基于CSI的煤礦井下被動入侵檢測方法研究
發(fā)布時間：2022-01-14 18:20
隨著無線網(wǎng)絡技術和智能設備的快速發(fā)展,以Wi Fi信號為核心的無線感知技術得到了廣泛的關注,并在諸如室內定位、入侵檢測等領域中得到應用。無線信號將通信和感知合二為一,早期的無線感知檢測技術是利用無線信號中接收信號強度值（Received Signal Strength Indication,RSSI）的波動進行判斷,但RSSI有粗粒度、單值以及穩(wěn)定性差的缺點。近幾年,研究者開始轉向從Wi Fi信號中獲取具有更細粒度的信道狀態(tài)信息（Channel State Information,CSI）的研究中。以信息化、智能化技術為驅動,重點研究煤礦生產(chǎn)事故的監(jiān)測、預警、預防等科技問題。實現(xiàn)CSI無源入侵檢測,對煤礦井下一些危險區(qū)域進行監(jiān)控監(jiān)測,通過已安裝的無線設備獲取到環(huán)境中的無線信號,實現(xiàn)無源被動式的入侵檢測對于提高礦山安全生產(chǎn)水平具有重大意義。本論文的主要工作體現(xiàn)為以下三個方面。（1）提出并設計了一套利用CSI數(shù)據(jù)的井下關鍵區(qū)域闖入檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用裝有Intel 5300網(wǎng)卡和修改驅動后的主機與普通AP（Access Point）之間的通信,采集原始CSI數(shù)據(jù)包,對幅度信息使用Hampe...
【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
井下巷道環(huán)境實景Figure3-4Therealenvironmentofundergroundtunnel
本部分主要介紹實驗所用到的硬件設備部署以及 CSI-TOOL 軟件平臺。.1.1 硬件設備實驗所用到的硬件設備主要有信號接入點AP和信號接收端RP兩部分構成P 使用型號為 DIR-859 的 D-LINK 商用無線路由器，有三根發(fā)射天線，可以運行在 2.4GHz 和 5GHz 頻段。接收端采用安裝有 Intel5300 網(wǎng)卡的定制 M機以及一臺 SONY 筆記本，均搭載 Ubuntu 14.04 操作系統(tǒng)。詳細的配置如-1 和表 5-2 所示。表 5-1AP 配置Table 5-1AP configuration型號 DIR-859協(xié)議 802.11n/ac傳輸頻段 2.4GHz/5GHz 頻段信道 6/157表 5-2 接收端配置Table 5-2 The receiver configuration硬盤 50GBCPU Intel Core i5-4200M內存 4GB操作系統(tǒng) Ubuntu 14.04
行 log_to_file 文件接收數(shù)據(jù)，最終以 dat 數(shù)據(jù)文件格式存儲。所采集的一個數(shù)據(jù)包里包含了很多信息，具體參數(shù)及其含義如表 5-3 所示。表 5-3 CSI 樣本參數(shù)值Table 5-3 Parameter values for a group of CSI samples參數(shù) 參考值 含義timestamp_low 0 NIC 的 1MHz 時鐘的低 32 位bfee_count 73 驅動程序記錄并發(fā)送到用戶空間的波束形成測量總數(shù)Nrx 3 接收天線數(shù)量Ntx 3 發(fā)射天線數(shù)量rssi_a -32 接收天線 a 信號強度值rssi_b -32 接收天線 b 信號強度值rssi_c -32 接收天線 c 信號強度值noise -89 噪聲值agc 35 天線自動增益控制perm [1,2,3] 三根接收天線對應于 3 個射頻鏈路處理順序rate 10000 數(shù)據(jù)包發(fā)送的速率csi 3x3x30 Ntx×Nrx×30 的 3 維 CSI 數(shù)據(jù)包矩陣
【參考文獻】：
期刊論文
[1]礦井多波多分量地震方法與試驗[J]. 劉盛東,章俊,李純陽,王勃,金標,劉金鎖. 煤炭學報. 2019(01)
[2]基于云平臺的礦井水害智慧應急救援系統(tǒng)與應用[J]. 武強,徐華,趙穎旺,杜沅澤,張小燕,穆文平,姚義. 煤炭學報. 2018(10)
[3]煤礦井下區(qū)間分段視距節(jié)點合作定位算法[J]. 趙彤,李先圣,張雷,丁恩杰,胡延軍. 西安電子科技大學學報. 2019(01)
[4]基于RSSI的煤礦巷道高精度定位算法研究[J]. 李論,張著洪,丁恩杰,張雷. 中國礦業(yè)大學學報. 2017(01)
