近几十年我国进入高速发展时期,各类基建拔地而起,诸如城市摩天大楼、大型数据中心、道路隧道等,对于这些复杂的基建,一旦发生火灾就可能造成不可估量的损失,所以一套完整且有效的防火预警管理系统对基建进行成体系的、全方位的、实时的温度监控显得非常迫切。针对上述需求,本文搭建了一套以光纤为测温传感器的分布式光纤测温系统,其具备远距离、大范围、实时在线监测环境温度的功能,此外光纤具有耐高温、抗腐蚀、抗电磁干扰、本质不带电等优点,所以本测温系统还可以替代传统的电学温度传感器实现复杂环境的温度测量。但就目前而言,拉曼分布式光纤测温系统还存在成本高、系统信噪比低、空间分辨率低等问题,针对这些问题,本文做了以下几点工作:1.分析了基于拉曼分布式光纤测温系统的温度解调理论及定位理论,从系统理论要求及成本的角度考虑,采用了相关硬件模块构建了系统架构。2.本文自研了分布式光纤测温系统的FPGA数据采集系统,通过Verilog语言设计实现了采集系统的数据采集、累加平均滤波、片外DDR3 SDRAM数据存储、千兆以太网数据交互的功能。3.为了使测温系统的后向拉曼散射信号有更高的信噪比,本文采用了累加平均与VMD-SVD联合算法对该信号进行降噪。通过仿真实验得到VMD-SVD算法的分解层数K值及有效秩阶数S值的最优解,使用带最优参数的VMD-SVD算法与EMD、VMD、EMD-SVD算法做拉曼后向散射信号降噪性能对比,验证了VMD-SVD算法降噪效果最好。最后将经过测温系统累加平均的后向拉曼散射信号再通过VMD-SVD降噪处理,以达到实际信号的最优降噪效果。4.为了保证在系统硬件不变的情况下提升分布式光纤测温系统空间分辨率,本文使用原系统中自研的低采样率的FPGA数据采集系统,通过Verilog语言设计实现了高采样率的分布式光纤测温系统。本次设计采用原系统中这张50Mhz采样率的FPGA采集系统等效提升测温系统采样率至200Mhz,也因此测温系统空间分辨率从2m变至1.5m,提升率达25%。5.本文通过Visual Studio 2019在Winform框架下使用C#语言开发了测温系统的上位机软件。在对光纤色散及温敏问题上分别使用了多项式插值法及测温精度拟合修正法,通过实验表明上述算法使得测温系统的测温精度从2℃提升至1℃。最后通过对系统2个测温点进行为期一周的温度测量,通过得到的700帧测温曲线验证了系统具有较高稳定性。