检测者吸收，由此人体的出现会减弱无线信号的强度。而金属材质物品则会较大程度的反射无线电磁波信号，吸收的量相对人体来说可以忽略。若金属在处于人体和无线AP及无线网卡之间时，如图2所示，图2为本例中金属携带自动检测的硬件构成和信号传输流图，金属反射的无线电信号会直接被无线网卡接收，无线网卡接收到的无线电信号会相应的增强，而且随着金属的不同位置反射的角度的不同而强弱不同。当金属处于人体的另一侧，也就是人体的背面时，部分穿越人体的无线电信号会被金属反射，经金属反射的无线电信号再次穿越人体后被无线网卡接收，无线网卡接收到的无线电信号会增强，但增强的幅度较前一种位置会相对较小。本发明利用正交频分载波复用(Orthogonal Frequency Divis1n Multiplex, OFDM)得到以子载波(subcarrier)形式存在的CSI。而使用这种方法得到的CSI与不同物品材质之间建立联系会提高对动作判断的准确率。
[0032]当无线网卡接收到增强的CSI数据之后，信号异常检测系统通过计算多个流的多个子载波的CSI值的平均值，当所得的平均值超越预设的值后，系统判定异常波动开始，从而将后续的时间T内的数据转发到数据特征分析系统。数据特征分析系统通过分析时间T内的CSI数据的峰值数、峰值出现时间、峰值出现频率和CSI平均强度等数据，将分析得到的数据设为目标匹配数据，通过综合运用KNN、SVM、决策树三种机器学习算法将目标数据与特征库中保存的特征进行匹配，若存在一个特征与目标数据匹配成功，则认定T时间内检测到的数据受到了金属的影响，此时向警报装置发送一个警报指令。
[0033]其中步骤s4中的异常检测系统和步骤s5中的数据特征分析系统均可以放到应用服务器，无线网卡接收到的数据可通过网络传输到应用服务器，警报系统也可以放置在单独的应用服务器，警报指令通过网络等其他介质进行传送。
[0034]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于无线网络的金属携带检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤Si，在室内安装无线信号发送装置和无线信号接收装置，所述无线信号接收装置安装在无线信号发送装置所发射的无线信号的覆盖范围内； 步骤s2，所述无线信号发送装置连续向周围发送无线电磁波信号； 步骤s3，与当前发送信号的无线信号发送装置距离较近的无线信号接收装置不断接收无线电磁波信号，接收的无线电磁波信号包括从无线信号发送装置传播过来的无线电磁波信号以及经由周围墙壁或室内物品反射回来的无线电磁波信号； 步骤s4，所述无线信号接收装置包括信号异常检测系统，所述无线信号接收装置通过信号异常检测系统不断的对接收到的无线电磁波信号进行异常分析，当分析后被判断为异常，则将异常波段的无线电磁波信号交由步骤s5进行进一步分析； 步骤s5，所述无线信号接收装置通过数据特征分析系统对异常波段的无线电磁波信号进行特征值提取，并与异常特征库保存的特征进行对比和匹配，当无线电磁波信号的特征与金属特征成功匹配，则触发警报装置； 步骤s6，所述报警装置被触发后，发送报警信号至相关人员； 其中，所述异常特征库为无线电磁波信号经过异常物品反射后的信号特征库，该异常特征库根据用户选择的异常物品进行预先设置好，所述无线电磁波信号经过金属物品反射后的信号并定义为异常波段的无线电磁波信号。
2.根据权利要求1所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述无线信号发射端的数目为至少一个，所述无线信号接收端的数目为至少一个，所述无线信号发射装置和无线信号接收装置分别与被测物品之间的连线所成的角度不大于180度。
3.根据权利要求1或2所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述异常分析为对接收到的无线电磁波信号的信道状态信息进行分析。
4.根据权利要求3所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，对无线电磁波信号进行异常分析的评定包括以下步骤: 步骤s41，采集初始信道状态信息数据，基于多输入多输出技术，所述初始信道状态信息数据包括N个空间流中的M个子载波的CSI数据，所述N和M均为大于I的自然数；步骤s42，对多个空间流，求取在同一时间点上的N个连续子载波的CSI值的平均值，将此平均值作为信道状态信息，所述N为大于I且小于M的自然数； 步骤s43，信道状态信息超过预先设定的阀值则认为可能是金属反射过来的信号，将该信道状态信息设置为异常信息，并将该异常时间和之后T时间内的N个连续子载波的CSI数据传送给数据特征分析系统。
5.根据权利要求4所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述步骤s5中，所述特征值提取包括对信道状态信息数据的峰值数、峰值出现时间、峰值出现频率和CSI平均强度进行分析提取，得到异常特征值的目标匹配数据。
6.根据权利要求5所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述步骤s5包括以下步骤: 步骤s51，数据特征分析系统通过分析步骤s43传过来的T时间内CSI数据的峰值数、峰值出现时间、峰值出现频率和CSI平均强度，并以这些数据作为目标匹配数据； 步骤s52，预先建立以设定空间内由于不同物品携带导致的信道状态信息变化的异常特征值作为异常特征库的训练样本的特征模型； 步骤s53，将步骤s51判定的目标匹配数据映射至步骤s52的异常特征库的特征模型中，分离出目标检测物品； 步骤s54，经过步骤s53的映射匹配之后若得到预期的结果，则传递报警指令到警报装置。
7.根据权利要求6所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述步骤s53的映射算法采用KNN、SVM和决策树三种策略相结合的方式，当存在一个异常特征值与目标匹配数据实现了成功匹配，则认定T时间内检测到的无线电磁波信号受到了金属的影响，此时向警报装置发送一个警报指令。
8.根据权利要求1或2所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述数据特征分析系统与无线信号接收装置集成在同一个系统里面，或所述数据特征分析系统安装在无线信号接收装置之外的应用服务器上；当所述数据特征分析系统安装在无线信号接收装置之外的应用服务器时，所述数据特征分析系统和无线信号接收装置之间通过数据传输中介进行数据传输。
9.根据权利要求1或2所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述警报装置接收到警报指令之前处于待机状态，当报警指令到达时，报警装置进入运作状态，通过播放音乐、发光、鸣笛或文字警报中的至少一种方式通知相关工作人员介入。
10.根据权利要求1或2所述的金属携带检测方法，其特征在于，所述警报装置集成到数据特征分析系统中，或所述警报装置分离放置于单独的应用服务器中。
【专利摘要】本发明提供一种基于无线网络的金属携带检测方法，包括以下步骤：步骤s1，在室内安装无线信号发送装置和无线信号接收装置；步骤s2，无线信号发送装置连续发送无线电磁波信号；步骤s3，无线信号接收装置不断接收无线电磁波信号；步骤s4，通过信号异常检测系统不断的对接收到的无线电磁波信号进行异常分析，当分析后被判断为异常，则将异常波段的无线电磁波信号交由步骤s5进行进一步分析；步骤s5，通过数据特征分析系统对异常波段的无线电磁波信号进行特征值提取，并与异常特征库保存的特征进行对比和匹配，当无线电磁波信号的特征与金属特征成功匹配，则触发警报装置。本发明方便安装部署，成本低，对人体无损害，检测范围大，速度快。
【IPC分类】H04B17-309, G08B25-10
【公开号】CN104796204
【申请号】CN201510115135
【发明人】伍楷舜, 安远超, 明仲
【申请人】深圳大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月16日