作者：王婷、郭俊辰、楊松臻、蔣成堃、劉龍、郭秀珍 軟件學院
指導老師：何源 軟件學院
關鍵詞：RFID，無源感知，漏液
摘要
漏液檢測是現(xiàn)代工業(yè)中的一個關鍵問題，其關系到了系統(tǒng)運行、設備財產(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的準確性與實時性要求，但由于其設備高成本高、部署成本高與維護成本高等諸多弊端，工業(yè)界難以將這些方案應用于實際工業(yè)環(huán)境的大規(guī)模漏液檢測。
因此本作品借助于RFID無源感知技術的低成本、易部署、無須電池供電等特性，設計了一個面向工業(yè)環(huán)境的無線、無源的漏液檢測系統(tǒng)。然而，使用粗粒度的RFID原始信號（信號強度與信號相位等）準確地檢測液體泄漏充滿挑戰(zhàn)，特別是還要滿足如低檢測延遲等工業(yè)應用要求。為了解決上述問題，本作品創(chuàng)新性地利用了相鄰的雙RFID標簽之間的非對稱耦合效應對液體高度敏感的原理進行漏液檢測。泄漏液體對該非對稱耦合效應能夠提供穩(wěn)定的可鑒別的信號特征，在極大降低了由于無線信號動態(tài)多徑傳播干擾導致的誤報率的同時，能夠在少量液體泄漏時做出報警判斷。進一步地，我們還設計了一種基于標簽信號模式的漏液過程跟蹤算法，以在檢測漏液事件的同時估計漏液量和漏液速率。
我們在不同場景下進行了系統(tǒng)實驗測試，測試統(tǒng)計結果表明系統(tǒng)可以達到95%的漏液檢測準確率，保持低于0.5%的誤報率，并可以在平均最少漏液量約4.6mL時發(fā)出漏液警報。進一步地，我們將本作品部署在國家電網(wǎng)湖南省韶山800KV特高壓換流站300MVar同步調(diào)相機主廠房中，系統(tǒng)已持續(xù)運行數(shù)月為安全電力傳輸保駕護航。基于本漏液檢測系統(tǒng)的設計，我們在國際旗艦會議發(fā)表論文2篇（其中1篇獲得最佳論文獎），申請發(fā)明專利2項（其中2項已進入公布階段）、實用新型專利3項（其中3項已授權）。
