WLAN-Bewegungserkennung schätzt anhand von Änderungen im Funkkanal, ob sich etwas im Raum bewegt hat. Eine gehende Person verändert Reflexionen, Dämpfung und Mehrwegeausbreitung zwischen Sender und Empfänger. Hardware mit Zugriff auf Channel State Information (CSI) kann diese feinen Änderungen über mehrere Unterträger erfassen und daraus einen Bewegungswert ableiten.
Die meisten gewöhnlichen Heimrouter stellen Anwendungen kein brauchbares CSI bereit. Praktische Versuche benötigen meist passende Firmware und einen getrennten Empfänger wie ein ESP32-Board, eine unterstützte Forschungs-Netzwerkkarte oder ein kommerzielles WiFi-Sensing-System. Diese Seite behandelt Bewegung, nicht statische Anwesenheit, Identität oder Körperpose.
Bewegung, Anwesenheit, Personenerkennung und Pose sind verschieden
Bewegungserkennung fragt, ob sich der Kanal in einem Zeitfenster verändert hat. Anwesenheitserkennung soll auch eine still sitzende Person erkennen. Personenerkennung versucht Menschen von Haustieren, Ventilatoren oder Türen zu trennen. Motion Capture und Posenschätzung interpretieren deutlich mehr Körpergeometrie und benötigen mehr räumliche Information.
Die klare Trennung verhindert überzogene Versprechen. Ein empfindlicher WLAN-Sensor kann auf Gehen reagieren und nach dem Hinsetzen verstummen. Ein Anwesenheitssystem benötigt feinere Merkmale, mehrere Funkstrecken oder einen zusätzlichen Sensor.
- Bewegungserkennung eignet sich für Aktivitätsereignisse und einfache Automationen.
- Anwesenheitserkennung ist für ruhende Belegung gedacht.
- Personenmodelle müssen mit Haustieren, Türen und Ventilatoren geprüft werden.
- Posenschätzung bleibt eine getrennte und komplexere Aufgabe.
Wie CSI Bewegung als messbares Signal erfasst
Ein Sender überträgt Pakete, während ein kompatibler Empfänger CSI aufzeichnet. CSI beschreibt Amplitude und Phase vieler Unterträger statt nur eines RSSI-Gesamtwerts. Bewegungen verändern reflektierte Pfade zu leicht unterschiedlichen Zeiten und Frequenzen. Die Zeitreihe wird bereinigt, normalisiert und über Varianz, Korrelationsverlust oder spektrale Energie ausgewertet.
Ein einfaches System vergleicht diese Werte mit einer Leeraum-Basislinie. Ein lernendes Modell verwendet markierte Sitzungen. Wird der Router verschoben, eine Antenne gedreht, eine Tür geschlossen oder das Mobiliar verändert, kann eine neue Kalibrierung erforderlich sein.
- Stabile Paketquelle mit geeigneter Rate.
- CSI-Empfänger mit kompatibler ESP32-Firmware oder Forschungs-NIC.
- Vorverarbeitung gegen fehlerhafte Pakete und grobe Störungen.
- Schwellwert oder Klassifikator mit Unsicherheitszustand.
- Tests im leeren Raum, bei kontrollierter Bewegung und nach Raumänderungen.
PIR, mmWave-Radar und WiFi CSI im Vergleich
PIR ist günstig und sparsam für gehende Personen, übersieht aber oft Menschen, die still werden. mmWave-Radar erkennt kleine Bewegungen und Entfernungszonen, benötigt jedoch spezielle Funkhardware und sorgfältige Platzierung. WiFi CSI kann vorhandene Funkstrecken oder günstige Boards nutzen, ist aber empfindlicher gegenüber Kalibrierungsdrift und eingeschränktem CSI-Zugriff.
Die Aufgabe bestimmt die Wahl. Für ein Flurlicht reicht oft PIR. Für einen belegten Schreibtisch kann mmWave geeigneter sein. Für Forschung zur Funkkanaländerung ist CSI interessant. Ein WLAN-Prototyp darf ohne anwendungsspezifische Prüfung keinen zertifizierten Alarm oder medizinischen Sensor ersetzen.
| Methode | Stärke | Typische Schwäche | Hardware |
|---|---|---|---|
| PIR | Gehbewegung und einfache Trigger | Übersieht häufig ruhende Personen | Dedizierter PIR-Sensor |
| mmWave-Radar | Mikrobewegung, Anwesenheit und Zonen | Reflexionen, Platzierung und Zusatzhardware | mmWave-Modul |
| WiFi CSI | Kanaländerungen und kamerafreie Aktivität | Kalibrierungsdrift und begrenzter CSI-Zugriff | Kompatible Funkstrecke mit ESP32 oder Forschungs-NIC |
| Nur RSSI | Grobe Link-Experimente | Zu wenig Detail für feine Bewegung | Übliche WLAN-Hardware |
Praktischer Aufbau mit ESP32 CSI
Ein Grundversuch braucht eine stabile Paketquelle und mindestens einen CSI-fähigen Empfänger. Die ESP-CSI-Beispiele von Espressif sind der offizielle Ausgangspunkt. Community-Projekte wie ESPectre zeigen einen Weg mit ESP32-S3-Boards und Hausautomation. Board, SDK, Firmware, Antenne und Paketmodus müssen exakt zum Projekt passen; nicht jeder ESP32 und Router liefert dieselben Felder.
