作者：王婷、郭俊辰、楊松臻、蔣成堃、劉龍、郭秀珍 軟件學(xué)院
指導(dǎo)老師：何源 軟件學(xué)院
關(guān)鍵詞：RFID，無(wú)源感知，漏液
摘要
漏液檢測(cè)是現(xiàn)代工業(yè)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，其關(guān)系到了系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)備財(cái)產(chǎn)、人員安全等諸多方面。傳統(tǒng)的解決方案通常依賴于專用的有線傳感器，盡管其能滿足漏液檢測(cè)的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性要求，但由于其設(shè)備高成本高、部署成本高與維護(hù)成本高等諸多弊端，工業(yè)界難以將這些方案應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)環(huán)境的大規(guī)模漏液檢測(cè)。
因此本作品借助于RFID無(wú)源感知技術(shù)的低成本、易部署、無(wú)須電池供電等特性，設(shè)計(jì)了一個(gè)面向工業(yè)環(huán)境的無(wú)線、無(wú)源的漏液檢測(cè)系統(tǒng)。然而，使用粗粒度的RFID原始信號(hào)（信號(hào)強(qiáng)度與信號(hào)相位等）準(zhǔn)確地檢測(cè)液體泄漏充滿挑戰(zhàn)，特別是還要滿足如低檢測(cè)延遲等工業(yè)應(yīng)用要求。為了解決上述問(wèn)題，本作品創(chuàng)新性地利用了相鄰的雙RFID標(biāo)簽之間的非對(duì)稱耦合效應(yīng)對(duì)液體高度敏感的原理進(jìn)行漏液檢測(cè)。泄漏液體對(duì)該非對(duì)稱耦合效應(yīng)能夠提供穩(wěn)定的可鑒別的信號(hào)特征，在極大降低了由于無(wú)線信號(hào)動(dòng)態(tài)多徑傳播干擾導(dǎo)致的誤報(bào)率的同時(shí)，能夠在少量液體泄漏時(shí)做出報(bào)警判斷。進(jìn)一步地，我們還設(shè)計(jì)了一種基于標(biāo)簽信號(hào)模式的漏液過(guò)程跟蹤算法，以在檢測(cè)漏液事件的同時(shí)估計(jì)漏液量和漏液速率。
我們?cè)诓煌瑘?chǎng)景下進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明系統(tǒng)可以達(dá)到95%的漏液檢測(cè)準(zhǔn)確率，保持低于0.5%的誤報(bào)率，并可以在平均最少漏液量約4.6mL時(shí)發(fā)出漏液警報(bào)。進(jìn)一步地，我們將本作品部署在國(guó)家電網(wǎng)湖南省韶山800KV特高壓換流站300MVar同步調(diào)相機(jī)主廠房中，系統(tǒng)已持續(xù)運(yùn)行數(shù)月為安全電力傳輸保駕護(hù)航?；诒韭┮簷z測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們?cè)趪?guó)際旗艦會(huì)議發(fā)表論文2篇（其中1篇獲得最佳論文獎(jiǎng)），申請(qǐng)發(fā)明專利2項(xiàng)（其中2項(xiàng)已進(jìn)入公布階段）、實(shí)用新型專利3項(xiàng)（其中3項(xiàng)已授權(quán)）。
