基于嵌入式技術(shù)的分布式光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、光纖布喇格光柵(FBG：FiberBraggGrating)傳感器傳感器自發(fā)明以來，已走過了原理性研究和實驗論證階段，廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康檢測、智能材料、電力工業(yè)、醫(yī)藥和化工等眾多領(lǐng)域。如何檢測光柵布喇格波長微小偏移是FBG傳感器實用化所面臨的關(guān)鍵問題。對于微小波長變化，雖然高分辨率光纖光譜分析儀可以分辨，但這類高檔實驗室設(shè)備價格昂貴，體積龐大，檢測速度慢，操作復(fù)雜，不適宜現(xiàn)場或工程應(yīng)用，且不能直接獲得各種應(yīng)用需要的參量或輸出形式。光纖光

2、柵傳感解調(diào)技術(shù)已成為限制光纖光柵傳感器應(yīng)用的最主要障礙，也是光纖光柵傳感技術(shù)中重要研究方向和亟待解決的關(guān)鍵問題之一。 論文在武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)中心前期工作和技術(shù)支持基礎(chǔ)上，以橋梁健康狀況監(jiān)測為應(yīng)用背景，研究了具有分布式、多通道、多點(diǎn)、高速特點(diǎn)的，基于嵌入式技術(shù)的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。主要包括以下幾個方面： 1.研究了光纖布喇格光柵的傳感原理，分析了光纖光柵的溫度、應(yīng)變及壓力傳感特性以及交叉敏感問題；分析

3、了幾種分布式FBG傳感解調(diào)系統(tǒng)，并詳細(xì)研究了可調(diào)諧法布里-珀羅濾波掃描法；介紹了國外幾種有代表性的光纖光柵傳感解調(diào)器產(chǎn)品。 2.根據(jù)橋梁健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)的分布式檢測要求提出了“嵌入式系統(tǒng)+PC機(jī)”的分布式設(shè)計方案，嵌入式系統(tǒng)采用“ARM7+SoC單片機(jī)”的雙處理核心結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高速信號采集和預(yù)處理。 3.采用uC/OS+LwIP的嵌入式系統(tǒng)平臺，并在本實驗室自行設(shè)計的開發(fā)板上進(jìn)行了系統(tǒng)移植，設(shè)計了網(wǎng)卡、SIO、UART等驅(qū)