基于gprs无线传输的光纤光栅波长解调系统的研制

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时间:2019-02-22

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1、基于GPRS无线传输(申请工学硕士学位论文)的光纤光栅波长解调系统的基于GPRS无线传输的光纤光栅波长研制解调系统的研制田祯培养单位:信息工程学院学科专业:通信与信息系统研究生:田祯指导老师:张东生研究员武汉理工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目基于GPRS无线传输的光纤光栅波长解调系统的研制英文DevelopmentofGPRS-basedwirelesstransmissionfiberbragggatingwavelengthdemodulationSystem题目研究生姓名田祯姓名张东生职称研究员学位博士指导教

2、师单位名称信息工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称通信与信息系统论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人万方数据独创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:日期:学位论文使用授权书本人完全

3、了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后遵守此规定)研究生签名:导师签名:日期:万方数据摘要经过几十年的发展,光纤光栅传感技术已经逐渐成熟,由于其具有传感一体、电磁隔离、易于组建传感网络等独特优点,所以在越来越多的领域,特别是

4、油库、矿井等应用环境要求苛刻的地方得到了广泛的应用。在光纤光栅解调系统中,前端传感网络与后台的监控室往往有一定的距离,当距离比较短时采用有线传输的方式虽然简单实用,但是由于需要铺设大量的传输线路,不能实现远距离的监控,在很大程度上限制了光纤光栅传感系统应用范围。随着传感检测规模不断扩大,前端传感网络和后台检测系统可能在地域上分布极广、相距遥远。在一些特殊情况下,如在电力、铁路、采矿和石油等特殊的传感检测领域;一些偏远山区等复杂恶劣的自然地理环境的地区,要对这些情况进行传感检测,就要涉及到解调过程的数据传输问题,如果采用有线的传输方式,则在技术和经济上都是不

5、太适合的。所以采用远程无线的方式来进行数据传输的需求日益突出,具有很大的意义。本文对基于GPRS无线传输的光纤光栅波长解调系统进行了详细的阐述,整个系统包括硬件和软件,对系统硬件的介绍侧重于电路原理,软件系统的介绍侧重于算法层面。全文主要研究内容及工作包括以下四个方面:首先,对相关技术及发展现状进行调研,确定系统设计方案;其中包括对光纤光栅解调技术的调研,确定系统解调方案;以及对无线数据传输技术和GPRS技术做调研,确定数据传输方案。其次,根据系统设计方案,对系统进行硬件电路设计;这其中包括设计以模数转换芯片为核心的数据采集模块;设计以数模转换芯片为核心的

6、F-P驱动信号产生模块;设计以FPGA为核心的数据处理和系统控制模块;设计以GPRS通信模块为核心的无线数据传输接口。然后,在硬件电路的基础上利用verilog和NIOSⅡ等工具进行软件系统开发;软件开发包括数据采集、缓冲、接口控制的数据采集部分verilog程序编写;输入输出缓冲、数模转换、接口控制的F-P驱动信号产生部分verilog程序编写;GPRS传输接口控制、数据发送接收的verilog控制程序编写;模数转换信号处理、寻峰算法、曲线拟合、GPRS信号发送、系统运行控制等部分的NIOSⅡ软核程序编写。最后,通过对整个系统进行系统性能测试来验证系统设

7、计方案的可行性与有效性;对测试结果进行分析,找出造成数据误差以及系统性能不足的原因;并且从系统硬件和软件两个方面提出了芯片升级、算法优化等比较具体的改进方案,为后续的研究工作指明了方向。关键字:GPRS光纤光栅数据采集解调技术远程无线传输I万方数据AbstractAfterdecadesofdevelopment,thefiberBragggratingsensingtechnologyhasbeengraduallymature,becauseofitsuniqueadvantages:sensingone,electromagneticisolatio

8、n,easytosetupasensor-network,soin

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