作者：王婷、郭俊辰、杨松臻、蒋成堃、刘龙、郭秀珍 软件学院
指导老师：何源 软件学院
关键词：RFID，无源感知，漏液
摘要
漏液检测是现代工业中的一个关键问题，其关系到了系统运行、设备财产、人员安全等诸多方面。传统的解决方案通常依赖于专用的有线传感器，尽管其能满足漏液检测的准确性与实时性要求，但由于其设备高成本高、部署成本高与维护成本高等诸多弊端，工业界难以将这些方案应用于实际工业环境的大规模漏液检测。
因此本作品借助于RFID无源感知技术的低成本、易部署、无须电池供电等特性，设计了一个面向工业环境的无线、无源的漏液检测系统。然而，使用粗粒度的RFID原始信号（信号强度与信号相位等）准确地检测液体泄漏充满挑战，特别是还要满足如低检测延迟等工业应用要求。为了解决上述问题，本作品创新性地利用了相邻的双RFID标签之间的非对称耦合效应对液体高度敏感的原理进行漏液检测。泄漏液体对该非对称耦合效应能够提供稳定的可鉴别的信号特征，在极大降低了由于无线信号动态多径传播干扰导致的误报率的同时，能够在少量液体泄漏时做出报警判断。进一步地，我们还设计了一种基于标签信号模式的漏液过程跟踪算法，以在检测漏液事件的同时估计漏液量和漏液速率。
我们在不同场景下进行了系统实验测试，测试统计结果表明系统可以达到95%的漏液检测准确率，保持低于0.5%的误报率，并可以在平均最少漏液量约4.6mL时发出漏液警报。进一步地，我们将本作品部署在国家电网湖南省韶山800KV特高压换流站300MVar同步调相机主厂房中，系统已持续运行数月为安全电力传输保驾护航。基于本漏液检测系统的设计，我们在国际旗舰会议发表论文2篇（其中1篇获得最佳论文奖），申请发明专利2项（其中2项已进入公布阶段）、实用新型专利3项（其中3项已授权）。
