[发明专利]一种基于快速傅里叶变换的光纤温度传感器系统

说明书

本发明公开一种基于快速傅里叶变换的光纤温度传感器系统，包括信号获取终端和信号处理终端，所述信号获取终端包括信号监测模块、信号加密模块和无线收发模块，所述信号处理终端包括信号解密模块、信号消噪模块和信号转化输出模块；本发明通过采用无线技术将获取的信号频段与无线信号频段耦合发送，实现了无线信号传输，避免了传统的光纤传输存在的布施工程量大和造价大的弊端，同时通过加密模块加密后的信号进行传输，更加安全可靠，避免了重要保密信号丢失或被窃取的风险，且先利用小波消噪，降低了快速傅里叶变换法的计算强度，再利用快速傅里叶变化消噪进行双重消噪处理，使得处理后的信号更加清晰准确，消躁速度更快适合推广。

技术领域

本发明涉及光纤温度传感技术领域，尤其涉及一种基于快速傅里叶变换的光纤温度传感器系统。

背景技术

温度的变化通过化学物理和生物的指标表征，尽管传统的温度测量技术在各个领域的应用趋于成熟,但其敏感特性是以电磁特性为工作基础,温度信号被电磁信号调制,使测量范围和精度都受到影响和限制，光纤传感器利用光在媒质中的强度、偏振态、相位特性和干涉特性的变化来检测物理量,因其具有上述特殊功能，故光纤传感器的研究已成为科研与工业应用的一个重要发展方向；

目前分布式光纤传感技术是通过长距离光纤完成数据传输，而长距离光纤的铺设需要消耗大量的人力物力，维护检修成本高且检修较为困难，且对于一些机密的数据信息，传统的利用光纤传输信号容易被截获，导致信号数据丢失和泄漏，因此，本发明提出一种基于快速傅里叶变换的光纤温度传感器系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于快速傅里叶变换的光纤温度传感器系统，该基于快速傅里叶变换的光纤温度传感器系统通过采用无线技术将获取的信号频段与无线信号频段耦合发送，实现了无线信号传输，避免了传统的光纤传输存在的布施工程量大和造价大的弊端，同时通过加密模块加密后的信号进行传输，更加安全可靠，避免了重要保密信号丢失或被窃取的风险，且先利用小波消噪，降低了快速傅里叶变换法的计算强度，再利用快速傅里叶变化消噪进行双重消噪处理，使得处理后的信号更加清晰准确，消躁速度更快适合推广。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于快速傅里叶变换的光纤温度传感器系统，包括信号获取终端和信号处理终端，所述信号获取终端包括信号监测模块、信号加密模块和无线收发模块，所述信号监测模块用于利用内置半导体激光器的光纤温度传感器获取检测地温度信号，所述信号加密模块基于信道非线性变换法对获取的信号进行加密处理，所述无线收发模块用于和信号处理终端实现指令收发执行，所述信号处理终端包括信号解密模块、信号消噪模块和信号转化输出模块，所述信号解密模块基于LDPC码纠错模型实现对信号获取终端加密后的信号进行解密，所述信号消噪模块基于小波消噪和快速傅里叶变化消噪对解密后的信号进行消噪处理，所述信号转化输出模块用于将消噪后的信号转化为数字信号输出展示。

进一步改进在于：所述光纤温度传感器、信号加密模块和无线收发模块之间均通过光纤连接，所述光纤温度传感器是基于荧光寿命的双参考信号脉冲调制锁相法获取信号，采用两种不同参考信号的脉冲调制进行锁相检测，消除信号获取终端的激励光泄露的影响。

进一步改进在于：所述信号加密模块包括缓存子模块、加密计算子模块和输出连接子模块，所述缓存子模块用于将信号获取终端获取的信号数据进行暂存，所述加密计算子模块利用加权非线性最小二乘法得出加密后的信号数据，所述输出连接子模块用于将计算得到的加密后的信号数据输出至无线收发模块。

进一步改进在于：所述信号处理终端也包含有无线收发模块，所述无线收发模块包含信号耦合子模块，所述信号耦合子模块用于将加密处理后信号频段与用于数据互通的无线信号频段耦合，形成以无线信号频段为载体的特殊信号频段用于与信号处理终端进行数据互通。

进一步改进在于：所述无线收发模块还包含信号解耦子模块，所述信号解耦子模块用于将特殊信号频段进行解耦处理，提取出加密后的信号数据并将作为载体的无线信号频段过滤掉。