Il rilevamento del movimento tramite WiFi stima se qualcosa si è spostato osservando come cambia il canale wireless. Una persona che attraversa il percorso tra trasmettitore e ricevitore modifica riflessioni, attenuazione e propagazione multipath. Un dispositivo che espone il Channel State Information (CSI) può registrare queste variazioni su più sottoportanti e trasformarle in un punteggio di movimento.
La maggior parte dei router domestici non fornisce a un'applicazione un flusso CSI utilizzabile. Gli esperimenti richiedono in genere firmware compatibile e un ricevitore separato, come una scheda ESP32, un'interfaccia di rete per ricerca o un sistema commerciale di WiFi sensing. Questa pagina riguarda il movimento, non la presenza statica, l'identità o la ricostruzione della posa.
Movimento, presenza, persona e posa sono obiettivi diversi
Il rilevamento del movimento cerca una variazione del canale in una finestra temporale. Il rilevamento della presenza deve capire se una persona è ancora nella stanza anche quando rimane ferma. Il rilevamento umano prova a distinguere persone, animali, ventilatori e porte. Motion capture e stima della posa interpretano geometria e attività del corpo e richiedono molte più informazioni spaziali.
Separare questi compiti evita promesse eccessive. Un sensore WiFi può rispondere bene a una camminata e smettere di reagire quando la persona si siede. La presenza statica può richiedere caratteristiche più fini, più collegamenti radio o un secondo sensore.
- Usa il movimento per eventi di attività e automazioni semplici.
- Usa la presenza quando conta una persona immobile.
- Verifica animali, ventilatori, porte e più persone prima di parlare di rilevamento umano.
- Considera la posa un'attività separata e più complessa.
Come il CSI trasforma il movimento in un segnale misurabile
Un trasmettitore invia pacchetti e un ricevitore compatibile registra il CSI. A differenza di un solo valore RSSI, il CSI descrive ampiezza e fase su numerose sottoportanti. Il movimento modifica i percorsi riflessi in tempi e frequenze diversi. La serie temporale viene pulita, normalizzata e riassunta tramite varianza, perdita di correlazione o energia spettrale.
Un sistema semplice confronta queste caratteristiche con una base di riferimento della stanza vuota. Un modello appreso usa sessioni etichettate. Spostare il router, ruotare un'antenna, chiudere una porta o cambiare i mobili può alterare la base e richiedere una nuova calibrazione.
- Sorgente di pacchetti stabile.
- Ricevitore CSI con firmware ESP32 o scheda di ricerca compatibile.
- Pre-elaborazione per pacchetti corrotti e interferenze evidenti.
- Soglia o classificatore con stato di incertezza.
- Test con stanza vuota, movimento controllato e ambiente modificato.
Confronto tra PIR, radar mmWave e WiFi CSI
Il PIR è economico ed efficiente per una persona che cammina, ma spesso perde chi resta fermo. Il radar mmWave rileva piccoli movimenti e zone di distanza, però richiede hardware radio dedicato e un posizionamento accurato. Il WiFi CSI può sfruttare collegamenti wireless e schede economiche, ma l'accesso al CSI e la deriva ambientale rendono più difficile la calibrazione.
La scelta dipende dal requisito. Per la luce di un corridoio può bastare il PIR; per una postazione occupata può essere migliore mmWave; per studiare il canale radio può avere senso il CSI. Un prototipo WiFi non sostituisce un allarme o dispositivo medico certificato senza verifica specifica.
| Metodo | Punto di forza | Limite tipico | Hardware |
|---|---|---|---|
| PIR | Camminata e trigger semplici | Spesso perde persone immobili | Sensore PIR dedicato |
| Radar mmWave | Micro-movimenti, presenza e zone | Riflessioni, posizione e hardware extra | Modulo mmWave |
| WiFi CSI | Variazioni del canale e attività senza camera | Deriva della calibrazione e accesso CSI limitato | Collegamento compatibile con ESP32 o NIC di ricerca |
| Solo RSSI | Esperimenti grossolani | Dettaglio insufficiente per movimenti fini | Hardware WiFi comune |
Configurazione pratica con ESP32 CSI
Un esperimento di base richiede una sorgente di pacchetti stabile e almeno un ricevitore in grado di catturare il CSI. Gli esempi ESP-CSI di Espressif sono il punto di partenza ufficiale. Progetti della comunità come ESPectre mostrano un percorso con schede ESP32-S3 e automazione domestica. Controlla modello, SDK, firmware, antenna e modalità dei pacchetti richiesti.
