基于arm的分布式光纤振动传感监测系统的研制

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1、东南大学硕士学位论文基于ARM的分布式光纤振动传感监测系统的研制姓名：孙进明申请学位级别：硕士专业：生物医学工程；医学电子指导教师：赵兴群2012-05-13摘要论文题目：研究生姓名：导师姓名：学校名称：基于ARM的分布式光纤振动传感监测系统的研制孙进明赵兴群东南大学随着社会的进步与发展，周界的安全监测与防范问题越来越受到人们的重视，人们迫切需要性价比高、稳定可靠、高效安全的周界安防系统。传统的警戒方式一般存在着可靠性低、系统稳定性差、维护成本高、监测距离有限等缺点。分布式光纤振动传感技术是以光纤传感技术为基础，随着光纤

2、传感技术的成熟而发展起来的，目前已成为周界安防技术领域中的重要防护手段之一。分布式光纤振动传感是以光为载体，以光纤为媒质，感知和传输外界侵扰信息的新型传感技术。具有安全可靠、性价比高、适于多种恶劣工作环境以及可实现大范围监测等诸多优点。论文主要工作是研制基于ARM的分布式光纤振动传感系统中的数据采集与处理系统，并搭建了监测系统软件平台。考虑到监测系统的有效性和实时性，设计采用了ARM+FPGA的架构。ARM芯片采用三星公司的$3C2440A微处理器芯片，FPGA芯片则采用了Xilinx公司的Virtex-4系列芯片XC4

3、VLXl00。数据采集系统以FPGA为主控制器，实现了脉冲波和连续波的双通道采集。FPGA接收上位机控制命令，将其转化为硬件信号控制采样芯片AD9430和AD9203的采集工作；采集的数据暂存于利用FPGA的IP核生成的FIFO缓存中；在信号采集的同时利用叠加法对采集数据预处理。传感监测系统主控制器为ARM处理器。在内核层设计FPGA设备驱动，利用ARM片上总线进行数据传输；在ARM内部进行脉冲波和连续波数据的处理和监测平台的搭建。针对分布式光纤振动传感系统在周界安防系统中的应用，论文开发完成了分布式光纤振动传感监测预警

4、系统软件。监测平台的设计实现了与光路的同步控制，数据采样的控制，采样数据的接收，扰动源的检测与定位，模式识别，报警信号控制，网络传输和入侵数据的存储等功能。关键字：分布式光纤传感，ARM，FPGA设备驱动，数据采集与处理，网络传输AbstractABSTRACTSubject：AdesignofmonitoringsystembasedondistributedopticalfibervibrationsensorandARMName：SUNJinmingProfessor：ZHAOXingqunUniversity：S

5、outheastUniversityWiththedevelopmentofsocialprogressanddevelopment，peoplepaymoreandmoreattentiononperimetersecuritymonitoringandpreventionissues．Thereisanurgentneedforcost—effective，reliable，efficientandsafeperimetersecuritysystem．Traditionalalertgenerallyhavesho

6、rtcomingssuchas：lowreliability,poorsystemstability,highmaintenancecosts，limitedmonitoringdistance．Distributedopticalfibervibrationsensingtechnologyanddevelopswithitsaging．Itnowtechnologyisbasedonopticalfibersensingbecomesoneofthemostimportantmeansofprotectioninth

7、efieldofperimetersecuritytechnology．Distributedopticalfibervibrationsensingtechnologyisanewtechnologybasedonlightasacarder,opticalfiberasamedium．Itperceivesandtransmitstheoutsideintrusion．ItiSsafe，reliable，cost—effective，andsuitablet’oravarietyofpoorworkingenviro

8、nmentandCanachievelarge．scalemonitoring．Inthispaper,mainworkistodevelopaacquisitionandprocessingsystemofdistributedopticalfibervibrationsensingsystembasedonARM