云作为天气和大气状况的重要表现形式,其研究意义尤为重要。激光云高仪是测量云层高度及反映其状态的重要工具。目前,云高仪的设计绝大多数是参照雷达技术,由雷达技术所设计的云高仪,其机械和电路的组成结构极其复杂,而且价格昂贵。本文针对以上情况,根据脉冲法测量原理,采用小功率激光器和PIN探测器设计了一种基于FPGA的高速信号采集处理系统,构建便携式激光云高仪系统。本文设计的便携式激光云高仪系统由905nm功率激光发射器发射高频单脉冲,经云层反射后由PIN探测器获取该后向反射信号,然后基于CycloneⅣ FPGA定制了 ADC控制接口并配合系统时序完成高速数据采集存储与处理,最后计算得出云底高度并上传数据。本论文设计了激光发射电路、PIN光电探测及调理电路、高速模数转换电路及FPGA控制处理系统。其中利用CycloneⅣ FPGA定制了激光发射电路控制接口、数据采集控制接口、12864显示控制接口,并集成了 NIOS Ⅱ处理器IP、MAX232接口 IP。数据处理部分将采集到的数据依据曲率分段后,利用C语言编程实现了快速小波除噪的算法,并将结果与标准数据库进行灰色关联分析,实现了云高的检测。实验表明:本文设计的数据采集系统能够实现高速采集,其系统集成度高,抗干扰能力强;本文设计的激光云高仪系统在实验中能够良好地接收激光反射信号,经调试后能够实现对云底高度的测量,且测量结果一致性较好。