布里渊光时域反射（BOTDR）技术是一种能获取光纤沿线温度和应变信息的光纤分布式传感技术。因其具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高等诸多优势，该技术能在化工、电力、土木等多个领域内，为大型工程提供实时动态的温度和应变测控。自上世纪70年代以来，研究人员从未停止过对该技术在实验研究和工程应用中的探索，至今BOTDR技术仍是传感领域中的研究热点。　　本文首先介绍了BOTDR技术的国内外发展历程和研究现状，分析了该技术的基本原理和技术难点。接着阐述了系统探测的整体实现方案，详细地分析和介绍了各器件、模块的相关作用和性能参数，设计了基于Matlab GUI的上位机动态显示程序，提出了相应的机箱布局和封装方案。同时，通过基于FPGA的硬件编程设计完成了采集写入、叠加存储和读取上传等功能模块的开发，并结合外部硬件所提供的触发信号实现了系统的整体时序同步控制。此外，本文还针对测温实验中散射信号的特点，提出了一种分段分层小波去噪算法。该算法通过高、低层小波分析将有温度变化的奇异信号检测出来，并由此将光纤上的温度信息分为有、无温度变化的两段数据，结合这两段数据不同的特点，选取最优的小波基函数与分解层数对这两段数据分别进行不同的小波去噪处理。将去噪前后的测温结果进行多方面对比和分析，验证了分段分层小波算法对提升系统测温精度的作用。