0 引言

　　近年来，分布式光纤测温传感技术得到快速的发展。分布式光纤测温系统（DTS）可以对光纤沿线区域进行连续实时温度监控[1]。光纤具有本质安全、不导电、抗电磁干扰和抗腐蚀性等特点，与传统的测温系统相比，DTS被广泛应用于电力、石油、化工和航天等领域，其应用前景更加广阔[1-3]。

　　DTS的温度光纤传感器主要分为2类：基于喇曼散射和基于布里渊散射[3-5]。其中，布里渊散射不仅对温度物理量敏感，对应变也较为敏感；而喇曼散射中，向后散射的反斯托克斯光仅对温度信号敏感，系统整体的测量精度高[6-8]。在基于喇曼散射的DTS中，由于自发喇曼散射所发出的斯托克斯光与反斯托克斯光非常微弱，而且所产生大量的光学噪声和电流噪声会降低系统的信噪比，影响系统整体的测温精度和测量距离，所以需要对系统进行降噪处理，提升系统的信噪比[2，7，9]。目前，提升系统信噪比有2种方法：硬件和软件。硬件方法是采取提升光源的光功率、使用性能更好的光电探测器以及脉冲编码调制脉冲光等措施；软件方法是采用各种信号处理算法，如递推最小二乘（RLS）自适应滤波算法、卡尔曼滤波以及小波阈值降噪等算法[10-15]。其中，小波阈值降噪算法被广泛应用于DTS中。2020年，太原理工大学薛志平等人[2]通过使用小波包去噪算法将光纤全程温度波动范围从 0.65～1.15 ℃降至0.36～0.75 ℃。但是，基于喇曼散射的分布式光纤测温系统（DTS）中仍存在含有温度信号的后向散射光微弱、易淹没在系统噪声下以及系统整体成本高、体积大的问题。为此，本文提出一种基于嵌入式的DTS。

4 结束语

　　本文提出使用STM32F407嵌入式系统代替计算机作为DTS数据处理模块的方案，降低了整套系统的成本，使系统小型化且集成度高。该系统首先采用累加平均算法，使用10000次的累加平均滤波降低系统的噪声影响；然后，在STM32F407单片机中，加入小波阈值降噪算法对系统采集的数据进行降噪处理，加入多项式插值法消除光散射效应；最后，通过实验验证系统的测量精度和稳定性。实验数据表明：通过算法处理数据后，测量出的温度波动范围从3.3~5.9 ℃降低到0.3~0.8 ℃，极大地增强了系统的测量精度和数据平稳性；此外，在29.5 ℃、45 ℃、60 ℃和80 ℃测试环境下，系统温度波动范围在±1 ℃的范围内，并且信号处理算法没有改变系统的带宽，系统的数据处理时间在60 ms左右。本系统的测量精度和实时性完全满足实际工程需要。