实施方案
[0021] 以下结合附图对本实用新型作进一步说明：
[0022] 如图1所示，基于射频识别的水位监测传感器，包括基底1‑1、两个天线主体1‑2和一枚RFID芯片1‑3，所述RFID芯片1‑3与天线主体相连接，所述天线主体1‑2为偶极子结构，两臂为由弧形组成的扭线状结构，天线主体1‑2中间加载环形阻抗匹配结构，RFID芯片1‑3加载于该阻抗匹配结构外侧边中间位置，所述RFID芯片1‑3为Impinj Monza 4芯片。所述天线主体1‑2和RFID芯片1‑3固定在基底1‑1上，所述基底1‑1垂直粘贴在水杯杯身的外侧。所述水位监测传感器的工作频段为902‑928MHz。
[0023] 水位监测传感器通过无线连接的方式与RFID阅读器相连接，所述RFID阅读器设置在饮水机上，RFID阅读器与饮水机出水阀相连接，控制饮水机出水阀的出水。
[0024] 水杯空置时，天线主体1‑2与RFID芯片1‑3阻抗共轭匹配，从而使传感器在超高频频段内高性能工作。随着杯中水位升高，天线主体1‑2阻抗发生变化，与RFID芯片1‑3逐渐阻抗失配，天线的功率传输系数和增益下降，从而导致RFID读写器所接收到的后向散射功率下降。通过RFID阅读器读取后向散射功率的数值即可以判断出传感器对应的水位情况及是否需要加水或是断水。
[0025] 图2为基于射频识别的水位监测传感器的使用时的正视图，其中2‑1为水位监测传感器，2‑2为待监测的水杯，水杯的材质可以为塑料或玻璃类。水位监测传感器2‑1垂直粘贴于待检测的杯身外侧，传感器的中轴线与杯身中间高度平齐，传感器的长度与水杯高度近似，但略低于水杯高度。通过对水杯高度进行等分，划分出不同的标准水位线（如1/8水位线，2/8水位线……7/8水位线）。分别测试出杯中水处于不同标准水位线上时对应的后向散射功率，即可画出该传感器的测试曲线。
[0026] 图3为该水位监测传感器在不同水位下的功率传输系数示意图。该图中以杯身高度200mm为例，1/8水位线位于高25mm处，2/8水位线位于高50mm处，依次类推。从图中可以明显的看出，在915MHz时，功率传输系数是随着水位的上升而下降的。也就是当水杯内无水时，功率传输系数是最大的；随着水杯内水位的逐渐上升，传感器天线在915MHz的功率传输系数单调下降。
[0027] 图4为该水位监测传感器在不同水位下的增益示意图。从图中可以明显的看出，在915MHz时，垂直于传感器向上方向（即图中0度方向），传感器天线增益是随着水位的上升呈下降趋势。也就是当水杯无水时，增益是最大的；随着水杯内水位的逐渐上升，传感器天线在915MHz的增益单调下降。
[0028] 通过弗里斯传输方程可以得知，RFID阅读器读取的后向散射功率与传感器天线的功率传输系数和增益成正比，所以后向散射功率也同功率传输系数和增益一样随着水位的上升而单调下降。通过测试8个标准水位对应的后向散射功率，可以得出图5中的后向散射功率‑水位对照测试曲线。从图中可以看出，当水位逐渐上升时，后向散射功率确实是下降的，与我们的预期相同。在实际使用中，通过比较RFID阅读器读取的后向散射功率与测试曲线，即可确定该功率值所处的区间，从而得出当前水位处于某两条标准水位线之间。例如，当测得后向散射功率为‑35dBm时，通过查阅图5中的测试曲线，可以得出结论当前水位在100mm‑125mm（即4/8和5/8水位线）之间。
[0029] 本实用新型具有以下优点：
[0030] （1）尺寸很小，粘贴于水杯外侧不影响水杯的正常使用；不会影响水杯的美观和人手部的舒适感；
[0031] （2）完全无源，不需要电池也不需要插电，安装方便，使用寿命长，非常安全；
[0032] （3）成本较低且能实现无线传感，抗干扰性强；
[0033] （4）适用性广，对水杯外观形状尺寸无要求；
[0034] （5）无线传输，有效工作范围可以高达十余米且不受阻碍物的限制；
[0035] （6）适配性高，传感器的信号处理、储存与传输由RFID阅读器完成，无需在水杯上安装信号处理系统，因此可安装在各种水杯上。
