近年来,利用物联网进行无线感测受到人们的关注。基于RFID信号的液体材料识别可以帮助识别日常食品（如牛奶）是否已经过期;无需打开瓶子,细粒度的物质感测就可以判断一瓶昂贵的香水是真品还是假品,应用广泛。然而现有的材质识别方法大多只能识别液体的类别和成分,大多无法识别出固体材质的类别。对于固体材质的识别具有广阔的应用前景,诸如人机交互、工业自动化、地质勘测等诸多领域。现有固体材质识别方法有着操作复杂且价格昂贵的不足之处,本文实现了一种较为廉价、穿透式感知的固体材质识别方法:核心思想是利用超材料制作固体识别标签,超材料标签同不同的待测材质耦合对于空间电磁波产生不同的滤波作用,这种不同的滤波作用就会导致电磁波穿过待测材质和标签后不同材质的接收频响特征不同,因此我们把接收端得到的接收频率响应作为材质特征,来识别固体材质。这种超材料标签是完全无源、无芯片的。频率选择表面是一种对于空间电磁波表现出带通或带阻特性的超材料结构,它同不同待测材质耦合形成明显的材质特征,因此本文将频率选择表面作为超材料标签的具体实现。本文具体的工作如下:1、超材料标签的设计,频率选择表面这种超材料结构种类繁多,不同结构对于空间电磁波的滤波作用不同,如何在众多结构中选取合适的结构制作标签,如何调整参数、放置待测材料和标签使得不同待测材料频响特征差异更大。针对上述问题,我们选取滤波特性明显的环型带阻滤波型频率选择表面结构制作超材料标签,建立超材料标签感知材质的模型,仿真频率选择表面的具体结构参数,使其在理想的频点工作,并使得标签感知不同待测材质形成的频响特征差异尽可能显著。2、信号特征的设计,不同待测材质形成的频响特征在频谱上差异大,因此感知多种材质需要大带宽,幅度谱稳定的宽带信号获取频响特征较为方便,但是会造成频谱资源的浪费,如何利用窄带信号即可最大化材质的识别准确率。为了解决上述问题,我们利用带宽受限的设备发送跳频信号穿过标签和待测材质形成频响特征的采样作为材质识别特征,结合基于欧氏距离的特征处理方法实现高频谱利用率的材质识别,且该方法可以通过频分复用方式扩展到多设备同时工作的情况。3、探索基于超材料的固体材质识别方法稳定工作的条件,研究固体识别方法实验部署的拓扑变化——超材料标签和待测材质相对发端天线前后左右移动,标签尺寸变化,材质厚度表面积变化,信号入射角度变化,收发天线距离变化对于材质特征鲁棒性的影响。为了探索上述问题,本文设计实验总结影响材质特征的因素,并进行系统性实验验证材质识别性能。实验结果证明了该方法的有效性和鲁棒性:实验部署的拓扑变化——标签和材质移动、收发天线距离变化会影响材质特征,标签尺寸越大特征越稳定且系统工作距离越远,不同尺寸标签的工作范围不同。利用软件无线电设备验证该方法在收发距离60cm的情况下可以有效识别塑料泡沫、塑料、有机玻璃、胶木、玻璃和钢板这6种材质,还通过实验得到了材质厚度和表面积对于材质特征的影响,材质识别方法对于材质表面覆盖物纹理的鲁棒性,验证了该方法在角度变化的情况下仍然可以识别6种材质。