Testbed for Crowd Monitoring based on Wireless Channel Measurements

Master Studiengang Information Security

Christian Brandl, BSc

Dozent: Dipl.-Ing. Dr. Henri Ruotsalainen 

Ausgangslage

In den letzten Jahren wurden visuelle Verfahren für die Menschenmengenerkennung zunehmend populärer. Allerdings sind diese Verfahren, wenn auch erfolgreich mit dem Problem behaftet, dass für die Generierung von Daten Kameras verwendet werden, welche eingeschränkt sind in Bezug auf deren Sichtreichweite, um Aufzeichnungen vorzunehmen.

Um dieses Problem auszugleichen, wurde die Verwendung von Carrier State Information (CSI) um gleichartige Anwendungen zu ermöglichen, ohne das spezifische Geräte erforderlich sind. Diese Werte werden als Nebenprodukt erzeugt, um Qualitätsbestimmungen und Effizienzbestimmungen für übertragene Daten in einem WiFi Netzwerk zu treffen. Die Carrier State Information setzt sich aus Amplituden und Phasengang zusammen, welche für jedes übertragene Packet generiert werden. Diese Signalparameter eigenen sich hervorragend für diverse Bestimmungen innerhalb des abgedeckten Raumes, dadurch dass Signale zum Beispiel Menschen durchdringen und dabei abgeändert werden, welche durch diverse Modelle erfasst werden können.

Zumeist erlauben Netzwerkkarten nicht auf diese zuzugreifen, wodurch häufig teure Hardware verwendet werden muss, welche für Tools, die zur Extraktion dieser CSI Signale erforderlich sind. Eine Alternative wurde mit ESP32 Mikrokontroller Chip geschaffen, welche über die mitgelieferte API ermöglich CSI Werte auszulesen.

Ziel

Das Ziel dieser Arbeit ist es diverse Anwendungen im CSI Bereiches aufzuzeigen. Weiters soll ermittelt werden, wie für das an Beliebtheit gewinnende System des ESP32 genutzt werden kann um ohne teurer Netzwerkkarten, die für WiFi-Sensing erforderlichen Carrier State Informationen extrahiert werden können. Zusätzlich wird eine mögliche Implementation eines gefunden Ansatzes erhoben.

Ergebnis

Im Zuge dieser Arbeit soll der ESP32 genutzt werden um Carrier State Informationen zu extrahieren und mittels weiterer Verarbeitungsschritte sollen diese CSI Werte dazu genutzt werden um Menschen zu zählen, welche einen Raum betreten um die Anzahl an Leuten, welche sich gleichzeitig innerhalb eines Raumes aufhalten zu erfassen.