本申請(qǐng)屬于分布式測(cè)溫，尤其涉及一種分布式測(cè)溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)模型對(duì)大范圍信息進(jìn)行處理的能力得到了廣泛提升。而在溫度信號(hào)處理上，相比于傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)溫技術(shù)，分布式光纖傳感技術(shù)由于具有分布式測(cè)溫的優(yōu)勢(shì)，能夠在測(cè)溫對(duì)象上實(shí)現(xiàn)整體式全覆蓋的溫度信息測(cè)量。分布式測(cè)溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要是通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog?digital?converter，adc)芯片及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(field-programmable?gate?array，fpga)并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)。

2、目前分布式測(cè)溫系統(tǒng)常用adc、fpga和arm處理器獨(dú)立進(jìn)行子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)，分別進(jìn)行信號(hào)的采集和信號(hào)的降噪，導(dǎo)致整個(gè)分布式測(cè)溫系統(tǒng)體積較大，設(shè)計(jì)復(fù)雜，穩(wěn)定性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種分布式測(cè)溫系統(tǒng)，使用rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊替代了adc、fpga和arm處理器獨(dú)立進(jìn)行子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)，將adc、fpga和arm處理器的功能集成在同一元器件中，縮小分布式測(cè)溫系統(tǒng)的占用空間，將復(fù)雜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種分布式測(cè)溫系統(tǒng)，測(cè)溫系統(tǒng)包括上位機(jī)，脈沖激光光源模塊、波分復(fù)用模塊、測(cè)溫光纖、光電探測(cè)模塊和射頻系統(tǒng)級(jí)芯片rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊；

3、脈沖激光光源模塊用于產(chǎn)生測(cè)溫脈沖信號(hào)；

4、波分復(fù)用模塊與脈沖激光光源模塊電連接，波分復(fù)用模塊與測(cè)溫光纖連接，測(cè)溫光纖用于傳輸測(cè)溫脈沖信號(hào)，波分復(fù)用模塊用于收集測(cè)溫光纖內(nèi)測(cè)溫脈沖信號(hào)，并將測(cè)溫脈沖信號(hào)解復(fù)用，得到兩路后向散射信號(hào)；

5、光電探測(cè)模塊與波分復(fù)用模塊電連接，用于將兩路后向散射信號(hào)轉(zhuǎn)化為兩路電平信號(hào)；

6、rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊與光電探測(cè)模塊通過(guò)第一射頻連接線連接，用于按照預(yù)設(shè)采樣率采集兩路電平信號(hào)，以及降噪兩路電平信號(hào)；

7、上位機(jī)與rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊電連接，用于根據(jù)降噪后的兩路電平信號(hào)確定溫度信息。

8、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊包括信號(hào)輸入子模塊、時(shí)鐘子模塊和rfsoc芯片；

9、信號(hào)輸入子模塊與rfsoc芯片電連接，信號(hào)輸入子模塊用于通過(guò)第一射頻連接線獲取光電探測(cè)模塊中的兩路電平信號(hào)，并將增益放大后的兩路電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為兩路差分信號(hào)，rfsoc芯片用于按照預(yù)設(shè)采樣率采集信號(hào)輸入模塊中增益放大后的兩路差分信號(hào)，以及將差分信號(hào)轉(zhuǎn)化成兩路電平信號(hào)，并降噪兩路電平信號(hào)；

10、時(shí)鐘子模塊與rfsoc芯片電連接，用于生成向rfsoc芯片提供的高頻時(shí)鐘信號(hào)。

11、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，信號(hào)輸入子模塊包括輸入信號(hào)源單元和全差分放大器；

12、輸入信號(hào)源單元與全差分放大器電連接，輸入信號(hào)源單元用于通過(guò)第一射頻連接線獲取光電探測(cè)模塊傳輸?shù)膬陕冯娖叫盘?hào)，全差分放大器用于實(shí)現(xiàn)兩路電平信號(hào)的增益放大，并將增益放大后的兩路電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為兩路差分信號(hào)。

13、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，時(shí)鐘子模塊包括時(shí)鐘合成器和寬帶射頻合成器；

14、時(shí)鐘合成器與寬帶射頻合成器電連接，時(shí)鐘合成器用于根據(jù)rfsoc芯片中的配置信息生成初始時(shí)鐘信號(hào)，寬帶射頻合成器用于放大時(shí)鐘頻率，將初始時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻時(shí)鐘信號(hào)。

15、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，rfsoc芯片包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列fpga單元和arm處理器；

16、模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列fpga單元電連接，arm處理器與fpga單元電連接；

17、adc用于按照預(yù)設(shè)采樣率采集信號(hào)輸入模塊中增益放大后的兩路差分信號(hào)，并將差分信號(hào)轉(zhuǎn)化成兩路電平信號(hào)；

18、fpga單元用于在接收到arm處理器發(fā)送的控制指令的情況下，對(duì)兩路電平信號(hào)進(jìn)行降噪，得到降噪后的兩路電平信號(hào)。

