环境湿度在传统与新兴领域发挥着重要的作用。近年来,各行业对湿度测量的要求不断提高,光纤湿度传感器凭借抗电磁干扰、体积小、灵敏度高、耐腐蚀等诸多优点逐渐成为湿度传感领域的研究热点。锥形光纤因其独特的结构特性,相对于普通光纤在很大程度上提高了光纤传感器的响应速度,缩小了器件的尺寸,拓展了其应用范围。本文选用氧化石墨烯作为湿敏材料,提出了一种新型锥形光纤湿度传感系统设计,主要内容包括:首先,介绍了光纤湿度传感器的分类,讨论了国内外光纤湿度传感技术的发展现状,从几何理论与波动理论的角度分析了光在锥形光纤中的传输特性,进一步分析了倏逝波传感理论,奠定了湿度传感实验研究的理论基础。讨论了锥形光纤的不同制备方式,实验最终采取熔融拉锥法制备双锥形结构的传感光纤。其次,氧化石墨烯的特殊结构决定了其物理化学特性,本文从内部结构出发,剖析选用氧化石墨烯作为湿敏薄膜的基本原理。具有层间结构的氧化石墨烯含有大量含氧官能团,与环境湿度相互作用(吸收或释放空气中水分子)致其自身折射率的改变,与光纤结合时表现为光传输特性的改变。设计中采用滴定法镀膜工艺制成氧化石墨烯—锥形光纤的传感探头。第三,搭建光功率—湿度实验平台进行湿度特性实验,实验结果表明,拉锥长度为18mm,锥腰区弯折角度为60°的锥形光纤光功率的变化量较大,且具有良好的线性度,灵敏度为0.045dB/%RH。最后,进行了湿度传感器系统的设计与实现。采用STM32单片机作为控制器并结合硬件电路,对软硬件调试后实现了湿度值的实时显示。对整个系统进行了性能测试,实验结表明:本设计在20%-80%RH的测量范围内具有较高的稳定性,分辨率达到了 0.1%RH,本设计将来可应用到智能家居、智慧农业、药品仓储、航空航天等多个领域,能够高效快速的检测湿度。