一种基于Wi-Fi信号传输的图像识别装置的制作方法

本实用新型一种基于Wi-Fi信号传输的图像识别装置，属于图像识别装置技术领域。

背景技术：

目前，机器对物体形状或图案的识别主要依靠光学视频信号的采集，要求使用摄像头对目标图像进行采集，计算机通过接收图像信号进行识别处理，但在数据采集过程中，摄像头容易受到环境光线变化的影响，采集画质可靠性较低，当光照条件发生变化或摄像头被遮挡则无法对物体进行有效识别，视频采集过程中同时存在侵犯隐私的可能，将不应取得的图像也采集进去；因此，现有视频图像的采集方式有待改进。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于Wi-Fi信号传输的图像识别装置；为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于Wi-Fi信号传输的图像识别装置，包括无线信号发送模块、图像识别服务器、无线信号接收模块，所述无线信号发送模块、无线信号接收模块分别通过通信线缆与图像识别服务器相连；

所述无线信号发送模块通过无线网络与无线信号接收模块无线连接；

所述无线信号发送模块与无线信号接收模块之间的通信区域设置有图像识别区域；

所述图像识别服务器的内部设置有无线信道状态识别模块，可以对无线信号的收发和识别进行控制；

所述无线信号发送模块、无线信号接收模块具体为WIFI通信模块，收发信号具体为MIMO信号；

所述无线信号发送模块和无线信号接收模块的内部结构相同，均包括：中央控制器、无线通信模块、数据存储模块，所述中央控制器通过导线分别与无线通信模块、数据存储模块相连，所述中央控制器的电源输入端与电源模块相连；

所述无线通信模块使用的芯片为通信芯片U1，所述无线通信模块的电路结构为：

所述通信芯片U1的2脚并接电感L2的一端后与电容C7的一端相连，所述电容C7的另一端并接电感L1的一端后与天线E1相连，所述电感L1、L2的另一端均接地；

所述通信芯片U1的3脚并接通信芯片U1的4脚，电阻R27的一端，电容C9的一端，电容C8的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C9的另一端并接电容C8的另一端后接地；

所述通信芯片U1的7脚与电阻R27的另一端相连；

所述通信芯片U1的8脚串接电阻R3后与芯片复位端相连；

所述通信芯片U1的11脚并接电容C11的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C11的另一端接地；

所述通信芯片U1的13脚串接电阻R5后接地；

所述通信芯片U1的14脚串接电阻R6后与3.3V输入电源相连；

所述通信芯片U1的15脚串接电阻R4后与3.3V输入电源相连；

所述通信芯片U1的17脚并接电容C10的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C10的另一端接地；

所述通信芯片U1的25脚、26脚与中央控制器的控制端相连；

所述通信芯片U1的27脚并接电容C2的一端后与晶振X1的一端相连，

所述通信芯片U1的28脚并接电容C1的一端后与晶振X1的另一端相连，所述电容C2的另一端并接电容C1的另一端后接地；

所述通信芯片U1的29脚依次并接通信芯片U1的30脚，电容C5的一端，电容C4的一端，通信芯片U1的1脚，电容C3的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C3、C4、C5的另一端均接地；

所述通信芯片U1的31脚与电阻R2的一端相连；

所述通信芯片U1的32脚并接电阻R1的一端，电容C6的一端后与芯片复位端相连，所述电阻R1的另一端与3.3V输入电源相连，所述电容C6的另一端接地；

所述通信芯片U1的33脚并接电阻R2的另一端后接地。

所述电源模块使用的芯片为稳压器U2，所述电源模块的电路结构为：

所述稳压器U2的8脚并接稳压器U2的7脚、5脚，电容C21的一端，电容C27的一端后与系统输入电源相连；

所述稳压器U2的4脚并接电阻R28的一端后与电阻R29的一端相连；

所述稳压器U2的2脚与电感L4的一端相连，所述电感L4的另一端并接电阻R28的另一端，电容C19的一端，电容C26的一端后与3.3V电源输出端相连；

所述稳压器U2的1脚依次并接稳压器U2的3脚，电容C26的另一端，电容C19的另一端，电阻R29的另一端，电容C27的另一端，电容C21的另一端，稳压器U2的6脚，稳压器U2的9脚后接地。