19、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊；

20、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊與rfsoc芯片通過(guò)高級(jí)可擴(kuò)展接口axi4總線連接，用于獲取并存儲(chǔ)rfsoc芯片中的兩路電平信號(hào)。

21、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊包括ddr4內(nèi)存，用于存儲(chǔ)rfsoc芯片中的兩路電平信號(hào)。

22、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊還包括數(shù)據(jù)傳輸子模塊；

23、數(shù)據(jù)傳輸子模塊包括以太網(wǎng)網(wǎng)線，用于傳輸降噪后的兩路電平信號(hào)。

24、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊與脈沖激光光源模塊通過(guò)第二射頻連接線連接，rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊還用于：

25、利用驅(qū)動(dòng)電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)脈沖激光光源模塊產(chǎn)生測(cè)溫脈沖信號(hào)。

26、在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，rfsoc芯片包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器dac，用于獲取上位機(jī)中的控制信息，根據(jù)控制信息產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)電平信號(hào)。

27、本申請(qǐng)實(shí)施例的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，測(cè)溫系統(tǒng)包括上位機(jī)，脈沖激光光源模塊、波分復(fù)用模塊、測(cè)溫光纖、光電探測(cè)模塊和射頻系統(tǒng)級(jí)芯片rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊；脈沖激光光源模塊用于產(chǎn)生測(cè)溫脈沖信號(hào)；波分復(fù)用模塊與脈沖激光光源模塊電連接，波分復(fù)用模塊與測(cè)溫光纖連接，測(cè)溫光纖用于傳輸測(cè)溫脈沖信號(hào)，波分復(fù)用模塊用于收集測(cè)溫光纖內(nèi)測(cè)溫脈沖信號(hào)，并將測(cè)溫脈沖信號(hào)解復(fù)用，得到兩路后向散射信號(hào)；光電探測(cè)模塊與波分復(fù)用模塊電連接，用于將兩路后向散射信號(hào)轉(zhuǎn)化為兩路電平信號(hào)；rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊與光電探測(cè)模塊通過(guò)第一射頻連接線連接，用于按照預(yù)設(shè)采樣率采集兩路電平信號(hào)，以及降噪兩路電平信號(hào)；上位機(jī)與rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊電連接，用于根據(jù)降噪后的兩路電平信號(hào)確定溫度信息。如此，使用rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊替代了adc、fpga和arm處理器獨(dú)立進(jìn)行子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)，將adc、fpga和arm處理器的功能集成在同一元器件中，縮小分布式測(cè)溫系統(tǒng)的占用空間，將復(fù)雜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)溫系統(tǒng)包括上位機(jī)，脈沖激光光源模塊、波分復(fù)用模塊、測(cè)溫光纖、光電探測(cè)模塊和射頻系統(tǒng)級(jí)芯片rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊包括信號(hào)輸入子模塊、時(shí)鐘子模塊和rfsoc芯片；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)輸入子模塊包括輸入信號(hào)源單元和全差分放大器；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述時(shí)鐘子模塊包括時(shí)鐘合成器和寬帶射頻合成器；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述rfsoc芯片包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列fpga單元和arm處理器；

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊包括ddr4內(nèi)存，用于存儲(chǔ)所述rfsoc芯片中的兩路電平信號(hào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊還包括數(shù)據(jù)傳輸子模塊；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊與所述脈沖激光光源模塊通過(guò)第二射頻連接線連接，所述rfsoc數(shù)據(jù)采集模塊還用于：

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述rfsoc芯片包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器dac，用于獲取上位機(jī)中的控制信息，根據(jù)所述控制信息產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)電平信號(hào)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種分布式測(cè)溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，脈沖激光光源模塊產(chǎn)生測(cè)溫脈沖信號(hào)；波分復(fù)用模塊與脈沖激光光源模塊電連接，波分復(fù)用模塊與測(cè)溫光纖連接，測(cè)溫光纖用于傳輸測(cè)溫脈沖信號(hào)，波分復(fù)用模塊用于收集測(cè)溫光纖內(nèi)測(cè)溫脈沖信號(hào)，并將測(cè)溫脈沖信號(hào)解復(fù)用，得到兩路后向散射信號(hào)；光電探測(cè)模塊與波分復(fù)用模塊電連接，用于將兩路后向散射信號(hào)轉(zhuǎn)化為兩路電平信號(hào)；RFSoC數(shù)據(jù)采集模塊與光電探測(cè)模塊通過(guò)第一射頻連接線連接，用于按照預(yù)設(shè)采樣率采集兩路電平信號(hào)，以及降噪兩路電平信號(hào)；上位機(jī)與RFSoC數(shù)據(jù)采集模塊電連接，用于確定溫度信息。將功能集成在同一元器件中，縮小系統(tǒng)的占用空間，將復(fù)雜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：張宏宇,黃程程,張佳雯,王順月
受保護(hù)的技術(shù)使用者：經(jīng)緯恒潤(rùn)（天津）研究開(kāi)發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240325
技術(shù)公布日：2025/1/2