【摘 要】
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在许多工业领域以及医疗保健领域中,对于液体体积的监测是非常重要的问题之一。因为若已知液体高度能很快计算出液体体积,使得液体高度是监测液体体积的一个重要指标。然而,现有关于监测液体高度的技术主要依赖于专用传感器,比如电容式传感器和超声波传感器,这极大地限制了它们的通用性。无线射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术的普及,为建立无线且无源的传感系统提供了
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在许多工业领域以及医疗保健领域中,对于液体体积的监测是非常重要的问题之一。因为若已知液体高度能很快计算出液体体积,使得液体高度是监测液体体积的一个重要指标。然而,现有关于监测液体高度的技术主要依赖于专用传感器,比如电容式传感器和超声波传感器,这极大地限制了它们的通用性。无线射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术的普及,为建立无线且无源的传感系统提供了前所未有的机会,同时也为解决现有液体高度监测方法中存在的问题提供了一种新方法。本文,主要提出了一种位置无关的低成本、高精度以及鲁棒性强的基于无源RFID标签的容器内剩余液体高度监测方案。首先,针对传统信号参数（比如接受信号强度、相位、多普勒等）易受周围环境变化干扰从而导致较大估计误差的问题,本文选择使用一种较为稳健的信号参数——激活标签的最小响应阈值（Minimum Response Threshold,MRT）作为新的监测液体高度的指标。进一步,为了消除标签与阅读器间距对测量结果的影响,本文将两个标签平行附着在需要进行液体高度估计的容器外表面,并将它们其中一个标签作为感知标签,另一个标签作为参考标签,从而建立基于差分提取的最小响应阈值（Differential Minimum Response Threshold,DMRT）特征的且与位置无关的连续液体高度监测模型。其次,通过观察实验结果,建立与位置无关的DMRT信号特征和容器中液体高度之间的线性映射关系。采用多项式函数拟合方法来确定DMRT信号特征和液体高度之间精确的函数关系参数,分析并计算得到液体高度与DMRT特征之间准确的函数表达式,实现只通过简单的函数特征匹配方法来确定DMRT特征与液体高度之间的对应关系,从而实现精确地容器内剩余液体高度监测。最后,在实验场景中采用商业化RFID设备实现了本文提出的系统原型,并且结合大量实验结果分析讨论了系统的性能。实验结果显示,该系统对于容器位置变化以及环境干扰（例如人类行走）都具有较强鲁棒性,对于液体高度监测的平均精确度可以达到95.55%以上。
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