所述通信芯片U1的型号为ESP8285；所述稳压器U2的型号为ETA3410。

所述图像识别区域内设置有图像信息板。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型提供一种全新的图像采集系统，将需要识别的信息板放置于识别区域中，通过服务器控制相应的信号收发装置进入工作模式，收发装置间可以形成稳定的无线收发链路，其中信号接收模块从接收到的Wi-Fi信号中获取信道状态信息，信息图案特征会影响无线信号的多径传输效果，导致传输路径进行相应的变化，该变化会被记录在信道状态信息中，存入无线信道状态识别模块；经过训练学习并获得图案识别模型，与采集到的信道状态信息进行识别比对，可准确识别信息板上的图案信息；本实用新型克服传统图像采集的缺陷，可在缺少光照的环境下对相应图案目标进行图案识别，且仅使用Wi-Fi信号的信道状态信息进行识别，结构简单，制作成本低，可推广使用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型无线信号收发模块的结构示意图；

图3为本实用新型无线通信模块的电路图；

图4为本实用新型电源模块的电路图；

图中：1为无线信号发送模块、2为图像识别服务器、3为无线信号接收模块、4为图像识别区域、5为中央控制器、6为无线通信模块、7为数据存储模块、8为电源模块。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型一种基于Wi-Fi信号传输的图像识别装置，包括无线信号发送模块1、图像识别服务器2、无线信号接收模块3，所述无线信号发送模块1、无线信号接收模块3分别通过通信线缆与图像识别服务器2相连；

所述无线信号发送模块1通过无线网络与无线信号接收模块3无线连接；

所述无线信号发送模块1与无线信号接收模块3之间的通信区域设置有图像识别区域4；

所述图像识别服务器2的内部设置有无线信道状态识别模块，可以对无线信号的收发和识别进行控制；

所述无线信号发送模块1、无线信号接收模块3具体为WIFI通信模块，收发信号具体为MIMO信号；

所述无线信号发送模块1和无线信号接收模块3的内部结构相同，均包括：中央控制器5、无线通信模块6、数据存储模块7，所述中央控制器5通过导线分别与无线通信模块6、数据存储模块7相连，所述中央控制器5的电源输入端与电源模块8相连；

所述无线通信模块6使用的芯片为通信芯片U1，所述无线通信模块6的电路结构为：

所述通信芯片U1的2脚并接电感L2的一端后与电容C7的一端相连，所述电容C7的另一端并接电感L1的一端后与天线E1相连，所述电感L1、L2的另一端均接地；

所述通信芯片U1的3脚并接通信芯片U1的4脚，电阻R27的一端，电容C9的一端，电容C8的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C9的另一端并接电容C8的另一端后接地；

所述通信芯片U1的7脚与电阻R27的另一端相连；

所述通信芯片U1的8脚串接电阻R3后与芯片复位端相连；

所述通信芯片U1的11脚并接电容C11的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C11的另一端接地；

所述通信芯片U1的13脚串接电阻R5后接地；

所述通信芯片U1的14脚串接电阻R6后与3.3V输入电源相连；

所述通信芯片U1的15脚串接电阻R4后与3.3V输入电源相连；

所述通信芯片U1的17脚并接电容C10的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C10的另一端接地；

所述通信芯片U1的25脚、26脚与中央控制器5的控制端相连；

所述通信芯片U1的27脚并接电容C2的一端后与晶振X1的一端相连，

所述通信芯片U1的28脚并接电容C1的一端后与晶振X1的另一端相连，所述电容C2的另一端并接电容C1的另一端后接地；

所述通信芯片U1的29脚依次并接通信芯片U1的30脚，电容C5的一端，电容C4的一端，通信芯片U1的1脚，电容C3的一端后与3.3V输入电源相连，所述电容C3、C4、C5的另一端均接地；

