[發明專利]基于無線信號特征的室內入侵和空間結構變化識別方法

有效

• 申請號: 201910610509.0
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110276921B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 周牧;劉柱;王勇;蒲巧林;何維;田增山
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G08B13/00
• 分類號: G08B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于無線信號特征的室內入侵和空間結構變化識別方法。首先，在離線階段，計算靜默信號與入侵信號的相關系數以及入侵信號的小波變換系數和平均功率近似值；然后，在在線階段，利用小波變換檢測監測點處接收信號是否發生異常變化，同時基于短時傅里葉變換計算異常信號的平均功率以及異常信號和靜默信號的相關系數；最后，根據得到的平均功率和相關系數對造成該異常信號的室內入侵或空間結構變化進行識別。本發明專利通過對無線信號進行特征分析，提出了一種基于無線信號特征的室內入侵和空間結構變化識別方法，以提高現有室內入侵檢測系統的魯棒性和環境適應性。

技術領域

本發明屬于室內入侵檢測技術，具體涉及一種基于RSS信號特征的室內入侵和空間結構變化識別方法。

背景技術

入侵檢測技術在貴重物品監控、空巢老人監護、軍事防御等安全防范領域有著廣泛的應用。目前基于WLAN的室內入侵檢測技術因其具有用戶隱私保護效果且在非視距條件下看干擾能力強等優點已成為國內外學者研究的主流方向。其中較為成熟的方法有兩種：①基于無線信號特征的入侵檢測方法，該方法利用入侵目標對信號強度的影響，利用其均值、方差二維統計特性檢測是否有入侵發生(舉例子)。②基于RSS指紋的入侵檢測方法。該方法主要分為離線和在線階段，離線階段建立參考點(入侵目標)和無線信號特征之間的映射關系，在線階段通過實時接收的信號特征與入侵指紋庫匹配實現入侵目標的檢測與定位。

其中基于RSS指紋的入侵檢測方法并不能區分環境變化和入侵造成的RSS信號變化特征，系統依賴于環境的穩定性。當某一處的環境變化時會引起無線信號的特征變化，此時系統可能把環境的改變誤判為室內入侵，造成系統精確度下降。而且當環境發生改變時，對系統檢測精度的影響將是持續的。

針對以上問題，本文提出一種基于無線信號特征的室內入侵和空間結構變化的識別方法。該方法利用無線信號的相關性、小波變換以及入侵信號和空間結構改變引起的無線信號的平均功率變化的特性，并在基于一定的準則條件下識別引起的無線信號變化的性質。當檢測到環境發生變化時需更新入侵指紋庫。

發明內容

本發明解決了基于指紋庫的入侵檢測方法中由于室內空間結構改變造成入侵指紋庫不匹配的問題，提供了一種基于RSS信號特征分析的室內入侵和空間結構變化識別方法。

本發明所述的一種基于RSS信號特征的室內入侵和空間結構變化識別方法的步驟如下：

步驟一、在離線階段，采集目標環境中的靜默信號，即在每個監測點處采集z₁條靜默接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)序列S_l＝{S_l(1),…,S_l(M_l)}(l＝1,…,z₁)，其中，M_l為第l條靜默RSS序列的長度，S_l(n)(n＝1,…,M_l)為第l條靜默RSS序列的第n個RSS矢量。

步驟二、采集目標環境中的入侵信號，即在每個監測點處采集z₂條入侵RSS序列R_l′＝{R_l′(1),…,R_l′(M_l′)}(l′＝1,…,z₂)，其中，M_l′為第l′條入侵RSS序列的長度，R_l′(m)(m＝1,…,M_l′)為第l′條入侵RSS序列的第m個RSS矢量。

步驟三、分別計算第l條靜默和第l′條入侵RSS序列的RSS均值矢量和

步驟四、計算第l條靜默和第l′條入侵RSS序列的互相關系數其中M＝min{M_l,M_l'}。