φ-OTDR型光纤振动传感技术具有灵敏度高、空间动态范围大和定位精度高等特点,可在大型设施健康监测、工业生产过程检测、周界安防、管道防护等领域广泛应用。本文以课题组自主研发的φ-OTDR型光纤振动传感系统为依托,开展面向工程应用的综合信号处理关键技术的研究。第二章分析并指出φ-OTDR型光纤振动传感系统在工程应用中存在的问题,提出综合信号处理方案。以Xilinx公司Spartan-6系列FPGA为核心,结合ADC、DAC、USB2.0等功能模块,提出基于FPGA的信号处理子系统架构,规定了高速数据采集、处理、传输以及系统参数控制等功能。针对系统工程应用中的具体问题,提出数字化自动调节数字化自动调节、背向散射迹线动态补偿、传感数据压缩与成帧传输和传感光纤故障实时监测与定位等技术方案。第三章详细分析FPGA电路及ADC、DAC、USB2.0、数字控制接口和电源管理等功能模块,讨论各类芯片选型。充分考虑了电磁兼容性和信号完整性,设计并研制出综合信号处理子系统硬件电路,给出了数字化自动调节数字化自动调节、背向散射迹线动态补偿、传感数据压缩与成帧传输和传感光纤故障实时监测与定位等算法的FPGA程序设计。第四章搭建了系统实验平台,对综合信号处理子系统进行测试与分析。结果表明,综合信号处理子系统各功能模块工作正常,满足传感系统的需求。综合信号处理算法大大提高了传感系统信噪比,消除传感盲区；提升数据传输效率,缩短系统响应时间；实现参数数字化自动调节,增强系统的环境适应性：实现了传感光纤故障的实时监测与定位,提升了系统性能,满足工程应用的需求。第五章构建了基于综合信号处理技术的cp-OTDR型光纤振动传感演示系统。演示系统以沙盘模型为依托,结合了机场、油库、石油管道、军事基地等多种应用场景,采用围栏、围墙、埋地以及管道等多种布缆方式。结果表明,演示系统各区域工作正常,对外界扰动具有很高的信噪比和定位精度。系统集成了语音警报和视频联动等功能,能够实现对传感光缆任意处外界振动事件的检测与定位,满足各种应用场景的需求。第六章给出全文总结,提出下一步工作设想。