人体通信信道测试系统研究与实现

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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