ĐẠI HỌC QUÓC GIA TP. HÒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYÈN THÔNG THÁI HOÀNG LONG - 18521056 KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP PHƯƠNG PHAP NHAN DIEN HANH ĐỘNG CUA CON NGƯỜI DỰA VÀO TIN HIEU SONG WI-FI VA CAC MO HÌNH HỌC MAY A FRAMEWORK FOR HUMAN ACTIVITY RECOGNITION USING WI-FI SIGNAL AND MACHINE LEARNING MODELS KY SƯ NGÀNH MẠNG MAY TÍNH VA TRUYEN THONG DU LIEU TP. HO CHi MINH, 2023 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HÒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA MẠNG MAY TÍNH VÀ TRUYEN THONG THAI HOANG LONG- 18521056 KHOA LUAN TOT NGHIEP PHƯƠNG PHAP NHAN DIỆN HANH DONG CUA CON NGƯỜI DUA VÀO TÍN HIEU SONG WI-FI VA CAC MO HÌNH HỌC MAY A FRAMEWORK FOR HUMAN ACTIVITY RECOGNITION USING WI-FI SIGNAL AND MACHINE LEARNING MODELS KY SƯ NGÀNH MẠNG MAY TÍNH VA TRUYEN THONG DU LIEU GIANG VIEN HUONG DAN TS.
NGUYEN TAN HOANG PHUOC TP. HO CHi MINH, 2023 DANH SÁCH HỘI ĐÒNG BẢO VỆ KHÓA LUẬN Hội đồng chấm khóa luận tốt nghiệp, thành lập theo Quyết định số. của Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghệ Thông tin.ẼẼằẼ ỀšẼšẼ Ằă& — Chủ tịch. PA ETE E ESTE ESTO TTS OESOTIOSTESSSTSOIIOS — Thu ky.
Boece ——— — Ủy viên. een eneee — Ủy viên. HÒ CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc Lập — Tự Do - Hạnh Phúc CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TP. HCM, ngày tháng năm 2023 NHAN XÉT KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP (CUA CAN BO HUONG DAN) Tên khóa luận: PHƯƠNG PHÁP NHẬN DIỆN HÀNH ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI DỰA VÀO TÍN HIỆU SÓNG WI-FI VÀ CÁC MÔ HÌNH HỌC MÁY Nhóm SV thực hiện: Cán bộ hướng dẫn: Thái Hoàng Long - 18521056 TS.
Nguyễn Tan Hoàng Phước Đánh giá Khóa luận 1. Về cuôn báo cáo: Số trang Số chương Số bảng số liệu Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo Sản phẩm 4. Về thái độ làm việc của sinh viên: Đánh giá chung: Điểm từng sinh viên: Thái Hoàng Long: /10 Người nhận xét (Ký tên và ghi rõ họ tên) ĐHQG TP. HÒ CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc Lập — Tự Do — Hạnh Phúc CÔNG NGHE THONG TIN TP.
HCM, ngay tháng năm 2023 NHAN XET KHOA LUAN TOT NGHIEP (CUA CAN BO PHAN BIEN) Tên khóa luận: PHƯƠNG PHÁP NHẬN DIỆN HÀNH ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI DỰA VÀO TÍN HIỆU SÓNG WI-FI VÀ CÁC MÔ HÌNH HỌC MÁY Nhóm SV thực hiện: Cán bộ phản biện: Thái Hoàng Long - 18521056 Đánh giá Khóa luận 1. Về cuốn báo cáo: Số trang Số chương Số bảng số liệu Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo Sản phẩm 4. Về thái độ làm việc của sinh viên: Đánh giá chung: Điểm từng sinh viên: Thái Hoàng Long : /10 Người nhận xét (Ký tên và ghi rõ họ tên) ĐHQG TP. HO CHÍMINH CONG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc Lập — Tự Do - Hạnh Phúc CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TP.
