基于FPGA的EFPI光纖瓦斯傳感系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，我國(guó)煤礦因安全監(jiān)測(cè)技術(shù)不足，導(dǎo)致煤炭生產(chǎn)事故頻繁發(fā)生，其中瓦斯事故占據(jù)較大比重。我國(guó)煤礦安全監(jiān)測(cè)使用較多的是由傳統(tǒng)的黑白催化元件和熱導(dǎo)元件構(gòu)成的瓦斯傳感器。由于黑白催化元件頻繁定標(biāo)，熱導(dǎo)元件誤差大以及這兩種混合元件對(duì)瓦斯的突出響應(yīng)不夠迅速等不足之處，使得該檢測(cè)技術(shù)無法精確測(cè)量瓦斯?jié)舛?。針?duì)我國(guó)現(xiàn)有煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)技術(shù)的弊端，本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的EFPI光纖瓦斯傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用新型光纖傳感器能夠快速、精確測(cè)量瓦斯?jié)舛刃盘?hào)，

2、并且通過FPGA來完成信號(hào)的快速運(yùn)算與處理，能夠在很大程度上滿足煤礦安全監(jiān)測(cè)的需求。
　　本文首先介紹了光纖、光纖傳感器和光纖傳感的基本原理;然后對(duì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及組成部分作了詳細(xì)介紹;接下來分別詳述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)的硬件部分由FPGA負(fù)責(zé)信號(hào)采集和A/D轉(zhuǎn)換，利用快速傅里葉變換(FFT)算法對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理和存儲(chǔ)，由CAN總線將系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳給地面上位機(jī)。系統(tǒng)軟件部分分別通過QuartusⅡ和NiosⅡ兩個(gè)開發(fā)平