用于人体通信的收发器结构、通信系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及用于人体通信的收发器结构，包括用于收发数据帧、进行数据校验、控制隔离开关的微处理器，用于数据编码与解码的基带处理器，用于控制信号通道的导通与关闭的隔离开关，用于整形处理发送信号和对除噪处理接收信号的滤波器，用于发送耦合信号、同时接收来自人体信道发送信号的电极板，用于放大接收信号的放大器、用于解调接收信号的检波器、用于判决解调信号并将其恢复为数字信号的比较器。本发明专利技术还涉及用于人体通信的通信系统及通信方法，包括使用第一收发器结构和第二收发器结构同时向彼此发送和接收信号。本发明专利技术采用不同频率的信号实现数据的同时收发，避免信号之间的干扰。另外，本发明专利技术还有检错重发功能，提高数据传输准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人体通信
，具体是一种用于人体通信的收发器结构、通信系统及方案。 
技术介绍
人体通信技术是一种利用人体作为通信的传输介质，在人体近端进行通信的技术，其可通过电容耦合或者电流耦合的方式进行数据传输。与传统的无线通信技术相比，人体通信技术具有信号辐射小、对人体无害、低功耗、高速率、高安全性等优势，是接入物联网“最后一米”理想的穿戴式通信技术，应用场景十分广泛。 在人体通信技术中，人体通信收发器是该技术的关键核心。随着信息技术的发展，需要利用人体通信进行交互的信息量越来越多，因此，缩短两个收发器之间的信息交互时间，提高数据传输的准确性，是收发器的设计趋势。现有的技术中，用于人体通信的收发器主要有以下几种结构： 1、人体通信收发器单工结构。该结构一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。该结构的缺陷是信息只能沿一个方向传输，因此不能实现两个人体通信收发器之间的信息交互，应用范围受到限制。 2、人体通信收发器半双工结构。该结构既可以发送数据又可以接收数据，但不能同时进行数据的发送和接收。该结构的缺陷是数据不能同时发送和接收，导致当两个人体通信收发器进行信息交互时，需要较长的时间才能完成，降低信息交互的效率，不利于人体通信的发展。 3、人体通信收发器全双工结构。该结构能够同时实现数据的发送和接收。但是目前关于双向通信的人体通信收发器结构比较少，而其他无线的双向通信收发器的结构均比较复杂。 因此，开发一种结构简单、能够同时实现数据发送和接收功能的用于人体通信的收发器是十分必要的。 r>
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、能够同时实现数据发送和接收功能的人体通信收发器。 本专利技术提供一种用于人体通信的收发器结构，其特征在于：包括微处理器、基带处理器、隔离开关、滤波器、电极板、放大器、检波器、比较器； 所述微处理器与所述基带处理器连接，用于发送与接受数据帧、进行数据校验、控制所述隔离开关；所述基带处理器分别与所述微处理器、所述隔离开关和所述比较器连接，用于数据的编码与解码，发送与接收数据包；所述隔离开关分别与所述基带处理器、所述滤波器、所述放大器连接，用于控制信号通道的导通与关闭；所述滤波器分别与所述隔离开关和所述电极板连接，用于对发送的信号进行整形处理，对接收到的信号进行滤除噪声处理；所述电极板与所述滤波器连接，用于将信号耦合发送出去，同时接收人体信道发送的信号； 所述放大器分别与所述隔离开关和所述检波器连接，用于对接收到的信号进行放大，以便于所述检波器对信号的识别；所述检波器分别与所述放大器和所述比较器连接，用于对接收到的信号进行解调；所述比较器分别与所述检波器和所述基带处理器连接，用于对解调后的信号进行判决，将信号恢复为数字信号。 