La detección de Wi-Fi agrega detección de movimiento y detección de gestos a su red inalámbrica


Este artículo es parte de la serie Technology Insight que fue posible gracias a los fondos de Intel.

Con los últimos sistemas de cámaras inteligentes y sus potentes aplicaciones de análisis, el mercado de cámaras de videovigilancia crecerá a $ 44 mil millones para 2025, según IDC. No importa cuántas características interesantes incorporen estos dispositivos, muchos consumidores conscientes de la privacidad se sienten más cómodos estando en guardia afuera en lugar de mirarlo.

La detección de Wi-Fi ofrece una alternativa convincente para realizar un seguimiento de los niños después de la escuela, cuidar a los parientes mayores de forma remota y recopilar mediciones biométricas con un poco de anonimato. Al procesar señales de la gran cantidad de dispositivos Wi-Fi que envían y reciben a su alrededor, Wi-Fi Discovery detecta cambios en el entorno. Dependiendo de la aplicación, estos cambios pueden incluir movimiento cuando no hay ninguno y activar una alerta de seguridad. O si no hay movimiento si la abuela se muda, se puede enviar una notificación a su supervisor.

La tecnología detrás de la detección de Wi-Fi es relativamente nueva y no existen estándares para su implementación. Como resultado, las brechas en la infraestructura actual limitan las capacidades de descubrimiento de Wi-Fi y dejan mucho valor sin explotar esperando el consenso de la industria. Los enfoques actuales para la detección de Wi-Fi, como la plataforma Aura de Cognitive System de 2017 y la plataforma Linksys Aware, han demostrado que la tecnología funciona. Sin embargo, lo mejor está por llegar.

PUNTOS CLAVE

  • La detección de Wi-Fi se basa en los mecanismos que ya se utilizan en las redes inalámbricas para detectar cambios ambientales.
  • Los posibles casos de uso para la detección de Wi-Fi son: detección de movimiento / presencia, seguridad, cuidado de personas mayores, automatización del hogar y detección de gestos.
  • Actualmente se está trabajando en la estandarización de la detección de Wi-Fi, que allanará el camino para una mayor funcionalidad, interoperabilidad y confiabilidad.

La detección de Wi-Fi convierte su red inalámbrica en una matriz de radar.

Un estudio de Deloitte de 2019 encontró que un promedio de 11 dispositivos están conectados en los hogares estadounidenses. Las radios en estos dispositivos generalmente envían y reciben información desde un punto de acceso central, creando una topología en estrella.

  Una implementación casera ejemplar puede tener un punto de acceso o múltiples AP en una configuración de red. No todos los dispositivos de la red tienen que ser compatibles con Wi-Fi.

Arriba: Una implementación doméstica de muestra puede tener un punto de acceso o varios AP en una configuración de malla. No todos los dispositivos de la red tienen que ser compatibles con Wi-Fi.

El descubrimiento de Wi-Fi detecta cambios ambientales entre dispositivos. Por ejemplo, si cruza la ruta de comunicación de un enrutador WiFi y una consola de juegos, un agente que se ejecuta en el enrutador puede detectar la interferencia y, como un radar, determinar su ubicación, tamaño, etc.

Se ha agregado cada cliente. La red ofrece posibilidades adicionales para recopilar datos ambientales. Y, por supuesto, todas estas mediciones de adquisición deben ser procesadas por un dispositivo con suficiente potencia informática. Los puntos de acceso o incluso los servidores de borde / nube funcionan bien para este propósito.

  Un sistema de detección de Wi-Fi típico consta de tres componentes principales: una radio Wi-Fi, un agente de software para el procesamiento de señales y una capa de aplicación giratoria que convierte información sensible al contexto en servicios / funciones.

Arriba: Un sistema de detección Wi-Fi típico consta de tres componentes principales: una radio Wi-Fi, un agente de software para el procesamiento de señales y una capa de aplicación que convierte la información sensible al contexto en servicios / funciones de información contextual.

En respuesta a la necesidad de activar tecnologías sin contacto, el grupo de trabajo IEEE 802.11 está trabajando en un cambio en el estándar para admitir la detección de Wi-Fi en las bandas de frecuencia de 2.4, 5, 6 y 60 GHz. Las aplicaciones que no dependen de la resolución, pero que requieren un cierto rango, se sirven mejor en las bandas de 2,4, 5 y 6 GHz. Por el contrario, la resolución fina requerida para el reconocimiento de gestos es adecuada para señales de ondas milimétricas.

¿Cómo se usa el descubrimiento de Wi-Fi?