[5]基于信道狀態(tài)信息子載波特征差分的人體移動檢測方法[J]. 劉文遠,劉紫娟,王林,厲斌斌. 傳感技術學報. 2016(12)
[6]基于信道狀態(tài)信息的WiFi環(huán)境感知技術[J]. 朱海,肖甫,孫力娟,謝曉輝,王汝傳. 南京郵電大學學報(自然科學版). 2016(01)
博士論文
[1]煤礦井下氣體環(huán)境機器人檢測評估及自主避險[D]. 馬西良.中國礦業(yè)大學 2018
[2]煤巷掘進突出危險性的聲電瓦斯監(jiān)測預警研究[D]. 邱黎明.中國礦業(yè)大學 2018
本文編號：3588981
【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
井下巷道環(huán)境實景Figure3-4Therealenvironmentofundergroundtunnel
本部分主要介紹實驗所用到的硬件設備部署以及 CSI-TOOL 軟件平臺。.1.1 硬件設備實驗所用到的硬件設備主要有信號接入點AP和信號接收端RP兩部分構成P 使用型號為 DIR-859 的 D-LINK 商用無線路由器，有三根發(fā)射天線，可以運行在 2.4GHz 和 5GHz 頻段。接收端采用安裝有 Intel5300 網(wǎng)卡的定制 M機以及一臺 SONY 筆記本，均搭載 Ubuntu 14.04 操作系統(tǒng)。詳細的配置如-1 和表 5-2 所示。表 5-1AP 配置Table 5-1AP configuration型號 DIR-859協(xié)議 802.11n/ac傳輸頻段 2.4GHz/5GHz 頻段信道 6/157表 5-2 接收端配置Table 5-2 The receiver configuration硬盤 50GBCPU Intel Core i5-4200M內存 4GB操作系統(tǒng) Ubuntu 14.04
行 log_to_file 文件接收數(shù)據(jù)，最終以 dat 數(shù)據(jù)文件格式存儲。所采集的一個數(shù)據(jù)包里包含了很多信息，具體參數(shù)及其含義如表 5-3 所示。表 5-3 CSI 樣本參數(shù)值Table 5-3 Parameter values for a group of CSI samples參數(shù) 參考值 含義timestamp_low 0 NIC 的 1MHz 時鐘的低 32 位bfee_count 73 驅動程序記錄并發(fā)送到用戶空間的波束形成測量總數(shù)Nrx 3 接收天線數(shù)量Ntx 3 發(fā)射天線數(shù)量rssi_a -32 接收天線 a 信號強度值rssi_b -32 接收天線 b 信號強度值rssi_c -32 接收天線 c 信號強度值noise -89 噪聲值agc 35 天線自動增益控制perm [1,2,3] 三根接收天線對應于 3 個射頻鏈路處理順序rate 10000 數(shù)據(jù)包發(fā)送的速率csi 3x3x30 Ntx×Nrx×30 的 3 維 CSI 數(shù)據(jù)包矩陣
【參考文獻】：
期刊論文
[1]礦井多波多分量地震方法與試驗[J]. 劉盛東,章俊,李純陽,王勃,金標,劉金鎖. 煤炭學報. 2019(01)
[2]基于云平臺的礦井水害智慧應急救援系統(tǒng)與應用[J]. 武強,徐華,趙穎旺,杜沅澤,張小燕,穆文平,姚義. 煤炭學報. 2018(10)
[3]煤礦井下區(qū)間分段視距節(jié)點合作定位算法[J]. 趙彤,李先圣,張雷,丁恩杰,胡延軍. 西安電子科技大學學報. 2019(01)
[4]基于RSSI的煤礦巷道高精度定位算法研究[J]. 李論,張著洪,丁恩杰,張雷. 中國礦業(yè)大學學報. 2017(01)
[5]基于信道狀態(tài)信息子載波特征差分的人體移動檢測方法[J]. 劉文遠,劉紫娟,王林,厲斌斌. 傳感技術學報. 2016(12)
[6]基于信道狀態(tài)信息的WiFi環(huán)境感知技術[J]. 朱海,肖甫,孫力娟,謝曉輝,王汝傳. 南京郵電大學學報(自然科學版). 2016(01)
博士論文
[1]煤礦井下氣體環(huán)境機器人檢測評估及自主避險[D]. 馬西良.中國礦業(yè)大學 2018
[2]煤巷掘進突出危險性的聲電瓦斯監(jiān)測預警研究[D]. 邱黎明.中國礦業(yè)大學 2018
本文編號：3588981
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/anquangongcheng/3588981.html
