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ESPectre,基于 Wi-Fi 频谱分析的运动检测系统,智能家居DIY爱好者神器

佳软 yeeach 1081浏览 0评论

 

在智能家居与物联网应用领域,“存在检测”与“运动监测”是许多自动化场景至关重要的核心功能,包括家庭安防、老年人护理、智能自动化、节能 、儿童监护等领域。

传统的红外传感器只能检测运动,一旦检测物体禁止不动,灯可能就会自动熄灭;毫米波雷达虽然精准,但成本相对较高。摄像头、麦克风方案涉及隐私问题。

市场上提供 Wi-Fi 信号来实现“存在检测”与“运动监测”功能的解决方案挺多,有像乐鑫这样的公司的商业硬件解决方案,也有一些开源项目。

对于商业公司的此类产品,隐私性是最大挑战。而对于开源项目,大多只是停留在概念验证(Proof of concept)阶段,不具有实用性。

ESPectre 是一个 开源基于 Wi-Fi 频谱分析的运动检测系统,通过 Wi-Fi 信道状态信息(CSI,Channel State Information)来检测运动,无需摄像头、无需麦克风,甚至可以“穿墙”检测。

项目地址:https://github.com/francescopace/espectre

ESPectre 的工作原理

当人或物体在 Wi-Fi 信号的传播路径或多径反射环境中移动时,会改变信号的相位、幅度、频率响应等。ESPectre 能够捕捉这些微小的信号变化,从而判断房间里是否有人,甚至能检测到微小的动作(如呼吸)。

ESPectre 的核心亮点

  • 轻量化,对终端设备要求低: 与许多需要训练复杂 AI 模型的 CSI 项目不同,ESPectre 未使用机器学习算法,极其轻量,可以在廉价的 ESP32 芯片上实时运行,无需云端处理
  • 无设备感知: 用户不需要携带手机或手环,只要在 WiFi 覆盖范围内,系统就能感知到你的存在
  • 隐私安全: 只分析信号特征,不涉及任何图像或音频录制,完全不用担心隐私泄露。
  • Home Assistant 原生集成: 可以无缝接入 Home Assistant,让你能够基于“是否有人”来创建各种自动化场景(如自动开关灯、安防报警等)
  • 低成本: 只需要一个几十块钱的 ESP32 开发板

 

ESPectre 的应用场景

家庭自动化:当检测到房间内有人移动时自动开启灯、空调、音响等。

安防场景:当家中无人时检测到移动触发警报或通知。

长者或儿童看护:监测卧室或老人房间有无活动,若超时无动作则触发提醒。

节能应用:检测房间是否处于空闲状态,从而关闭灯、空调或其他设备。

室内环境监测但需避免摄像头:例如图书室、会议室、休息区等。

 

ESPectre 把原本高大上的“Wi-Fi 感知(Wi-Fi Sensing)”技术真正带到了普通DIY玩家手里,强烈推荐给喜欢折腾的DIY玩家。

 

 

与 ESPectre 类似的开源项目

OpenCSI

https://github.com/opencsi/OpenCSI

基于 Intel 5300/AX200 网卡的 CSI 开源方案,适合用笔记本/台式机做实验。

 

 

WiFi-CSI-Sensing-Benchmark

https://github.com/xyanchen/WiFi-CSI-Sensing-Benchmark

学术向的 CSI 人体感知数据集和基准代码,包含跌倒检测、呼吸监测等高级应用。

 

 

esp32-csi-tool

https://github.com/nebula-plugins/esp32-csi-tool

最早的 ESP32 CSI 采集框架,ESPectre 也是在此基础上深度开发的。

 

 

ESP-CSI

https://github.com/espressif/esp-csi

乐鑫官方推出的 CSI 开发框架。它包含了一些示例,如人体检测和手势识别

 

 

ESPresense

https://github.com/ESPresense/ESPresense

不是基于 WiFi CSI 技术,基于蓝牙 (BLE)。通过在房间内部署 ESP32 节点,检测你随身携带的蓝牙设备(如手机、手环、手表)的信号强度来定位你在哪个房间

 

 

 

 

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