RF Watchkeeper: monitorización radioeléctrica automatizada con IA en el borde

Thomas Vikström ha desarrollado RF Watchkeeper, un sistema diseñado para la monitorización automática de diversas transmisiones radioeléctricas mediante una plataforma de computación en el borde. Este desarrollo, del que informa Hackster.io, integra un kit de evaluación Qualcomm Dragonwing IQ-9075 con receptores de radio definida por software (SDR) económicos, como el RTL-SDR Blog V4 y un sintonizador USB basado en RTL2832U.

La arquitectura de RF Watchkeeper capitaliza la versatilidad de los SDR, que, a diferencia de los receptores convencionales, emplean software para gran parte del procesamiento de la señal. Esto permite que el mismo hardware se adapte a distintos tipos de transmisiones simplemente cambiando frecuencias y el software de decodificación. El sistema soporta actualmente cuatro áreas de monitorización: comunicaciones de aviación, tráfico marítimo, dispositivos inalámbricos en 433 MHz y satélites meteorológicos METEOR. Para gestionar los recursos, un planificador asigna el hardware de radio disponible a las tareas, otorgando prioridad a actividades sensibles al tiempo, como la recepción de datos de satélites en paso.

En el ámbito de la aviación, RF Watchkeeper es capaz de capturar comunicaciones de torres de control y emisiones del Servicio Automático de Información Terminal (ATIS). Las transmisiones ATIS, que ofrecen información actualizada sobre el clima y las operaciones aeroportuarias, son objetivos idóneos para el procesamiento automatizado. El sistema puede transcribir estas emisiones y extraer información localmente, si bien la calidad de la recepción puede influir en la precisión del reconocimiento.

Para la monitorización marítima, se utiliza AIS-Catcher para decodificar las transmisiones del Sistema de Identificación Automática (AIS) cerca de los 162 MHz, permitiendo la representación gráfica de las embarcaciones detectadas. Además, el sistema decodifica señales de sensores inalámbricos compatibles, incluyendo sensores de temperatura, estaciones meteorológicas y sistemas de monitorización de presión de neumáticos. La recepción de satélites METEOR implica la predicción de sus pasos, la grabación de sus transmisiones alrededor de los 137 MHz y el uso de SatDump para generar imágenes de la Tierra, aunque una antena interior limita la calidad de recepción.

El procesador Dragonwing IQ-9075 acelera el procesamiento de datos, proporcionando capacidad para cargas de trabajo de inteligencia artificial local. Se ha verificado la inferencia acelerada mientras se ejecutaban otras tareas de monitorización. En un experimento, un proceso acelerado de ATIS se completó en segundos, frente a más de dos minutos en una ejecución solo con CPU usando Whisper Small, si bien se señala que las pipelines diferían, por lo que la comparación no fue ideal.

Toda la información recopilada se almacena de forma local y se visualiza a través de un panel de control basado en web, que también ofrece una visión general del estado del sistema. RF Watchkeeper se encuentra en fase de desarrollo, con aspectos de fiabilidad pendientes de resolución y oportunidades de mejora en la recepción mediante antenas más adecuadas. El código fuente y la documentación del proyecto están disponibles en GitHub.