基于模擬退火算法的光纖光柵傳感器信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating,FBG)傳感器是利用光纖布拉格光柵的敏感特性而制成的一種功能型光纖傳感器,是目前光纖傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于FBG傳感器是一種波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器,除了具有其他傳感器的功能以外,還具有抗電磁干擾、測(cè)量范圍大、耐腐蝕、穩(wěn)定性好、易復(fù)用等優(yōu)點(diǎn),因此在各個(gè)領(lǐng)域被得到廣泛應(yīng)用。如何高精度地將波長(zhǎng)漂移量解調(diào)出來是研究FBG傳感器的關(guān)鍵問題。
　　 本論文詳細(xì)分析了FBG的傳感機(jī)理,以及幾

2、種典型解調(diào)方法和FBG傳感網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù),并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。深入研究了傳統(tǒng)模擬退火算法的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn),針對(duì)其不足,進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。提出了基于光纖可調(diào)諧F-P濾波器法,利用改進(jìn)的模擬退火算法和光譜形狀復(fù)用技術(shù)的解調(diào)方案,并從理論和MALAB仿真兩方面進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了改進(jìn)的模擬退火算法對(duì)FBG傳感信號(hào)解調(diào)的可行性。
　　 根據(jù)實(shí)際情況和改進(jìn)的模擬退火算法的具體要求,選擇合適的ARM芯片(S3C2440A)為硬件平臺(tái),采

3、用C語言完成核心算法的編程及軟件設(shè)計(jì),并用VC++編寫了上位機(jī)界面,通過串口RS-232實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的通信,完成解調(diào)結(jié)果在上位機(jī)上的接收和顯示。
　　 利用改進(jìn)的模擬退火算法在ARM9(S3C2440A)芯片上對(duì)模擬信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,即使當(dāng)各個(gè)傳感FBG的光譜已經(jīng)發(fā)生部分重疊或者完全重疊,利用光譜形狀復(fù)用技術(shù)和模擬退火算法依然能夠解調(diào)出其各自的中心波長(zhǎng)。因此,有效的節(jié)省了帶寬,大大增加了傳感系統(tǒng)中可復(fù)用的