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随着信息社会的发展，光纤传感技术随着光纤制造技术、光通讯技术和微电子技术的发展而成为日益显著的高新信息技术。其灵敏度高、抗电磁干扰能力强、电绝缘性好、耐腐蚀、化学性能稳定、安全性能好、几何形状可塑、测量范围广等优点，弥补了传统传感器在应用中的诸多缺陷，因而对它的研究和开发引起了世界范围内的广泛重视。数字信号处理器，简称DSP(DigitalSignalProcessor)，是对信号和图像以及反馈控制实现实时处理的一类高性能的微处理器(MCU)，主要用于实现各种数字信号处理算法与高精度控制，目前已广泛应用于许多需要实时监测以及控制的领域。本文结合光纤传感技术与数字信号处理器的优势，采用多种光纤传感单元作为调制单元，设计了基于DSP技术的嵌入式光纤传感解调模块，构建了多个基于温度测量的光纤传感系统。本文对这几个系统中各硬件组成进行了测试分析，完成了对光纤传感单元反射光谱的采集和动态温变测试实验，采用功率加权平均算法对实验数据进行分析处理并通过液晶显示(LCD)屏幕或者串口通信接口上传至PC端进行实时监测，通过光纤传感单元温度变化实验验证各个解调系统的可靠性。本文的主要工作以及创新点包括： 1)介绍和运用菲涅耳反射原理，采用普通FC/PC尾纤插头作为传感头，结合高精度、高灵敏度PIN光电二极管作为光电转换器件，并且引入小信号对数放大以及差分高精度(18位)A/D转换概念，设计了基于DSP的硬件采集以及数据处理单元的光纤单点温度传感测量系统。并首次提出利用基于菲涅尔反射的光纤传感方法进行高温传感测量。实验结果表明测量精度能够达到5×10-6量级，测量温度范围为30℃～730℃，适合单点式温度参量的测量。 2)在搭建好的基于菲涅耳反射温度测量硬件DSP处理系统基础上，提出加入模拟多路选择器芯片，搭建基于阵列波导光栅与光纤光栅的多点(准分布式)温度测量传感系统。系统采用多个串联光纤布拉格光栅作为传感探头，每个光纤光栅都与两个高精度、高灵敏度PIN相对应，实现AWG双通道的相对强度解调技术对FBG反射光谱进行精确的解调。系统加入短信预警报警硬件模块，实现准分布式的多温度点实时监控与预警。实验表明温度精度可达到±1.5℃以内。 3)在前面DSP硬件系统的基础上，引入FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)芯片与100MH采样率、14位精度的高速采样A/D芯片，提出“DSP+FPGA检测拉曼信号”硬件设计方法，搭建基于斯托克斯拉曼与反斯托克斯拉曼反射光的双通道拉曼分布式温度传感系统。利用设计的硬件系统对总测量长度为10km的光纤进行了温度测试实验，得出结果为测量距离精度为1m，温度精度为±1℃，单次测量时间为6s，实现了分布式的温度实时监控。