OpenWrt Wi-Fiセンシング

Japanese article

はじめに

本ツールについて

OpenWrtルーターを利用してWi-Fiセンシングの検証をしています

ライセンス

• MITライセンス（商用利用可）/ GPLv2（OpenWrt部分）
  詳細: LICENSE

初心者対応構成

• Windowsからの導入手順
• スクリプトでの自動設定
• UCI (ttyd)、Webコンソール (LuCi)、ファイラー (SFTP)にて比較作業がおススメ

Wi-Fiセンシング

Spectral ScanとCSIの違い

Spectral Scan：
FFT（Fast Fourier Transform）で周波数スペクトル解析、干渉検知・チャネル最適化に使用

CSI（Channel State Information）:
サブキャリアごとの振幅・位相データ、Wi-Fiセンシング（モーショントラッキング・人感検知）に使用

Spectral Scan と CSI は別物：
Spectral Scanは振幅のみ（I+Q）で位相情報は失われますが、CSIは振幅と位相の両方を含む複素数データです

Spectral Scan

IPQ9574

• テスト機器：
  Velop WRT Pro 7
  QSDK 19.07-9
  ath11kについて

• 動作確認
  athssd起動（バックグラウンド）

#WIFI_NUM=0  # 2.4GHz
#WIFI_NUM=1  # 5GHz
WIFI_NUM=2  # 6GHz
mkdir -p /tmp/aios2
killall athssd
athssd -i wifi$WIFI_NUM -j ath${WIFI_NUM}0 -s 0 -d > /tmp/aios2/spectral.log 2>&1 &
# RSSI値をリアルタイム監視
tail -f /tmp/aios2/spectral.log | grep -i "rssi\|interference"

# ログ確認
cat /tmp/aios2/spectral.log
# 停止：`Ctrl+C`

• スクリプトテスト

opkg update && opkg install coreutils-stdbuf

mkdir -p /tmp/aios2
cat > /tmp/aios2/wifi_motion.sh << 'EOF'
#!/bin/sh
# Wi-Fiセンシング モーション検知

#WIFI_NUM=0  # 2.4GHz
#WIFI_NUM=1  # 5GHz
WIFI_NUM=2  # 6GHz

THRESHOLD=5
PREV_RSSI=0

# クリーンアップ
killall athssd
spectraltool -i wifi$WIFI_NUM stopscan
sleep 1

# モーション検知開始
stdbuf -oL athssd -i wifi$WIFI_NUM -j ath${WIFI_NUM}0 -s 0 -d 2>&1 | while read line; do
    echo "$line"
    
    if echo "$line" | grep -q "RSSI"; then
        RSSI=$(echo "$line" | grep -o 'RSSI [0-9]*' | awk '{print $2}')
        
        if [ ! -z "$RSSI" ]; then
            DIFF=$((RSSI - PREV_RSSI))
            [ $DIFF -lt 0 ] && DIFF=$((DIFF * -1))
            
            if [ $DIFF -gt $THRESHOLD ]; then
                echo ">>> モーション検知! RSSI変化: $DIFF"
            fi
            
            PREV_RSSI=$RSSI
        fi
    fi
done
EOF

chmod +x /tmp/aios2/wifi_motion.sh
/tmp/aios2/wifi_motion.sh
# 停止：`Ctrl+C`

• 結果：
  athssdを動作確認 (QCA独自)
  Wi-Fi干渉検出が可能（RSSI値取得）
  2.4GHz、5GHz、6GHzで検出

• athssdの問題点：

  • Wi-Fi通信も「干渉」として検出される
    クライアントPCとの通信
    他のWi-Fiデバイス
    データ転送時のRSSI変化

  • 真のモーション検知ではない
    電波環境全体の変化を見ているだけ
    人の動きと通信を区別できない

• 結論：
  athssdは周波数スペクトルの解析で、Wi-Fi通信も干渉として検出してしまう
  Wi-Fi通信による干渉を検出しているだけで、真のモーション検知にはなりえない
  メッシュ構成で三角測量の可能性あるだろうが、やはりセンサー機器としての精度は期待出来そうにない

mt7996

• テスト機器：
  BPI-R4
  OpenWrt 25.12.0-rc3

• 動作確認

mkdir -p /tmp/aios2
# BPI-R4 (mt7996) はphy0.2-ap0で3帯域統合取得
while true; do
    iw dev phy0.2-ap0 survey dump | grep -i "noise\|busy\|receive"
    sleep 1
done

CSI

mt7981

• テスト機器：
  未取得
  Mediatek ベースの Wi-Fi チップセットの CSI 抽出
  GUI 可視化機能を備えた CSI UDP クライアント

• MtkCSIdumpのインストール
  MtkCSIdumpプロジェクトを使ってMediaTekチップセットからCSIを抽出

PKGS="tcpdump netcat"

# パッケージマネージャー判定してインストール
command -v opkg && opkg update && opkg install $PKGS 2>/dev/null
command -v apk && apk update && apk add $PKGS 2>/dev/null

あとがき

CSIは該当機種を手に入れたらテストしよう