Wi-Pest：利用CSI技术实现高效储粮害虫检测

"Wi-Pest是一种基于CSI的储粮害虫检测方法，旨在提供一种非接触、快速且低成本的检测方案，以解决传统检测方法的不足。这种方法利用无线通信中的信道状态信息（CSI）振幅数据，通过异常值检测、数据预处理、主成分分析（PCA）以及随机森林（RF）分类技术，实现对粮堆内活体害虫密度异常的精准检测。在视距（LOS）环境下，该方法的平均检测精度可达97%。" 在粮食储存领域，害虫是威胁粮食安全的关键因素之一。传统的害虫检测方法往往存在耗时、设备昂贵、可能对健康造成风险以及检测效率低下的问题。为了解决这些问题，研究人员提出了Wi-Pest这一创新技术，它依赖于无线设备在传输数据时的信道状态信息。CSI是无线通信中用来描述信号从发射端到接收端传播过程中受到的影响的数据，包含了丰富的环境信息，包括物体的反射、折射等。 Wi-Pest的工作流程主要包括以下步骤： 1. 异常值检测：首先，系统会对收集到的大量CSI振幅数据进行分析，识别出可能由害虫活动导致的异常变化。 2. 数据预处理：异常值检测后，会对数据进行归一化处理，以消除不同环境下信号强度的差异，同时采用噪声消除技术减少不必要的干扰。 3. 主成分分析：PCA是一种数据降维技术，用于提取最能反映数据变异性的主成分。在这个阶段，PCA将高维度的CSI数据压缩为更低维度的特征向量，这有助于减少计算复杂性，同时保留关键信息。 4. 随机森林分类：最后，通过随机森林算法对处理后的数据进行分类，判断是否存在害虫活动。随机森林是一种集成学习方法，它结合了多个决策树的结果，以提高预测的准确性和稳定性。 实验证明，Wi-Pest在LOS条件下表现出较高的检测精度，平均准确率高达97%，这表明该方法对于实时监测和预防粮食储藏过程中的害虫问题具有很高的潜力。此外，由于其非接触性质，Wi-Pest还能避免对粮食和操作人员的潜在影响，提升了检测的安全性。 Wi-Pest是一种利用现代无线通信技术解决传统粮食害虫检测难题的有效途径，其高精度和低成本特性使其成为未来粮食存储安全监控的重要工具。这种方法的成功实施，有望促进粮食储藏行业的现代化和智能化发展。