嵌入式光纤布喇格光栅传感信号解调系统的研究

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光纤布喇格光栅的研制推动了光纤传感器的发展,现今光纤布喇格光栅传感器已广泛的应用于的健康结构检测,智能材料,电力工业,医药和化工等众多领域。光纤布喇格光栅传感器实用化面临的关键性技术研究之一,就是如何检测光栅布喇格波长微小偏移,传统的检测手段包括借助于光学分析仪器,如光谱仪等,但往往价格昂贵,体积庞大,并不适合于工程应用;更重要的是无法直接给出波长变化的对应电信号,供于自动控制、实时监测等方面;其它各种解调方案出现解决了上述部分问题,但它们仍存在接口类型单一,解调速度和精度具有局限性;更为关键的是,解调后信号的分析与处理必须依靠计算机及其相应的解调软件来实现。鉴于以上这些,设计开发出一套接口类型丰富,适应网络需要,解调速度快、精度高,易于携带,并具有独立的数据处理和显示能力的光纤布喇格光栅传感信号解调系统成为需要,因而进行嵌入式光纤布喇格光栅传感信号解调系统的研究。本文的理论知识部分,简单介绍了光纤光栅、光纤布喇格光栅的传感原理、光纤布喇格光栅传感器及应用,同时对解调技术进行了探讨,列举了几种较为常见的解调方法,如匹配光栅滤波法、非平衡扫描迈克尔逊干涉仪法等,着重分析了可调谐法布里-泊罗腔方法;在嵌入式技术方面,则简单介绍了嵌入式系统的定义、嵌入式系统的组成、嵌入式系统的发展等,及其相应的开发设计流程及方法。在嵌入式光纤布喇格光栅传感信号解调系统的具体实现上,硬件核心采用了嵌入微处理器,三星公司推出的S3C44B0X作为一款基于AR7TDMICPU内核的16/32位RISC微处理器,以其低成本、高性能的突出特性成为手持式设备和普通应用的广泛选择;采用键盘作为系统的输入设备,LCD作为系统的显示输出设备,同时提供了串行、USB、以太网接口,SDRAM和FLASH等。软件方面,实现了嵌入式操作系统的移植,人机交互的建立,串行、USB和以太网的通信等,同时对于解调信号的采集和处理过程也做了一定的介绍。
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