HCM, ngày tháng năm 2023 ĐÈ CƯƠNG ĐÈ TÀI LUẬN VĂN KỸ SƯ 1. Tên dé tài hoặc hướng NC Tên tiếng Việt: Phương pháp nhận diện hành động của con người dựa vào tín hiệu sóng Wi-Fi và các mô hình học máy Tên tiếng Anh: A framework for human activity recognition using Wi-Fi signal and machine learning models 2. Ngành và mã ngành dao tao Ngành: Mạng máy tính và truyền thông dữ liệu (CLC) Mã ngành: 7480102_CLCA 3. Họ tên học viên thực hiện đề tài, khóa - đợt học Họ tên sinh viên: Thái Hoàng Long MSSV: 18521056 Người hướng dẫn: TS.
Nguyễn Tan Hoàng Phước Dia chỉ email: phuocnth @uit.vn Điện thoại: 0905111500 4. Tổng quan tình hình NC Các nghiên cứu trong những năm gần đây đã cho thấy sóng vô tuyến có thể áp dụng vào bài toán nhận diện hành vi con người. Trong đó, các nghiên cứu đã khám phá ra được việc sử dụng thông tin trạng thái kênh truyền (Channel State Information — CSI có thể nhận diện được các hoạt động của con người [1]. Bằng việc trích xuất CSI từ tín hiệu Wi-Fi khi người thực hiện các hành động giữa thiết bị thu và phát tin hiệu, các dao động thu được trong chính là đặc trưng cho hành động con người.
Hiện nay, với sự phô biến rộng rãi của các thiết bị Wi-Fi thương mại, việc nghiên cứu phương pháp nhận diện hành động con người dựa trên tín hiệu sóng Wi-Fi là tiền đề để phát triển các ứng dụng nhận diện bằng sóng thay cho các thiết bị camera giám sát hiện nay. Với các ưu điểm riêng khi dùng sóng vô tuyến và khả năng tận dụng các cơ sở hạ tầng sẵn có, việc này giúp tiết kiệm cho vấn đề về chỉ phí xây dựng hệ thống. Bên cạnh đó, các khó khăn trong việc sử dụng sóng Wi-fi để nhận diện hành vi con người van tồn tại như: tín hiệu gặp các tác động trong quá trình thu thập mẫu dữ liệu bao gồm nhiễu hay phản xạ từ tường, trần nhà đối với môi trường trong nhà cũng như các vật thé xung quanh nơi thu thập dữ liệu. Đề giải quyết các vấn đề đó, cần đề xuất thuật toán tiền xử lý (pre-processing), sau đó đưa dữ liệu vào các mô hình học máy/ học sâu để đánh giá và phân loại dữ liệu và chọn ra thuật toán tối ưu phù hợp nhất.
Nghiên cứu cũng hướng đến việc triển khai mô hình dé nhận diện hành động con người dựa trên thời gian thực, nhằm tạo tiền đề để tạo ra các ứng dụng áp dụng được vào thực tiễn. Các ứng dụng có thê ké đến: điều khiển thiết bị ở các hộ gia đình, cơ sở vật chất nơi công cộng: nhận diện hành vi nhằm giám sát, phát hiện các hành vi hoặc hành động xâm nhập ở các khu an ninh; theo dõi sức khỏe con người. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5. Mục tiêu Trong khóa luận nay, các mục tiêu hướng tới bao gồm: - Nghiên cứu phương pháp nhận diện hành vi con người dựa trên tín hiệu Wi- Fi và lựa chọn các mô hình học sâu để đánh giá và đưa ra kết quả với độ chính xác cao trong việc phân loại hành động.
- _ Tìm ra phương pháp tối ưu và phù hợp nhất dé phát triển và xây dựng mô hình dùng để phân loại hành động theo thời gian thực. Đối tượng nghiên cứu Dựa vào các mục tiêu trên, dé tài sẽ nghiên cứu chủ yếu về các đối tượng như sau: -_ Nghiên cứu về những mô hình học sâu có khả năng phân loại hành động. - Nghiên cứu về thiết bi Software Define Radio dé tạo ra bộ thu phat tín hiệu Wi-Fi. - Tim hiểu về Python, Google Colab và phan mềm như GNURadio dé xây dựng bộ dữ liệu phục vụ cho việc xây dựng bộ dữ liệu và đánh giá kết quả nhận diện hành động con người.