La ubicuidad de Wi-Fi hace que la tecnología sea una plataforma atractiva para nuevas oportunidades comerciales.Ya existen varios casos de uso interesantes para descubrir redes Wi-Fi.

La vigilancia doméstica es posiblemente la implementación más simple de detección de Wi-Fi. De hecho, ya está disponible a través de Linksys 'Aware, un complemento de $ 3 por mes para los sistemas de malla Velop de la compañía. Aware ofrece sensibilidad ajustable, horarios programables para limitar las notificaciones externas y un historial registrado. Si algo se mueve entre dos de los nodos de Velop y su configuración de sensibilidad es correcta, se le notificará a través de la aplicación Linksys.

La detección de movimiento a través de un servicio como Aware es relativamente fácil en comparación con los casos de uso más avanzados para la detección de Wi-Fi. Sin embargo, tenga en cuenta que Linksys incorpora esta funcionalidad al hardware inalámbrico existente, no a un chipset diseñado con el descubrimiento en mente. Y en comparación con el hardware inicial y los costos de suscripción mensual de un sistema de seguridad, la detección de Wi-Fi es notablemente asequible.

A medida que avanza la detección de Wi-Fi, el rendimiento de la tecnología mejorará para que se puedan detectar movimientos más sutiles desde un mayor número de fuentes y luego determinar sus ubicaciones. Entonces, los usos potenciales se vuelven realmente salvajes.

Por ejemplo, preste atención a los ancianos. Agregar sensores a una red Wi-Fi existente protege la privacidad de los residentes ya que no están frente a la cámara y les da más independencia. Al mismo tiempo, los algoritmos de aprendizaje automático, alimentados por datos de detección de mayor resolución, distinguen entre personas que se sientan a ver telenovelas o que se caen accidentalmente.

¿Qué tal la automatización del hogar? Las luces conectadas, el audio de varias habitaciones y los sistemas de aire acondicionado podrían cobrar vida y luego apagarse cuando los miembros de la familia entran y salen de las habitaciones, todo sin el costo o la complejidad de los sensores infrarrojos pasivos para la detección de movimiento.

Los casos de uso de activación y desactivación son similares en concepto. Los dispositivos electrónicos de consumo con radios Wi-Fi pueden detectar un usuario cercano y encenderse desde el modo de espera. El mismo mecanismo puede bloquear un dispositivo si un usuario que inició sesión migra. Habilitar ambas funciones sería una bendición para la duración de la batería y la seguridad de los dispositivos móviles.

El grupo de IoT de Intel está particularmente interesado en ver la aplicación de la detección a la industria hotelera. "En un hotel, el servicio de limpieza va de puerta en puerta, verificando la ocupación antes de dar servicio a cada habitación", dice el Dr. Carlos Cordeiro, CTO de conectividad inalámbrica en Intel y personal de IEEE. "Pero imagínese si tuviera la capacidad de usar su infraestructura Wi-Fi para saber si alguien estaba en la habitación sin ser invasivo". La idea aquí sería utilizar los recursos de limpieza de manera eficiente, no molestar a los huéspedes y mantener la privacidad.

Con suficiente resolución, el reconocimiento de Wi-Fi se puede utilizar incluso para el reconocimiento de gestos, que mueve muchos de los controles táctiles actuales, especialmente en lugares públicos. No hace falta decir que con COVID-19 todos conocen exactamente las superficies comunes. Por lo tanto, existe una necesidad inmediata de alternativas sin contacto a los torniquetes del metro, los botones de los ascensores y los quioscos de los aeropuertos.

  En los mercados corporativos, residenciales y minoristas, existen numerosas oportunidades para casos de uso basados ​​en radares, alcance y sensores que pueden aprovechar el Wi-Fi para más que comunicación.

Arriba: En los mercados corporativos, residenciales y minoristas, existen numerosas oportunidades para casos de uso basados ​​en sensores, rango y radar que Wi-Fi puede hacer para algo más que comunicación.

Crédito de la foto: Intel

¿Qué necesitamos para habilitar el descubrimiento de Wi-Fi?

Antes de que podamos controlar nuestros dispositivos con hematomas, movimientos de limpieza y ondas, la detección Wi-Fi tiene que experimentar un renacimiento. Actualmente, es posible un número limitado de casos de uso con hardware estándar basado en estándares inalámbricos existentes. Sin embargo, existen brechas en la tecnología que deben salvarse mediante un esfuerzo más amplio de toda la industria.

Estos esfuerzos ya se están trabajando. El año pasado, Wireless Broadband Alliance publicó un documento técnico que describía los componentes básicos para la creación de sistemas de detección de Wi-Fi. Parte del análisis realizado por Cognitive Systems, Intel y el Centro para el Desarrollo de la Telemática (CDOT) brindó orientación sobre cómo abordar las lagunas obvias.

