[發明專利]一種基于Wi-Fi信號的液體識別方法及裝置

在審

• 申請號: 202011420920.0
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112595734A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 李超;李凡;方濱興;殷麗華;孫哲;羅熙;李丹;王星
• 申請（專利權）人: 廣州大學;鵬城實驗室
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;H04B17/309
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;吳落

本發明公開了一種基于Wi－Fi信號的液體識別方法，包括：獲取Wi－Fi信號發射器發射的Wi－Fi信號，并對所述Wi－Fi信號進行預處理操作，得到所述Wi－Fi信號的信道狀態信息；將所述信道狀態信息進行降噪處理，得到至少一組穩定的幅度比值和相位差值；將所述穩定的幅度比值和相位差值輸入預先構建的數據庫進行比對，判斷出是否存在相同的數據，若是，則將液體識別的結果發送給用戶終端；若否，則將所述穩定的幅度比值和相位差通過分類器，得到和所述幅度比值和相位差數據相似度最高的數據作為液體識別結果輸出，并發送給用戶終端。通過本發明，能夠在在滿足日常的液體識別需求的同時，降低液體的成本。

技術領域

本發明涉及智能設備材料識別技術領域，特別是涉及一種基于Wi-Fi信號的液體識別方法及裝置。

背景技術

目前，現有的液體識別方法主要有以下幾種，分別是光譜分析法、電分析法和高頻電磁波(如太赫茲)測量法。這些方法在各種儀器上使用，構成了各種各樣的液體識別設備。其中，光譜分析法利用液體內離子和分子物理化學性質的不同，檢測其引起的各種光譜變化，達到識別液體的目的，是化學實驗室中最常見的液體識別方法，可以做到痕量物質的檢測，檢測精度高，技術發展成熟，目前多在化學實驗室用于科學研究；電分析法是將特殊電極插入液體內，或將待測液體滴在電極上，檢測液體的電導率、介電常數或者對電極上某些特殊化學位點的響應引起的電壓或電流變化，對液體進行識別，檢測精度可以達到痕量級，目前已應用于重金屬離子檢測和家用血糖血脂檢測等領域；高頻電磁波測量法是利用高頻電磁波發射天線、接收天線和信號處理電路來進行檢測的方法，通過檢測電磁波信號的變化進行液體識別，目前已廣泛應用于危險液體檢測領域。

但是，上述技術存在著以下不足：

光譜分析法依托于昂貴的檢測設備，比如紅外光譜儀、紫外-可見分光光度計等，且往往需要進行多種方式共同檢測才能確定液體種類，檢測前進行的前處理過程非常復雜，檢測時間長，檢測成本高，設備體積龐大，部分檢測設備如核磁共振波譜儀甚至對檢測人員的身體有一定傷害。

電分析法依托于電化學工作站或血糖檢測儀等設備，往往一種特殊電極只對應少數幾種待測離子或分子，檢測范圍非常有限，且很多電極是一次性電極，無法重復使用，另外測量過程需要電極與液體接觸，操作復雜，且可能會污染待測液體。

高頻電磁波測量方法依托于由高頻電磁波發射接收裝置和信號處理電路組成的專用設備，如危險液體檢測儀等，價格昂貴，且大多功能單一，檢測精度不高，只能進行簡單的閾值判別，能分辨水溶液和有機溶液(危險液體)，初步判斷液體是否易燃易爆，但不能識別液體的種類。

發明內容

本發明的目的是：提供一種基于Wi-Fi信號的液體識別方法及裝置，能夠在滿足日常的液體識別需求的同時，降低液體的成本；且本發明對天線性能和計算能力要求低，可移植性強，可以移植到任何有足夠計算能力的具有電磁波收發功能的設備上。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于Wi-Fi信號的液體識別方法，包括：獲取Wi-Fi信號發射器發射的Wi-Fi信號，并對所述Wi-Fi信號進行預處理，得到所述Wi-Fi信號的信道狀態信息；其中，所述Wi-Fi信號包括經過待測液體的Wi-Fi信號和未經過待測液體的Wi-Fi信號；

將所述信道狀態信息進行降噪處理，得到至少一組穩定的幅度比值和相位差值；其中，所述幅度比值和相位差值為經過待測液體的Wi-Fi信號數據和未經過待測液體的Wi-Fi信號數據的幅度比值和相位差值；

將所述穩定的幅度比值和相位差值輸入預先構建的數據庫進行比對，判斷出是否存在相同的數據，若是，則將液體識別的結果發送給用戶終端；若否，則將所述穩定的幅度比值和相位差通過分類器，得到和所述幅度比值和相位差數據相似度最高的數據作為液體識別結果輸出，并發送給用戶終端。

進一步地，所述預先構建的數據庫，具體構建過程如下：通過Wi-Fi信號測出多種已知液體的幅度比值和相位差值，并將其存儲于數據庫中。