Phạm vi nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu còn bao gồm: - Các kỹ thuật học sâu: Áp dụng cho việc phân tích hành động con người nhằm nâng cao độ chính xác trong việc phân loại hành động. - Tập dataset nghiên cứu: WiAR [1] và UIT_Flextension tự xây dựng trong khóa luận. Nội dung, phương pháp Nội dung 1: Tìm hiểu và làm quen với các khái niệm liên quan đến đề tài.
© Mục tiêu: Xác định các dé tài đã và dang được triển khai liên quan đến đề tài nghiên cứu, nhằm xác định ưu điểm, nhược điểm của các nghiên cứu và rút ra kinh nghiệm cho đề tài khóa luận của bản thân. e Phuong pháp: - Đọc các tài liệu, bài báo liên quan đến dé tài dang hướng đến. - Phan tích các công nghệ, giải pháp sử dụng trong các đề tài đó dé nắm được các đặc điểm thông qua các tài liệu đã tìm hiểu. Nội dung 2: Tìm hiểu thiết bị sử dụng trong đề tài và các phần mềm liên quan.
e Mục tiêu: Xác định thiết bị và cách sử dụng trong đề tài (USRP, Anten Wi-Fi) Tìm hiểu về các phần mềm sử dụng trong đề tài và cách hoạt động (GNURadio, Matlab) ¢ Phuong pháp: Tìm hiểu và tham khảo các nghiên cứu đã thực hiện được công bé trước đây và các nghiên cứu đang thực hiện có liên quan đến dé tài 10 về nhận diện hành vi con người dựa trên sóng Wi-Fi, sau đó nhận định các thành phần đề xây dựng bộ dữ liệu bao gồm: - _ Thiết bị SDR (USRPB200) và anten Wi-Fi dùng dé thu phát tín hiệu. - Máy tính được triển khai phần mềm GNURadio với các gói cai đặt gr- ieee802.11 theo chuẩn a/g/p và gr-foo bao gồm các block hỗ trợ xây dựng bộ thu phát tín hiệu. Thực hiện hệ thống: - _ Xây dựng hệ thống thu phát tín hiệu bao gồm cách bó trí hệ thống, vi trí đặt thiết bị thu phát, sử dụng loại anten nào, phát ở tần số nào. - Tìm hiểu về GNURadio, cách vận hành, xây dựng mô hình thu phát tín hiệu Wi-Fi trên GNURadio dé thực hiện xây dựng bộ dit liệu.
Nội dung 3: Nghiên cứu và đề xuất mô hình học sâu và các phương pháp xử lý đữ liệu. e Muc tiêu: Cải thiện hiệu năng hệ thống bằng việc nghiên cứu và đề xuất mô hình học sâu phù hợp (CNN, MLP) và các phương pháp xử lý tín hiệu đề tăng độ chính xác trong việc phân loại hành động. e Phuong pháp: - Tim hiểu các mô hình học sâu và cách xây dựng model học sâu. - _ Xây dựng bộ dữ liệu: nghiên cứu va thu thập dataset dùng cho việc train và test model.
- _ Nghiên cứu thuộc tính của bộ dữ liệu sau đó đề xuất thuật toán tiền xử lý. - Dán nhãn dữ liệu và đưa ra lựa chọn model phù hợp tối ưu nhất với độ chính Xác cao. Nội dung 4: Xây dựng mô hình thực hiện nhận diện hành vi con người bằng sóng Wi-Fi dựa trên thời gian thực trên Cloud Computing. © Muc tiêu: Xây dựng một hệ thống dé đánh giá kết quả của đữ liệu thu được và hiển thị loại hành động tương ứng của con người bằng sóng Wi-Fi dựa trên thời gian thực với Ngrok.
11 se Phương pháp: - _ Tìm hiểu về Ngrok - Day đữ liệu từ local lên server, dữ liệu đã đưa vào các mô hình học sâu, sau đó đánh giá và server sẽ trả về kết quả phân loại hành động với thời gian và độ trễ không quá lệch so với thời gian thực. Kết quả mong đợi - Kết quả phân loại hành động đạt độ chính xác cao. - Hệ thống có thé đưa ra kết quả dựa trên thời gian thực với độ trễ thấp, từ đó có thể phát triển thành ứng dụng cho phương pháp nhận diện hành vi con người dựa trên sóng Wi-Fi 8.