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分布式光纤温度传感技术是近年来传感测量领域的热点之一。在许多特定的环境场合下,要求同时监测大量位置的温度量,此时传统的点式温度传感器在长距离连续测量上需要耗费非常大的成本和时间,而分布式光纤温度传感技术则可以很好地解决这一问题。一个完整的光纤温度传感系统,包含与它相匹配的数据采集模块,这个模块能够采集的数据深度决定了温度传感系统中的光纤能够测量的最大距离,模块的数据采集速率、数据处理方式和计算机进行数据传输的接口都影响着系统对工作时间的消耗等多个方面。本论文主要工作是对分布式光纤温度传感系统中起重要作用的数据采集模块进行设计,该数据采集模块包括信号采集、数据处理、数据传输、硬件驱动等功能,并通过PCIe和LAN接口实现与计算机的高速通信。主要工作内容如下:1.数据采集模块硬件设计。模块硬件采用底板加子板的结构来实现,底板主要实现高速接口通信、模拟信号通道、底板时钟分配和触发脉冲生成等功能;子板主要实现模拟信号采集、数据存储处理和子板时钟分配等功能。2.基于FPGA实现对采集到的数据进行处理。在传统的光纤温度传感系统中,数据采集板单次采集的数据通常通过软件进行处理,这降低了整个系统的实时性。在此基础上,系统实现了最大六万次以上的采集数据硬件累加,极大方便了后续的数据处理。3.在分析接口协议规范的基础上,基于FPGA实现了数据传输接口功能。PCIe接口符合PCIe 2.0标准,每条链路数据传输率达到380MB/s;LAN接口为千兆以太网,数据传输速率900Mb/s。4.高速接口驱动程序设计。PCIe接口驱动通过调用WinDriver的API函数来实现,LAN接口驱动通过调用Winpcap所提供的驱动程序来实现。整个系统实现了模拟信号的高速采集和触发控制,能够对数据累加次数进行灵活选择,并提供了PCIe和LAN高速接口传输能力。经过测试,设计的数据采集模块能够满足分布式光纤温度传感系统对数据采集深度、数据处理方式、模块工作时间和数据采集精度等各项指标要求。