Aufbau einer Laborumgebung für WiFi-Sensing und Evaluation medizinischer Anwendungsfälle
| Thesis type | Bachelor Thesis |
| Supervisor | Prof. Dr.-Ing. Erik Krempel |
| Starting date | Ab sofort |
| Skills | Python, Grundlagen Signalverarbeitung |
| Language | Deutsch, Englisch |
| Industry cooperation | nicht möglich |
| Publish date | 2026-10-22 |
Problem and context
WLAN-Signale werden auf ihrem Weg vom Sender zum Empfänger durch Wände, Möbel und Menschen gedämpft, reflektiert und gestreut. Diese Veränderungen lassen sich über die sogenannte Channel State Information (CSI) messen und erlauben Rückschlüsse auf Bewegungen und sogar feinste Vitalfunktionen wie die Atmung, ohne dass ein Gerät am Körper getragen werden muss. Mit dem Standard IEEE 802.11bf wird WiFi-Sensing zudem gerade zu einer offiziellen Funktion zukünftiger WLAN-Geräte.
Im medizinischen und pflegerischen Umfeld eröffnet das spannende Möglichkeiten, etwa zur Sturzerkennung oder zur kontaktlosen Überwachung der Atmung. In der Forschung wurden dazu bereits zahlreiche Verfahren und Open-Source-Implementierungen veröffentlicht. Offen ist jedoch häufig, wie gut sich diese Ergebnisse mit frei verfügbarer Hardware tatsächlich reproduzieren lassen.
Goals
Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau einer reproduzierbaren Laborumgebung für WiFi-Sensing sowie die Evaluation einer bestehenden Anwendung für einen selbst gewählten medizinischen Anwendungsfall. Dazu sollen folgende Aspekte bearbeitet werden:
- Welche Hardware- und Softwareplattformen eignen sich zur Erfassung von CSI-Daten (z.B. ESP32, Raspberry Pi mit Nexmon) und welche Vor- und Nachteile haben sie hinsichtlich Kosten, Genauigkeit und Aufwand?
- Aufbau und Dokumentation einer Laborumgebung, die die Aufzeichnung, Verarbeitung und Visualisierung von CSI-Daten ermöglicht und in zukünftigen Arbeiten weiterverwendet werden kann.
- Auswahl eines medizinischen Anwendungsfalls (z.B. Sturzerkennung oder Atemfrequenzmessung) sowie einer passenden, bereits veröffentlichten Implementierung.
- Reproduktion dieser Anwendung in der eigenen Laborumgebung und Evaluation ihrer Leistungsfähigkeit, beispielsweise in Bezug auf Erkennungsgenauigkeit und Robustheit gegenüber Veränderungen im Raum.
Alle Experimente finden ausschließlich in der Laborumgebung statt. Es werden keine Studien mit Probanden durchgeführt.