光纖傳感空分復(fù)用下多點(diǎn)溫度與應(yīng)力的監(jiān)測顯示
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將相關(guān)解調(diào)計(jì)算得到的fF-P帶入式(5)，得到方程的解為：
在實(shí)際解調(diào)過程中，可取測量得到的原始FBG光譜峰值附近一定范圍的光譜數(shù)據(jù)做上述運(yùn)算，得到分離后FBG的新光譜并進(jìn)行高斯擬合，即可得到精確的FBG的中心波長位置。故該串聯(lián)復(fù)用能實(shí)現(xiàn)雙參數(shù)解調(diào)。
2 解調(diào)研究
2．1 FBG與F-P腔傳感串聯(lián)復(fù)用進(jìn)行空分復(fù)用的解調(diào)
分析FBG與F-P腔傳感串聯(lián)復(fù)用可知，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和應(yīng)變的高精度測量。通過對(duì)該串聯(lián)復(fù)用系統(tǒng)進(jìn)行空分復(fù)用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)多監(jiān)測點(diǎn)的雙參數(shù)測量。以可調(diào)諧窄帶激光F-P腔做光源，可使各分路的光功率提高，提高系統(tǒng)的信噪比，解調(diào)范圍可控制。為此構(gòu)建一個(gè)能同時(shí)測量溫度和應(yīng)變，并且能大幅度提高精確度的空分復(fù)用系統(tǒng)。對(duì)該空分復(fù)用系統(tǒng)各路光纖進(jìn)行解調(diào)設(shè)計(jì)的原理如圖2所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/159493.htm
首先用FPGA控制多路選擇開關(guān)，選擇具體的某路光纖。進(jìn)入到光電探測器中，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)并用A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。采集完數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于FPGA存儲(chǔ)器中，再進(jìn)行下一路光纖數(shù)據(jù)的采集，如此循環(huán)，在一給定的時(shí)序內(nèi)完成所有光路的數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)用數(shù)組存儲(chǔ)。最終通過對(duì)FPGA進(jìn)行配置與編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫轉(zhuǎn)換，用RS 232數(shù)據(jù)線通過VB串口通信連接到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度／應(yīng)力的顯示。FPGA的I／O端口可擴(kuò)展為多路開關(guān)和A／D轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步能實(shí)現(xiàn)對(duì)更多路的監(jiān)測解調(diào)。
2．2 數(shù)值界面監(jiān)控顯示
2．2．1 軟核配置與數(shù)據(jù)采集
以FPGA開發(fā)板EP2C8Q208為硬件平臺(tái)，在QuartusⅡ11．0的SOPC Builder里，設(shè)計(jì)NiosⅡ軟核處理器及功能模塊。直接調(diào)用Altera提供的IP核，功能模塊IP核經(jīng)配置后，即可加入到系統(tǒng)中。此處添加的模塊有CPU，SDRAM，F(xiàn)LASH，PIO，SPI，M4KRAM，UART，DS等。其連接圖如圖3所示。
PIO模塊主要用來實(shí)現(xiàn)A／D的配置和控制；RAM為緩沖存儲(chǔ)塊，設(shè)置為雙端口RAM，一個(gè)端口寫，另一個(gè)端口讀；DS時(shí)鐘模塊進(jìn)行時(shí)序控制；SDRAM隨機(jī)存儲(chǔ)器；FLASH程序下載固化時(shí)用；NiosⅡ軟件編程控制模塊，通過各模塊的配置以及NiosⅡ的程序來尋址IP核，完成數(shù)據(jù)的采集；以RS 232串口線完成FPGA與PC的連接，并由UART與編寫的VB串口實(shí)現(xiàn)通信。
2．2．2 數(shù)據(jù)串口通信
主要是將NiosⅡIDE main()里的數(shù)組尋址RAM模塊讀來的數(shù)據(jù)，傳送到VB串口接收窗口中，以NiosⅡ軟核處理器中的UART(RS 232)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與PC通信。此處需在PC上用VB編寫一個(gè)串口通信端口來接收RAM里的數(shù)據(jù)。注意UART與VB接收端口的波特率必須一致，否則不能成功通信。以下為VB處理代碼：
(1)VB串口端口通信，由mscomm控件來完成通信，其初始化為：
(3)TxtReceive接收文本的數(shù)據(jù)，每過5 s刷新數(shù)據(jù)，并繼續(xù)接收由FPGA采集傳來的數(shù)據(jù)。由timer控件處理，其屬性Enabled為True，Interval為5 000，timer()事件為Form1．Text1．Text=串口調(diào)試軟件．TxtReceive．Text。確保引用接收到的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)正確的。
評(píng)論