基于ARM的光纖光柵傳感信號解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，光纖布拉格光柵(FBG)傳感器作為一種新型傳感技術(shù)成為光纖傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，它以其諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于大型土木工程、航空航天業(yè)、電力工業(yè)等領(lǐng)域，在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中發(fā)揮的重要作用日益顯現(xiàn)。
　　 如何高精度地檢測FBG中心波長的微小偏移已成為光纖光柵傳感技術(shù)的關(guān)鍵性問題。傳統(tǒng)的檢測方法借助于光學(xué)儀器，但體積龐大、價(jià)格昂貴、缺乏必要的緊湊性，不適合在實(shí)際工程中應(yīng)用；其他種類的解調(diào)方案雖然解決了部分問題，但仍存在運(yùn)行速度

2、慢、接口類型單一、功能性不強(qiáng)等問題，無法滿足系統(tǒng)速度和精度的要求。因此，研究開發(fā)出一套高精度、高分辨率，能夠準(zhǔn)確進(jìn)行多點(diǎn)同時(shí)測量的低成本、高性能的FBG信號傳感解調(diào)系統(tǒng)成為需要。本課題結(jié)合嵌入式技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種基于ARM的光纖光柵傳感信號解調(diào)系統(tǒng)，具有實(shí)際意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。
　　 本文在進(jìn)行大量調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，介紹了FBG耦合模理論、FBG的傳感原理及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，并對幾種常見的解調(diào)方法進(jìn)行了比較，著重介紹了基于可調(diào)諧Fabry

3、-Perot濾波器的FBG傳感系統(tǒng)；在嵌入式系統(tǒng)方面，簡單介紹了嵌入式系統(tǒng)的組成，如嵌入式處理器、外圍設(shè)備及操作系統(tǒng)，對應(yīng)用開發(fā)的設(shè)計(jì)流程及μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)移植條件和主要任務(wù)做了相應(yīng)描述。
　　 在基于嵌入式的FBG傳感信號解調(diào)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面，搭建了以內(nèi)核為ARM920T的S3C2440A微處理器為核心部件，以電源和復(fù)位電路、存儲電路、串行電路、USB模塊、JTAG接口為外圍電路的最小系統(tǒng)；在軟件設(shè)計(jì)方面，利用LabVI

4、EW與MATLAB技術(shù)仿真產(chǎn)生了含噪聲的FBG傳感解調(diào)信號，并提出一種基于采集、濾波、尋峰、擬合、定位的FBG傳感解調(diào)信號處理流程。在ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境下通過C語言編程實(shí)現(xiàn)了流程中的每個(gè)步驟，針對流程中的濾波與擬合部分進(jìn)行了詳細(xì)研究及分析；在μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)成功移植到S3C2440A微處理的基礎(chǔ)上，完成各部分信號處理任務(wù)的編寫，并結(jié)合系統(tǒng)硬件完成調(diào)試。實(shí)驗(yàn)表明本系統(tǒng)能夠正常采集FBG信號，能夠完成系統(tǒng)中預(yù)定的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，同