光纤传感检测算法在DSP平台下的设计与实现

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传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其它装置或器官。传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质,采用先进的OTDR技术,探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化,实现真正分布式的测量。温度测量原理是基于拉曼(Raman)散射效应的分布式温度传感系统;应变测量原理是基于布里渊(Brillouin)散射的分布式温度和应变传感系统,它可以同时测量温度和应变。传感器的系统组成包括光信号收发处理模块,采集卡模块,DSP信号处理模块,主机界面和传感光纤等五部分。论文重点研究的将采集卡收集到的传感抽样数据在DSP平台上的处理算法实现。信号处理分为2部分,一是信号模式识别,二是定位计算,通过对信号的相关运算,得到扰动在光纤上的具体位置。实现报警定位的功能。论文的结构是:第一章对光纤传感器做了概述;第二章阐述了使用的光纤振动传感检测的原理和算法;第三章描述了DSP软硬件平台架构以及硬件测试方法;第四章是整个软件部分的细节再现,包括各模块的实现,各模块的DSP程序优化,报警和定位的性能数据,以及将DSP平台和PC平台实现同一功能时,二者处理性能比较的结果;第五章对全文进行了总结。
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