乐鑫代理商飞睿科技揭秘CSI，让ESP32芯片具有“感知力”

没有雷达、没有摄像头，甚至没有专用定位系统，仅靠一颗 ESP 芯片作为发射端，地面八颗芯片组成接收阵列，就能实时获取无人机的位置与高度。支撑这一能力的，是 Wi-Fi 协议中一项被低估的底层机制 ——CSI（Channel State Information，信道状态信息）。Wi-Fi，不止能传数据，也能感知空间。

一、什么是CSI？

在无线信号传输过程中，Wi-Fi 信号并非笔直地从发射端直达接收端，而是会受到周围环境的影响。墙壁、家具、甚至人体都会反射、折射或遮挡信号，使信号发生扭曲和衰减。

为了保证数据的准确传输，Wi-Fi 协议设计了“导频”机制——在发送的数据中插入已知的参考信号，供接收端对比和校正。接收端通过比对导频信号的理想状态与实际接收到的信号，能够判断信号在传播过程中经历了哪些变化。这些变化的细节信息，就称为信道状态信息（CSI）。

简单来说，CSI 是对无线信号在频域上更细粒度的描述，比传统的信号强度指标（RSSI）包含更多维度的数据。通过分析 CSI，设备能够感知到信号路径的微小变化，进而“感知”周围环境的动态。

相比于其他无线感知技术如毫米波雷达和超宽带（UWB），基于 CSI 的感知有以下明显优势：

成本更低：CSI 直接利用现有 Wi-Fi 芯片硬件，无需额外传感器或复杂设备，极大降低了硬件成本。

功耗更小：相比高频雷达设备，Wi-Fi 芯片功耗更低，适合大规模部署和低功耗应用。

感知范围更广：Wi-Fi 信号覆盖范围广泛，能在更大空间内实现感知，不受视距限制。

抗干扰能力强：Wi-Fi 具有较强的穿透能力和信号稳定性，尤其在非视距（NLoS）环境下，依然能保持良好感知效果。

正是这些优势，使得基于 CSI 的无线感知技术具备极大的应用潜力，成为连接通信与智能感知的重要桥梁。

二、ESP--CSI

在无线感知应用中，芯片本身的射频性能对 CSI 的精度和稳定性至关重要。ESP32-C5 和ESP32-C6 作为乐鑫新一代 Wi-Fi 芯片，在硬件层面针对 CSI 场景进行了多项优化：

射频电路优化，显著提升了 CSI 的接收灵敏度，同时降低静态噪声，提升微弱信号变化的可观测性；

支持 5 GHz CSI，相比传统 2.4 GHz 通道，具备更高的抗干扰能力和更细粒度的感知分辨率；

为了进一步提升感知精度，ESP-CSI 还引入了多项底层增强特性：

支持固定增益模式，避免 Wi-Fi 默认的自动增益机制掩盖 CSI 波动，从物理层减少测量干扰；

在多芯片协同应用中，采用共晶振设计实现多个芯片之间的时钟级同步，使系统具备毫米级空间分辨能力，为高精度感知提供基础保障。

三、应用场景

传统感知技术常常依赖视距直达、无遮挡的环境条件，而基于 CSI 的无线感知能力则突破了这一限制，不仅可以“看见”空间中的目标，还能“感知”环境中的细微变化。

非视距感知：穿墙而“视”

Wi-Fi 信号天然具有一定的穿透能力，CSI 则能精细刻画信号在复杂路径中的变化。即使目标处于墙体或障碍物后方，CSI 依然能通过分析信号反射路径上的细微扰动，完成对目标位置的感知。

这意味着，感知系统不再依赖开阔空间和视线直达。在室内环境中，无论是房间隔断还是实体墙体，都无法阻止 CSI 对目标动态的精准捕捉。

微动作感知：毫厘之间，亦可感知

CSI 对环境变化极其敏感，哪怕是轻微的动作——例如手指的摆动、头部的转动，甚至人体呼吸造成的微小胸腔起伏——都会在 CSI 数据中留下清晰特征。

通过对 CSI 波形的分析，可以识别诸如点头、摇头、举手等典型动作。结合 ESP 芯片的边缘算力，这些特征数据可以直接在设备端运行轻量化神经网络，实现本地实时动作识别，无需将数据上传云端处理，具备更强的响应效率与隐私保障。

从空间定位到环境感知，从动作识别到生命体征监测，基于 CSI 的无线感知正在拓展 Wi-Fi 的边界。而这一切，不再依赖昂贵的雷达硬件或复杂的专用传感器，只需一颗具备 CSI 能力的 ESP 芯片即可实现。

乐鑫不仅持续在芯片层面优化 CSI 支持，还提供配套的开发示例、开源工具和数据处理框架，帮助开发者快速上手。同时也积极与高校、研究机构、开源社区合作，推动 CSI 感知技术的标准化、生态化与产品化进程。

无线通信正在迈入“感知时代”，ESP 芯片正是这场变革的关键入口。