物联网（IoT）技术的普及加剧了对智能家居和健康监测等应用中连续且不显眼的感觉能力的需求[1]。在设备必须在严格资源限制下自我组织的临时网络环境中，实现可扩展且注重隐私的人类活动识别（HAR）仍然是一个重大挑战[2]，[3]。为了解决资源受限传感器节点的局限性，提出了自适应能源管理和能量收集等节能策略[4]，[5]。传统的传感方式，包括摄像头[6]，[7]和可穿戴传感器[8]，在部署可扩展性、能源效率和用户隐私方面存在局限性。WiFi信道状态信息（CSI）作为一种有前景的无设备传感技术应运而生，它可以捕捉细粒度的环境变化，应用于室内定位[9]，[10]，[11]，人机交互[12]和健康监测[13]。其非侵入性和与商用硬件的兼容性使其成为普适传感的理想选择。
然而，现有的基于CSI的HAR系统通常依赖于高端网络接口卡（NIC），如Intel 5300[14]，[15]，[16]或Atheros解决方案[17]，[18]，这些硬件成本高昂（超过40美元），并且需要复杂的驱动程序配置。更重要的是，这些平台在活跃运行期间消耗2-3瓦的功率，使其不适合大规模、对能源敏感的临时IoT部署。因此，由于高功耗和复杂配置，它们并不适合可扩展的临时IoT部署，这与低成本、临时和资源高效网络的核心要求相矛盾。
在这项工作中，我们认为利用低成本、超低功耗的普通IoT硬件是实现可扩展和实用临时传感的可行途径。ESP32系列，特别是ESP32-C3，提供了一个高度集成的片上系统解决方案，具有2.4吉赫兹WiFi/蓝牙连接、32位RISC-V处理器和硬件加速的加密支持——所有这些都在一个紧凑的QFN 5 × 5毫米封装中实现。其单位成本为5-15美元，峰值功耗仅为0.13瓦，与传统基于NIC的平台相比，成本降低了12倍，功耗节省了95%以上。结合开源的ESP-CSI-Tool[19]，ESP32-C3无需外部RF组件即可实现稳定高效的CSI采集，非常适合资源受限的IoT传感。
利用这个平台，我们构建并展示了ESP-Fi HAR，这是一个专门为临时IoT环境中的HAR设计的多场景CSI数据集。该数据集包括八名参与者在四种不同室内环境（走廊、办公室、会议室和实验室）中执行七种活动（步行、跑步、跌倒、跳跃、蹲下、挥手和转身）时的CSI测量结果。所有数据都是使用基于ESP32-C3的传感设置收集的，并以标准化格式发布，以便于重现。
本工作的主要贡献总结如下：
(1) 我们基于ESP32-C3设计并实现了一个完整的低功耗IoT数据采集系统，并发布了ESP-Fi HAR数据集，其中包含了在四个真实世界环境中收集的CSI样本。这为临时传感网络提供了一个有价值且符合实际部署需求的基准。
(2) 我们证明了使用超低成本和超低功耗的商用硬件实现高精度HAR的可行性，解决了传统系统中固有的部署成本和能源效率的关键瓶颈。这为大规模IoT感知网络开辟了新的可能性。
(3) 本研究在构建的数据集的四种室内场景上评估了多种模型，验证了它们在不同环境中的有效性。此外，还讨论了影响HAR性能的关键因素及相关挑战，为未来的系统设计提供了指导。
我们按照以下结构组织本文：第2节描述了相关工作。第3节详细介绍了ESP-Fi HAR数据集的CSI数据采集系统的实现。第4节概述了该数据集的特点。第5节介绍了实验设置、评估协议和活动识别的结果。最后，第7节对实验结果进行了讨论和分析。