所述通信芯片U1的31脚与电阻R2的一端相连；

所述通信芯片U1的32脚并接电阻R1的一端，电容C6的一端后与芯片复位端相连，所述电阻R1的另一端与3.3V输入电源相连，所述电容C6的另一端接地；

所述通信芯片U1的33脚并接电阻R2的另一端后接地。

所述电源模块8使用的芯片为稳压器U2，所述电源模块8的电路结构为：

所述稳压器U2的8脚并接稳压器U2的7脚、5脚，电容C21的一端，电容C27的一端后与系统输入电源相连；

所述稳压器U2的4脚并接电阻R28的一端后与电阻R29的一端相连；

所述稳压器U2的2脚与电感L4的一端相连，所述电感L4的另一端并接电阻R28的另一端，电容C19的一端，电容C26的一端后与3.3V电源输出端相连；

所述稳压器U2的1脚依次并接稳压器U2的3脚，电容C26的另一端，电容C19的另一端，电阻R29的另一端，电容C27的另一端，电容C21的另一端，稳压器U2的6脚，稳压器U2的9脚后接地。

所述通信芯片U1的型号为ESP8285；所述稳压器U2的型号为ETA3410。

所述图像识别区域4内设置有图像信息板。

本实用新型包括收发MIMO信号的模块、图像识别服务器和其内置的无线信道状态识别模块，所述收发MIMO信号的模块与服务器通过现场通信总线连接，所述识别模块采用机器学习方法训练而成的模型，该模型利用Wi-Fi信号的无线信道状态信息对识别区域的图像形状图案进行识别；所述图像识别区域内设置有雕刻成型的塑料数字板，塑料数字板也可替换为其它介质材料如金属材料的数字板，识别特征也可以是其它物体自身具备的物理化学性质，或其数量。

工作时，服务器通过现场通信总线对收发MIMO信号的模块进行工作模式设置，将无线信号发送模块设置为信号发送模式，无线信号接收模块设置为信号接收模式，该工作模式可以根据实际应用环境进行切换。

服务器对无线信号发送模块发出工作指令后，无线信号发送模块开始发送Wi-Fi信号，信号经过图像识别区域时，由于数字板的形状不同，信号的多径传播路径会发生改变，这些改变将被记录在信道状态信息中，并存入无线信道状态识别模块。

所述无线信号接收模块接收到无线信号发送模块发送的信号后将从中获取信道状态信息，并将获取到的信道状态信息发送给图像识别服务器，所述图像识别服务器在接收到数据后将调用无线信道状态识别模块对数据进行处理识别，并输出识别结果。

所述收发MIMO信号的模块由工控机改造而成，其主要由中央处理器、存储模块、接口模块、电源模块和无线通信模块组成；

所述无线通信模块具体为Wi-Fi通信模块，采用芯片型号为ESP8285的无线网卡，对外可以设置多根通信天线，实现多重信号的多路径传输；所述无线通信模块获取信道状态信息后将其记录在文件中，并保存在数据存储模块7中，所述电源模块8为整个模块设备供电；另外收发MIMO信号的模块可以通过RJ45接口与服务器有线连接。

本实用新型在使用前，需要对服务器进行识别模型的学习，通过收发MIMO信号的模块采集不同数字对应的训练样本，并逐一对其进行标注得到样本数据集，然后分别采用神经网络（NN）和支持向量机（SVM），对样本图像数据集进行训练，得到识别模型，并经过多次迭代训练，得到检测效果最优的识别模型。

所述收发MIMO信号的模块采集的数据为Wi-Fi信号的信道状态信息；在无线信号传输过程中，环境的变化会使无线信道呈现出差异化的特点，一般用信道脉冲响应（CIR）对其进行描述，对信道脉冲响应进行快速傅立叶变换（FFT）可以得到信道频率响应（CFR）；每个识别数字的形状存在差异，因此无线信号经过数字板后，多径传输的路径就会发生改变，信道脉冲响应随之改变，可以获得信道频率响应的采样值信息，通过信道状态信息可以判断当前空间内的信道状态，准确识别数字类型。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。