ARM嵌入式FBG传感解调系统设计与优化

"基于ARM的FBG传感解调系统的研究，主要涉及光纤布拉格光栅（FBG）中心波长检测，嵌入式技术，以及基于ARM的信号处理系统设计。该系统包括数据采集、处理、存储模块，实现了FBG反射谱的采集、波长检测、显示等功能。采用C语言编程，经过测试，系统提高了解调速度和精度，为低成本、微型FBG传感系统提供了实用参考。光纤光栅传感器利用折射率变化检测环境参数，通过检测反射波长变化实现传感。系统中，A/D转换、数字滤波、波峰检测是核心步骤，ARM嵌入式系统和软件编程优化了这些过程，降低了系统成本并提升了性能。" 在光纤传感领域，光纤布拉格光栅（FBG）作为一种重要的传感器件，其工作原理是基于光的布拉格反射。FBG的中心波长会因为外界环境如温度、应变的影响而发生变化，通过精确测量这种变化，可以获取被测参数的信息。公式λB=2neff(1) 描述了FBG的布拉格波长与光纤纤芯的有效折射率和光栅周期的关系。在FBG传感系统中，常见的解调方法是利用可调谐Fabry-Perot干涉仪来检测反射波长的偏移。 设计的基于ARM的FBG传感解调系统，包含了三个主要模块：数据采集、数据处理和数据存储。数据采集模块通过A/D转换将FBG反射谱信号转化为数字信号；数据处理模块则通过数字滤波算法如滑动平均滤波、中值滤波等提升信号质量，然后运用波峰检测算法找到反射谱中的峰值，以确定中心波长。这个过程对解调速度和精度要求很高，因此选择了高效的ARM嵌入式系统，不仅能够满足实时处理需求，还利于系统的小型化和降低成本。 在实际应用中，为了达到高精度的波长测量（优于0.01nm），滤波和寻峰算法的选择至关重要。ARM系统提供了这样的平台，使得软件算法的实现更加灵活，能够根据需求进行优化和扩展。这种软硬件结合的方式极大地提高了系统的性能和适应性，对于实现低成本、高性能的FBG传感网络具有重要意义。