资源描述：
《基于fpga的光纤光栅传感解调系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、１３２２０１０２７ＴＰ９２９１学号：１０２７０分：．１学校代码；类号硕±学位论文基于ＦＰＧＡ的光纤光欄传感解调系统设计若学院；信息与机电工程学院＿专业：通信与信息系统硏究方向：光纤传感—；周巧研究生姓名指导教师：武向农２０１６年３月完成日期：论女独创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加ＵＵ示注和致谢的地方外，不包含其他人或机构己经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明痛的声明并表示了谢意。作者签
2、名：同日期；叫ＬＬ午论女使用授权声明本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可公布论文的全部或部、。保密的论文在解密后遵守此分内容，可Ｗ采用影印缩印或其它手段保存论文规定。：作者签名：同导师签名期午上海师范大学硕士学位论文摘要摘要光纤光栅传感器是一种日渐成熟的传感器,其具有很多常规传感器难以比拟的优良特性。近年来,基于光纤光栅的传感检测技术蓬勃发展,由于其电气绝缘、抗电磁干扰、耐酸碱腐蚀、体积小、重量轻、灵敏度高等优点而被广泛应用于煤矿、石油、化工、航空航天、建
3、筑物结构健康监测、复杂机械系统动态监测等领域。目前国内外已出现基于不同解决方案的光纤光栅传感解调的相关产品。这些产品,或解调频率低,或结构复杂,或价格昂贵,从而极大地阻碍了光纤光栅传感技术的发展。相比较而言,基于FPGA的硬件解调系统能充分利用FPGA的高速、高定制性、结构简单、成本低等优点,实现光纤光栅的低成本高速解调。本文从光纤光栅传感的系统组成和解调原理入手，着重研究了光纤光栅传感解调的寻峰算法研究和硬件解调模块的设计。本文的主要工作如下：1.深入研究了光纤光栅传感解调系统的组成和工作原理，对比分析研究了国内外现有的经典解调方案。2.针对光纤光栅传感解调中的关
4、键技术，即峰值检测技术，本文改进了基于平滑滤波和最小二乘法拟合的寻峰算法，改进后的寻峰算法不仅可以精确标定光纤光栅反射谱的峰值，还可以计算出光纤光栅反射信号谱峰值中心波长的位置、-4峰值、带宽和面积。设计算法精确度为10。3.使用Verilog硬件描述语言设计了光纤光栅传感解调系统的数字处理电路的各个模块，即数据采集和A/D模块的设计，A/D的转换速率为100KHz，分辨率为8bit；SRAM模块的设计；数值显示模块的设计。4.用DSPBuilder库在MATLAB中设计了数字滤波模型，MATLAB与Quartusii和Modelsim软件相互配合，将在MATLAB
5、中设计的滤波模型在Modelsim中进行了RTL级仿真，最后将滤波模型转换为可在quartusii编译的硬件描述语言。5.最后进行了系统实验，验证了文中所设计的由A/D模块、SRAM数据缓存模块、FIR数字滤波模块和数值显示模块所组成的数字化解调系统功能，即通过系统的采集端对信号进行采集，采集到的信号经过缓存和滤波后在数值显示端显示转换为数字信号的数值。通过实验得到了数字化解调系统所能解调的模拟电压范围3.6V至4.0V，具有一定的实用价值。关键词：FPGA、信号采集、光纤光栅传感、解调系统、峰值检测IShanghaiNormalUniversityMasterof
6、EngineeringAbstractAbstractFibergratingsensorisakindofsensorwhichisgraduallymature.Ithasmanyexcellentcharacteristicswhichotherkindsofsensorsdonothave.Inrecentyears,thesensortechnologybasedonfibergratinghasdevelopedwithhighspeed,becauseofitselectricalinsulation,anti-electromagneticinter
7、ference,acidcorrosion,smallsize,lightweight,highsensitivityandsoon,ithasbeenwidelyusedincoal,petroleum,chemical,aerospace,buildingstructuralhealthmonitoring,dynamicmonitoringofcomplexmechanicalsystemsandotherfields.Therearesomeproductsbasedondifferentsolutionsrelatedonthefibergrating