Por ejemplo, los protocolos PHY (capa física) de Wi-Fi ya llevan ciertas medidas para su detección por parte del entorno. Sin embargo, estas medidas no fueron diseñadas precisamente para las aplicaciones a las que apunta el descubrimiento de Wi-Fi. Si un estándar futuro pudiera especificar datos de medición adicionales, la precisión de detección mejoraría. Mientras tanto, la eficiencia de la tecnología se beneficiará si las funciones de detección de cada dispositivo están disponibles en el nivel MAC (control de acceso medio).

Junto con un puñado de otras mejoras orientadas al hardware sugeridas en la publicación de WBA, también se recomiendan API estandarizadas (interfaces de programación de aplicaciones), consideraciones de seguridad y pruebas de interoperabilidad.

"Durante los últimos 20 años, Wi-Fi se ha utilizado principalmente como un servicio de comunicaciones", dice Chris Beg, arquitecto principal de señales mixtas en Cognitive Systems. “La detección es complementaria, pero un uso de Wi-Fi completamente diferente. Como resultado, existe una brecha en la prueba de las funciones de descubrimiento de Wi-Fi en términos de conocimiento, procedimientos y herramientas. Para superar estas limitaciones, Cognitive se dio cuenta desde el principio de que se necesitaría la colaboración de la industria y el soporte estándar. “

La estandarización es clave para el futuro de la detección de Wi-Fi.

Los estándares actuales y las plataformas Wi-Fi adherentes limitan el alcance de la detección de Wi-Fi. Sin embargo, los sistemas de vigilancia para el hogar como Linksys 'Aware están demostrando la viabilidad de la tecnología antes de que despeguen las promesas dinámicas. Ahora, el trabajo que Cognitive Systems, Intel y el CDOT han realizado en su libro blanco parece estar dando sus frutos.

Cognitive & # 39; s Beg continúa: “Poco después de la publicación, comenzó una gran dinámica dentro de la comunidad IEEE 802.11 con la identificación e identificación de un grupo de interés temático seguido de un grupo de estudio. Es de esperar que a finales de este año se forme el Grupo de Trabajo (802.11bf) que será responsable de definir el soporte de estándares 802.11 requerido para lograr tanto los casos de uso actuales como las aplicaciones futuristas. “

Empresas como Cognitive Systems, según Cordeiro de Intel, deben ser elogiadas por controlar el descubrimiento de Wi-Fi con hardware existente. Sin embargo, es necesario hacer más para que el mercado se recupere realmente. "Trabajar con estándares es importante porque encontramos las soluciones adecuadas a nivel de radio, protocolo y API para que las innovaciones sean posibles".

  Combinando datos de medición del acelerómetro, sensor de luz, sensor de computadora portátil, giroscopio y radio de ondas milimétricas Habilite el análisis de salud y las capacidades de monitoreo de condición remota

Arriba: La combinación de datos de medición del acelerómetro, sensor de luz, giroscopio y radio de ondas milimétricas de una computadora portátil podría habilitar funciones para análisis de salud y monitoreo remoto del estado de salud. [19659013] Dado que todo está funcionando ahora, todos pasamos más tiempo frente a los dispositivos conectados. Imagínese si la PC frente a la que trabaja y juega pudiera medir su frecuencia cardíaca y respiratoria, evaluar sus niveles de estrés y recordarle que debe tomar descansos. “A la gente le gustan estos casos de uso”, continúa Cordeiro. “Tenemos estos dispositivos Wi-Fi para la comunicación. Pero observe todos los otros casos de uso que van más allá de la comunicación y cómo benefician a la sociedad. Para que podamos llevar esto al mercado a gran escala con la confiabilidad y calidad adecuadas, la industria debe unirse. Esto se hace mediante el proceso de estandarización. “

Se espera que el descubrimiento de Wi-Fi se convierta en un concepto más popular a medida que continúa la estandarización. Más recientemente, Cognitive Systems y sus socios de WBA definieron un proyecto de fase dos para el grupo de detección de Wi-Fi que desarrolló un método de prueba para el descubrimiento de Wi-Fi y el monitoreo del hogar. El grupo ha definido varios KPI que se pueden usar para evaluar un sistema y algunos procedimientos de prueba sobre cómo se pueden medir. Dado que la detección es una aplicación Wi-Fi completamente diferente, el grupo espera que este trabajo constituya la base para las pruebas y la eventual certificación de un sistema de sensores Wi-Fi.

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