envia um sinal sem fio cuja intensidade do sinal recebido (RSSI) é medida pelo receptor. Usando apenas as medições de potência do sinal recebido, o receptor estima quantas pessoas estão dentro da sala - uma estimativa que corresponde aproximadamente ao número real. Vale ressaltar que os pesquisadores não fazem nenhuma medição ou calibração prévia na área de interesse; sua abordagem tem apenas uma fase de calibração muito curta que não precisa ser feita na mesma área.
Este desenvolvimento se baseia em trabalhos anteriores no Laboratório Mostofi, que foi pioneira na detecção de sinais de radiofrequência do dia-a-dia, como WiFi, com várias publicações nesta área desde 2009. Por exemplo, o jornal de 2015 mostrou a contagem de multidões sem depender de pessoas para carregar um dispositivo, mas com o transmissor e o receptor na mesma área que as pessoas.
"Contudo, permitir a contagem de multidões através da parede é consideravelmente mais desafiador devido ao alto nível de atenuação pelas paredes, "disse Mostofi. O sucesso de seu laboratório nesta empreitada se deve à nova metodologia proposta por eles desenvolvida.
A chave para essa tecnologia é que a presença e o movimento humanos podem resultar em quedas significativas - consideradas neste projeto como "eventos" - na intensidade do sinal recebido.
"Considere a sequência de eventos que corresponde à ocorrência de quedas significativas de sinal, "Mostofi disse." Um tempo entre eventos é então o tempo entre dois eventos consecutivos. "A abordagem dos pesquisadores para permitir a contagem de multidão através da parede é baseada na caracterização matemática do conteúdo de informação dos tempos entre eventos do sinal recebido. e relacionando-o com o número total de ocupantes.
"Observamos que, embora a magnitude do sinal possa ser severamente atenuada através das paredes, os tempos entre eventos correspondentes aos eventos de quedas significativas de sinal são mais robustos para atenuações de parede, "Disse Saandeep Depatla, o principal Ph.D. aluno neste projeto. Assim, a abordagem dos pesquisadores é baseada na exploração desses tempos entre eventos.
Mais especificamente, modelando a sequência de eventos correspondente às quedas significativas de sinal como um processo do tipo renovação, os pesquisadores utilizaram ferramentas matemáticas da literatura do processo de renovação, um campo teórico que encontrou aplicações em áreas como confiabilidade e análise de risco. Depois de uma longa derivação, os pesquisadores foram capazes de modelar matematicamente as estatísticas dos tempos entre eventos e relacioná-los explicitamente com o número total de ocupantes na área.
O Laboratório Mostofi testou sua nova tecnologia extensivamente, em diferentes locais, com propriedades de parede diferentes e com vários números diferentes de pessoas - até e incluindo 20. Eles mostraram uma precisão de contagem de 2 pessoas ou menos 100 por cento do tempo com apenas um link WiFi. É ainda digno de nota que sua configuração consiste apenas em transceptores WiFi prontos para uso.