Posiziona trasmettitore e ricevitore in modo che il movimento disturbi più percorsi riflessi e mantienili fissi. Registra modello della scheda, firmware, canale, larghezza, frequenza dei pacchetti, orientamento, distanze e disposizione della stanza.
- Inizia con una stanza, un trasmettitore, un ricevitore e una classe di movimento.
- Acquisisci prima una base della stanza vuota.
- Mantieni fisse le posizioni e annota canale, distanza e orientamento.
- Separa sessioni di addestramento e validazione.
- Usa uno stato sconosciuto per perdita di pacchetti o calibrazione obsoleta.
Calibrazione e test contro i falsi positivi
Registra prima la stanza vuota e poi disturbi normali: ventilatore, porta, tende, climatizzazione o animale. Raccogli camminate a velocità e distanze diverse. Ripeti un altro giorno senza riaddestrare e sposta un mobile per misurare la deriva. Se il sistema funziona solo nella sessione di raccolta, dimostra sensibilità ma non affidabilità generale.
Misura falsi allarmi all'ora, movimenti mancati, ritardo, tempo di ricalibrazione e comportamento durante la perdita di pacchetti. L'interfaccia dovrebbe avvisare quando la base è vecchia o la qualità del segnale non è sufficiente.
- Test di base con stanza vuota e attività ambientale normale.
- Test positivo con persone, percorsi, velocità e distanze diverse.
- Test dei disturbi con ventilatori, porte, animali e apparecchi.
- Test della deriva in un altro giorno, canale o disposizione.
- Test di guasto con nodo scollegato, pacchetti mancanti e calibrazione scaduta.
Privacy, pareti e limiti responsabili
Senza telecamera non significa senza rischi: le misure radio possono rivelare occupazione, routine e attività. Informa le persone, preferisci l'elaborazione locale e limita la conservazione. I dati associati a casa, lavoro o stanza di assistenza sono sensibili.
I segnali attraversano alcune pareti, ma il risultato dipende da materiale, geometria, distanza, frequenza, antenne e interferenze. Una demo di laboratorio non prova che qualsiasi router possa seguire persone in tutto un edificio. Salute, sicurezza ed emergenze richiedono validazione indipendente e spesso un secondo sensore.
- Spiega cosa viene misurato, dove viene elaborato e quanto viene conservato.
- Non dedurre identità, diagnosi o posizione esatta da un semplice punteggio.
- Mostra incertezza e necessità di ricalibrazione.
- Usa sensori certificati per decisioni ad alto impatto.
Riferimenti ufficiali e pratici
FAQ sul rilevamento del movimento tramite WiFi
Un normale router WiFi può rilevare il movimento da solo?
Di solito non in una forma accessibile. La maggior parte non espone il flusso CSI dettagliato; serve un ricevitore, firmware o prodotto compatibile.
Il rilevamento funziona attraverso le pareti?
A volte si misurano variazioni, ma materiale, distanza, geometria, frequenza e interferenze determinano il risultato. Va provato nell'ambiente reale.
Rileva una persona seduta e immobile?
Un rilevatore semplice può smettere di rispondere. La presenza statica richiede caratteristiche più sensibili, più link o un altro sensore.
Basta una scheda ESP32?
Una scheda compatibile può acquisire CSI, ma firmware, sorgente di pacchetti, antenne, filtri, soglie e validazione determinano le prestazioni.
Posso integrarlo con Home Assistant?
Alcuni progetti pubblicano uno stato di movimento. Verifica la scheda e mantieni uno stato sconosciuto in caso di guasto o calibrazione vecchia.
È migliore di un PIR?
Non sempre. Il PIR è economico e affidabile per molti trigger. Il CSI è utile nella ricerca e in percorsi non in vista, ma richiede più calibrazione.