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时间:2017-12-08
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1、2012年第31卷第l1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)17人体通信信道测试系统的研究与实现冷腾飞,聂泽东,王磊(中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所,广东深圳518055)摘要:人体通信以人体为通信媒介,具有低功耗、高速率、高安全性等优点,其为人体传感器网络提供了一种理想的通信方式。设计了一种人体通信信道测试系统,具有“浮地”特性,能真实反映人体通信的耦合或感应机制。该系统采用ARM7TDMI内核的S3C44BOX系统作为开发平台,使用直接数字合成器(DDS)芯片AD9910设计
2、可调频率信号源,使用对数放大器芯片AD8310设计信号强度检测器。测试结果表明:可调频率信号源频率范围为0~200MHz,窄带无杂散动态范围大于80dB;信号强度检测器检测分辨率可达0.1dB。该系统采用电池供电,成功地在电磁屏蔽室做大量实验,并测试得到人体信道特性。关键词:人体传感器网络;人体通信;信道测试系统;可调频率信号源;信号强度检测器中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1000-9787(2012)11-0017-03Researchandimplementationofchanneltestingsystemforhumanbodyc
3、ommunicationLENGTeng—fei,NIEZe—dong,WANGLei(InstituteofBiomedicalandHealthEngineering,ShenzhenInstituteofAdvancedTechnologyChineseAcademyofSciences,Shenzhen518055,China)Abstract:Humanbodycommunication(HBC),whichusesthehumanbodyitselfasthepropagationmedium,hasadvantagesoflowpowerco
4、nsumption,highrateandhighsecurity.Itisregardedasanidealcommunicationmethodforbodysensornetwork.AchanneltestingsystemofHBCisdesigned,whichhascharacteroffloatinggroundandbehavedliketherealHBCscenarios.ARM7TDMIbasedSamsungS3C44BOXchipisadoptedasdevelopmentplatform.Inthetransmitterend
5、,thedirectdigitalsynthesizer(DDS)chipAD9910isusedtodesignadjustable~equencysignalgenerator,andthelogarithmicamplifierchipAD8310isperformedtorealizethesignalstrengthindicatorinthereceivedend.Theoutputsignal~equencyrangeoftheproposedadjustablefrequencysignalgeneratoris0—200MHz,andth
6、eBarrow—bandspuriousfieedynamicrangeislargerthan80dB,theminimumresolutionofthesignalstrengthindicatorisupto0.1dB.Thesystemisbattery—powered.Alargeamountofmeasurementalexperimentsareconductedsuccessfullyintheshieldchambertoinvestigatethehumanbodycharacteristicsbyusingthissystem.Key
7、words:bodysensornetwork;humanbodycommunication(HBC);channeltestingsystem;adjustable~equencysignalgenerator;signalstrengthindicatol’0引言较远,容易造成网络的重叠,且安全性不高;RFID和NFC随着人体传感器网络技术的发展,通过在人体近端放通信功耗低,但数据率低且不能组网。同时,以上通信方式置各种穿戴式或植入式医疗设备,采集人体多种生理信号都不可避免地面临着阴影效应的影响,使得通信质量得不(例如:心电,体温,呼吸等),从而实现对
8、患病者的健康状到保障0。针对以上问题,ZimmermanTG提出一
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