[发明专利]基于FPGA与ARM的光纤光栅传感器硬件解调系统的实现方法

摘要

本发明提供一种基于FPGA与ARM的光纤光栅传感器硬件解调系统的实现方法，步骤如下一，搭建光纤光栅传感器的结构健康监测硬件系统；二，设计硬件系统的电源模块；三，设计数字模拟转换模块；四，设计光电转换模块；五，设计模拟数字采集模块；六，设计数据处理模块；采用FPGA和ARM相结合的方法，完成数据的预处理、F‑P腔驱动信号的产生和波长算法实现功能；通过以上步骤，本发明实现了基于FPGA与ARM的光纤光栅传感器硬件解调系统，能够对光纤光栅的波长信号进行解调，此外，硬件系统将各个功能封装成模块，简化了系统的设计工作，各模块之间可能单独调试运行，便于降低系统复杂度，使系统升级、调试和维护等操作简单化。

主权项

一种基于FPGA与ARM的光纤光栅传感器硬件解调系统的实现方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一，搭建光纤光栅传感器的结构健康监测硬件系统，确定硬件系统所使用的开发板、编程语言和处理器；步骤二，设计硬件系统的电源模块，为硬件系统的各个模块提供输入电压；步骤三，设计数字模拟转换模块即法布里‑珀罗谐振腔驱动模块；数字模拟转换模块将数字信号转换成模拟信号，最终产生锯齿波；步骤四，设计光电转换模块；光电转换模块将光纤光栅传感器的光信号转换成电流信号，再利用对数放大器，将电流信号转换成电压信号；步骤五，设计模拟数字采集模块；光模拟数字采集模块将光纤光栅传感器的光信号转换成电信号，然后进行电信号调理、滤波并实现数模转换即AD转换，将模拟信号转化为数字信号；步骤六，设计数据处理模块；采用FPGA和ARM相结合的方法，完成数据的预处理、F‑P腔驱动信号的产生和波长算法的实现功能；通过以上步骤，实现了基于FPGA与ARM的光纤光栅传感器硬件解调系统，能够对光纤光栅的波长信号进行解调，此外，硬件系统将各个功能封装成模块，简化了系统的设计工作，各模块之间能单独调试运行，便于降低系统复杂度，使系统升级、调试和维护等操作简单化。