分布式光纤传感是一种利用光纤传输信息,可以在光纤沿线各个位置处进行分布式检测的传感技术。它具有耐高压、抗腐蚀、测量精度高等特点,目前被广泛应用于各种环境参量的检测。相干光时域反射计技术不仅能够对温度和应变进行测量,还能对扰动信号进行监测。但目前主流的分布式光纤传感器多数只能实现单一参量的监测,如果想要同时测量多个参量,则需要多个系统融合,成本非常高,因此多参量检测传感技术越来越被重视。针对上述的缺陷,本文对此进行了深入的研究分析,并提出了分布式光纤传感的多参量监测的解决办法,克服了分布式光纤传感技术的工业应用的部分难题。本文首先分析相干光时域的传感原理,并用Matlab数值模拟仿真验证 COTDR（Coherent optical time domain reflectometer）系统可以实现温度、应变的高精度定量测量。此外,研究信号处理方法对信号去噪,并对比不同方法的去噪效果,最后运用累加平均去噪法对检测信号进行去噪处理,提高了解调的准确性,也为后续研究奠定了基础。提出了基于相干光时域反射计的多功能多参量的传感设计方案,并根据方案给出具体的光器件选型,然后模拟实验系统并进行传感实验的研究,在5km长的光纤上传感检测实现了 5m的空间分辨率,0.1℃的温度分辨率,和1με的应变分辨率。针对网络上现场勘探的光纤振动信号样本集和仿真信号集,采用模式识别方法,研究了信号的分类识别。首先利用MATLAB提取振动信号,进行信号处理。然后对比不同的信号特征,提出了利用信号的梅尔倒谱系数作为信号特征,作为神经网络分类器的输入,用于分类器模型的训练与测试。最后,基于行人行走、汽车行驶、环境噪声等行为进行模式分类。最终分类器对多种行为的分类识别,相较于传统时频域特征信号,识别正确率达到95%以上。