一种基于WiFi信号的家庭入侵检测方法、装置及系统

技术领域

本发明属于网络安全技术领域，涉及家庭安防技术，为一种基于WiFi信号的家庭入侵检测方法。

背景技术

入侵检测是保护家庭成员人身安全和财产安全的重要手段，随着经济的发展和科技的进步，家庭环境下的入侵检测越来越受到重视。

现有的入侵检测技术可以分为两大类，基于视觉的入侵检测和基于非视觉的入侵检测。基于视觉的入侵检测主要通过摄像头监控，对视频进行图像识别，检测的计算量很大，夜间需要摄像头有夜视功能且有隐私问题。非视觉的检测中基于WiFi原始信号的方法设备太昂贵，基于WiFi信号强度的方法准确率较低且敏感度不足。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有非视觉的入侵检测设备昂贵或检测敏感度不足，不能满足使用需求。

本发明的技术方案为：一种基于WiFi信号的家庭入侵检测方法，在无线路由器的6m范围内设置无线AP设备，且以无线AP设备和路由器设备的连线为直径构成的圆位于预测入侵者会经过的区域；无线AP设备连接到无线路由器的无线网络上，无线AP设备等时间间隔连续向无线路由器设备发送ICMP数据包，并使得无线路由器向无线AP设备返回ICMP数据包，无线AP设备解析返回的ICMP包，获取RSSI和CSI的信道信息数据组成的时间序列数据，对该时间序列数据进行处理，计算出时间序列数据中信噪比的稳定程度，判断是否有发生入侵。

进一步的，所述信噪比的稳定程度的计算为：将CSI每根天线每个子载波复数表示的相位和振幅表示换算为信噪比SNR，计算出各个子载波的SNR在一段时间内的最大值和最小值，计算所述最大值与最小值在设定时间内的方差，计算每根天线RSSI在设定时间内的方差，以所得到的两个方差为特征，采用机器学习方法进行训练学习判断，得到的学习模型用于根据实时特征判断是否发生入侵。

本发明还提出一种基于WiFi信号的家庭入侵检测装置，包括无线路由器和无线AP设备，所述无线路由器用于提供无线网络，并对无线AP设备发出的ICMP数据包返回对应的ACMP数据包；所述无线AP设备用于等时间间隔连续向无线路由器设备发送ICMP数据包，以及对无线路由器返回的ICMP数据包解析得到信道信息。

进一步的，所述无线AP设备还用于将所得到的信道信息发送给指定外部数据处理平台，外部数据处理平台用于对信道信息进行处理，判断是否有发生入侵。

作为优选方式，无线AP设备包括1个带有PCIE接口的无线AP主板，1个无线网卡，1个电源接口与3根天线，无线网卡插入无线AP主板的PCIE接口，无线网卡用于向无线路由器发送ICMP数据包，电源接口连接在无线AP主板上，天线连接在无线网卡上。

本发明还提出一种基于WiFi信号的家庭入侵检测系统，包括上述的入侵检测装置和智能手机，入侵检测装置用于上述检测方法获取RSSI和CSI的信道信息，智能手机用于根据上述检测方法对RSSI和CSI的信道信息进行处理，判断是否发生入侵。

现有技术虽然也有提出一些基于CSI数据的入侵识别方法，但该类方法识别处理较为简单，可能会导致识别不稳定。本发明提出的检测方法综合应用RSSI和CSI的信道信息，能够稳定识别入侵的发生。本发明提供了一种用于入侵检测的装置和方法，在不需要摄像头、无线信号示波器等设备的情况下就可进行实时的入侵检测并警报，结构简单，装置廉价，无隐私问题，能准确识别入侵的发生。

附图说明

图1为本发明实施例入侵检测的方法流程示意图。

图2为本发明实施例入侵检测中信道信息处理的流程示意图。

图3为本发明实施例中无线AP设备的装置示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的一种基于WiFi信号的家庭入侵检测方法，在无线路由器的6m范围内设置无线AP设备，且以无线AP设备和路由器设备的连线为直径构成的圆位于预测入侵者会经过的区域；无线AP设备连接到无线路由器的无线网络上，无线AP设备等时间间隔连续向无线路由器设备发送ICMP数据包，并使得无线路由器向无线AP设备返回ICMP数据包，无线AP设备解析返回的ICMP包，获取RSSI和CSI的信道信息数据组成的时间序列数据，对该时间序列数据进行处理，计算出时间序列数据中信噪比的稳定程度，判断是否有发生入侵。

如图2所示，所述信噪比的稳定程度的计算为：将CSI每根天线每个子载波复数表示的相位和振幅表示换算为信噪比SNR，计算出各个子载波的SNR在一段时间内的最大值和最小值，计算所述最大值与最小值在设定时间内的方差，计算每根天线RSSI在设定时间内的方差，以所得到的两个方差为特征，采用机器学习方法进行训练学习判断，得到的学习模型用于根据实时特征判断是否发生入侵。

本发明还提出一种基于WiFi信号的家庭入侵检测装置，包括无线路由器和无线AP设备，所述无线路由器用于提供无线网络，并对无线AP设备发出的ICMP数据包返回对应的ACMP数据包；所述无线AP设备用于等时间间隔连续向无线路由器设备发送ICMP数据包，以及对无线路由器返回的ICMP数据包解析得到包含RSSI和CSI的信号强度与信道信息的原始数据。所述无线AP设备还用于将所得到的信道信息发送给指定外部数据处理平台，外部数据处理平台用于对信道信息进行处理，判断是否有发生入侵，并进行告警。外部数据处理平台可采用用户的智能手机等连网的数据设备。

其中无线AP设备包括1个带有PCIE接口的无线AP主板，1个无线网卡，1个电源接口与3根天线，如图3所示，无线网卡插入无线AP主板的PCIE接口，无线网卡用于向无线路由器发送ICMP数据包，电源接口连接在无线AP主板上，天线连接在无线网卡上。无线AP设备位置须在无线路由器6m范围内，以便采集数据时，无线AP设备能接收到无线路由器返回的数据包。三根天线一般固定为朝上，保证在无线AP设备采集RSSI和CSI信息时，具体设置时以信号不受遮挡为原则设置。

本发明还提出一种基于WiFi信号的家庭入侵检测系统，包括上述的入侵检测装置和智能手机，入侵检测装置用于上述检测方法获取RSSI和CSI的信道信息，智能手机用于根据上述检测方法对RSSI和CSI的信道信息进行处理，判断是否发生入侵。