近几年,随着对BOTDA(布里渊光时域分析仪)的研究,基于受激布里渊的分布式光纤传感系统越来越受到重视。研究表明,BOTDA在输油管道火灾预警、海底电缆应变监测等领域具有广阔的应用前景。当前的BOTDA系统中的控制和数据采集任务,大多采用通用数据采集卡和波形发生卡完成。这种方法没有针对BOTDA系统进行设计,一方面功能冗余,成本高昂,另一方面也使得上位机开发变得复杂。本文设计了一种应用于分布式光纤传感的嵌入式平台,该平台针对BOTDA设计,采用FPGA+ARM的架构,控制与数据采集在同一块板卡实现,提高了效率,降低了成本。论文先介绍了光纤传感器的特点及种类,然后重点介绍了BOTDA的原理,阐述了BOTDA系统如何进行温度测量和应变测量,并介绍了它的四个重要的技术指标:测量分辨率、空间分辨率、最大传感距离、响应时间。指明了影响这四个指标的因素,以及提高这些指标的方法。然后论文从原理图和PCB两个方面,详细介绍了嵌入式平台的板级电路设计。说明了主要芯片的选型依据,通过对具体的原理图的分析,对电路的设计思路做了详细介绍。为了保证电路可靠的工作,从器件布局、地平面分割、高速信号走线等角度介绍了硬件板卡在PCB设计时的原则。通过合理的电路设计,该板卡能够实现对BOTDA系统中相关器件的控制,对传感信号的数据采集,并能够完成与上位机的可靠通讯。然后对板卡上可编程逻辑器件FPGA的各个模块的设计进行了说明,并对关键模块进行了仿真和调试。设计的平均去噪电路,充分利用了板卡上的外部存储器,节省了FPGA内部的RAM资源。设计的编码脉冲发生电路,以最少的片内资源,实现了对大量哈达码脉冲串的存储。FPGA与ARM之间的FSMC通讯方式,也降低了二者之间的通讯复杂度,实验证明,这种方式非常可靠。最后通过搭建光学系统和电源系统,对我们的嵌入式平台进行了温度与应变的测试。实验表明,BOTDA系统的温度分辨率能够达到±2℃,应变分辨率能够达到±40μξ。