Sender und Empfänger sollten so stehen, dass gewöhnliche Bewegung mehrere Reflexionspfade beeinflusst. Halten Sie die Geräte während einer Testreihe fest und dokumentieren Sie Boardmodell, Firmware, Kanal, Bandbreite, Paketrate, Orientierung, Entfernung und Raumplan.
- Mit einem Raum, einem Sender, einem Empfänger und einer Bewegungsklasse beginnen.
- Zuerst eine Leeraum-Basislinie erfassen.
- Gerätepositionen festhalten und Kanal, Abstand sowie Ausrichtung dokumentieren.
- Trainings- und Validierungssitzungen trennen.
- Bei Paketverlust oder alter Kalibrierung einen unbekannten Zustand anzeigen.
Kalibrierung und Prüfung gegen Fehlalarme
Erfassen Sie zuerst den leeren Raum und danach normale Störungen wie Ventilator, Tür, Vorhang, Heizung oder Haustier. Sammeln Sie Gehbewegungen mit verschiedenen Geschwindigkeiten und Abständen. Wiederholen Sie den Test an einem anderen Tag ohne neues Training und verschieben Sie ein Möbelstück, um die Drift zu messen.
Bewerten Sie Fehlalarme pro Stunde, verpasste Bewegungen, Verzögerung, Rekalibrierungszeit und Paketverlust. Eine Bedienoberfläche sollte auf eine veraltete Basislinie oder unzureichende Signalqualität hinweisen.
- Basisprüfung mit leerem Raum und normaler Umgebung.
- Positivtest mit verschiedenen Personen, Wegen, Geschwindigkeiten und Abständen.
- Störtest mit Ventilator, Türen, Haustieren und Geräten.
- Drifttest an einem anderen Tag oder nach Kanal- und Möbeländerung.
- Fehlertest mit getrenntem Knoten, fehlenden Paketen und alter Kalibrierung.
Datenschutz, Wände und verantwortbare Grenzen
Kamerafrei bedeutet nicht risikofrei: Funkmessungen können Belegung, Routinen und Raumaktivität zeigen. Informieren Sie Betroffene, verarbeiten Sie möglichst lokal und begrenzen Sie die Speicherung. Mit einem Haushalt, Arbeitsplatz oder Pflegezimmer verknüpfte Messungen sind sensible Daten.
Funkwellen durchdringen manche Wände, doch die Erkennung hängt von Material, Geometrie, Entfernung, Frequenz, Antennen und Störungen ab. Ein Laborversuch beweist nicht, dass ein beliebiger Router Menschen im ganzen Gebäude verfolgt. Für Gesundheit, Sicherheit und Notfälle sind unabhängige Prüfung und meist ein zweiter Sensortyp nötig.
- Erklären, was gemessen, wo verarbeitet und wie lange gespeichert wird.
- Aus einem Bewegungswert keine Identität, Diagnose oder exakte Position ableiten.
- Unsicherheit und Rekalibrierung sichtbar machen.
- Für folgenreiche Entscheidungen zertifizierte Sensoren einsetzen.
Offizielle und praktische Quellen
Häufige Fragen zur WLAN-Bewegungserkennung
Kann ein normaler WLAN-Router selbst Bewegung erkennen?
Meist nicht in nutzbarer Form. Gewöhnliche Router geben den detaillierten CSI-Strom nicht frei; nötig sind ein kompatibler Empfänger, Firmware oder ein entsprechendes Produkt.
Funktioniert die Erkennung durch Wände?
Manchmal sind Änderungen messbar, aber Material, Entfernung, Geometrie, Frequenz und Störungen bestimmen das Ergebnis. Der konkrete Raum muss geprüft werden.
Wird eine still sitzende Person erkannt?
Ein einfacher Bewegungsmelder kann dann verstummen. Statische Anwesenheit braucht feinere Merkmale, mehrere Links oder einen anderen Sensor.
Reicht ein ESP32-Board aus?
Kompatible Hardware kann CSI erfassen, doch Firmware, Paketquelle, Antennen, Filter, Schwellwerte und Validierung bestimmen die Leistung.
Ist eine Home-Assistant-Integration möglich?
Einige Community-Projekte veröffentlichen einen Bewegungszustand. Prüfen Sie Board und Integration und verwenden Sie bei Ausfällen einen unbekannten Zustand.
Ist WiFi CSI besser als PIR?
Nicht grundsätzlich. PIR ist für viele Bewegungs-Trigger günstig und zuverlässig. CSI bietet Forschungswert und nicht direkte Funkpfade, benötigt aber mehr Kalibrierung.