进一步的，所述隔离开关包括第一隔离开关和第二隔离开关，且所述第一隔离开关和所述第二隔离开关具有受所述微处理器控制的控制端口；所述滤波器包括第一滤波器和第二滤波器，且所述第一滤波器和所述第二滤波器的中心频率不同； 所述微处理器用于向所述基带处理器发送数据帧；所述基带处理器用于接收来自所述微处理器的数据帧，按照数据格式添加开始帧和校验帧，并对数据进行编码，接着采用OOK调制方式并选择具有所述第一滤波器的中心频率的方波或具有所述第二滤波器的中心频率的方波作为发送的载波信号，并将选择结果反馈给所述微处理器； 所述第二隔离开关用于根据所述微处理器的命令，导通信号通道，使所述基带处理器发送的载波信号通过所述第二隔离开关传输至 所述滤波器； 其中，当选择的载波信号具有所述第一滤波器的中心频率时，所述微处理器命令所述第二隔离开关的控制端口为低电平，所述第二隔离开关导通所述基带处理器和所述第一滤波器之间的信号通道，关闭所述基带处理器与所述第二滤波器之间的信号通道，使所述基带处理器发送的载波信号传输至所述第一滤波器；当选择的载波信号具有所述第二滤波器的中心频率时，所述微处理器命令所述第二隔离开关的控制端口为高电平，所述第二隔离开关导通所述基带处理器和所述第二滤波器之间的信号通道，关闭所述基带处理器与所述第二滤波器之间的信号通道，使所述基带处理器发送的载波信号传输至所述第二滤波器； 所述滤波器用于整形处理接收到的载波信号，将所述载波信号转换为适宜于人体信道传输的波形信号，并将所述波形信号传输至所述电极板；所述电极板用于将接收到的所述波形信号耦合发送出去。 进一步的，所述电极板还用于接受来自人体信道发送的校验结果，当校验结果表示为发送信息正确时，所述微处理器继续发送新的数据帧，当校验结果表示为发送信息错误时，所述微处理器重新发送数据帧。 进一步的，所述隔离开关包括第一隔离开关和第二隔离开关，且所述第一隔离开关和所述第二隔离开关具有受所述微处理器控制的控制端口；所述滤波器包括第一滤波器和第二滤波器，且所述第一滤波器和所述第二滤波器的中心频率不同； 所述电极板用于接收来自人体信道发送的信号；所述滤波器用于对接收到的信号进行滤除噪声处理，并将处理后的信号传输至所述第一隔离开关；所述第一隔离开关用于根据所述微处理器的命令，导通信号通道，使所述信号经过所述第一隔离开关传输至所述放大器； 其中，当所述信号具有所述第一滤波器的中心频率时，所述微处理器命令所述第一隔离开关的控制端口为高电平，所述第一隔离开关导通所述第一滤波器和所述放大器之间的信号通道，关闭所述第二滤波器和所述放大器之间的信号通道，使所述信号通过所述第一滤波器 后传输至所述放大器；当所述信号具有所述第二滤波器的中心频率时，所述微处理器命令所述第一隔离开关的控制端口为低电平，所述第一隔离开关导通所述第二滤波器和所述放大器之间的信号通道，关闭所述第一滤波器和所述放大器之间的信号通道，使所述信号通过所述第二滤波器后传输至所述放大器； 所述放大器用于将所述信号放大，便于所述检波器对所述信号的识别，并将放大后的所述信号传输至所述检波器；所述检波器用于对接收到的所述信号进行解调，并将解调后的信号传输至所述比较器；所述比较器用于对接收到的解调后的信号进行判决，将其恢复为数字信号，并将所述数字信号传输至所述基带处理器；所述基带处理器用于对接收到的所述数字信号进行解码得到数据帧，并将所述数据帧传输至所述微处理器；所述微处理器用于接收所述数据帧。 进一步的，所述微处理器还用于在接收所述数据帧后，对所述数据帧进行校验检错，并将校验结果发送出去；其中，当校验结果为数据正确时，发送信息正确结果，当校验结果为数据错误时，发送信息错误结果。 本专利技术还提供一种用于人体通信的通信系统，包括第一收发器结构和第二收发器结构，所述第一收发器结构和所述第二收发器结构为上述收发器结构，所述第一收发器结构用于向所述第二收发器结构发送信号的同时接收来自所述第二收发器结构发送的信号；所述第二收发器结构用于向所述第一收发器结构发送信号的同时接收来自所述第一收发器结构发送的信号。 进一步的，所述第一收发器结构和所述第二收发器结构均包括微处理器、基带处理器、隔离开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于人体通信的收发器结构，其特征在于：包括微处理器、基带处理器、隔离开关、滤波器、电极板、放大器、检波器、比较器；所述微处理器与所述基带处理器连接，用于发送与接受数据帧、进行数据校验、控制所述隔离开关；所述基带处理器分别与所述微处理器、所述隔离开关和所述比较器连接，用于数据的编码与解码，发送与接收数据包；所述隔离开关分别与所述基带处理器、所述滤波器、所述放大器连接，用于控制信号通道的导通与关闭；所述滤波器分别与所述隔离开关和所述电极板连接，用于对发送的信号进行整形处理，对接收到的信号进行滤除噪声处理；所述电极板与所述滤波器连接，用于将信号耦合发送出去，同时接收来自人体信道发送的信号；所述放大器分别与所述隔离开关和所述检波器连接，用于对接收到的信号进行放大，以便于所述检波器对信号的识别；所述检波器分别与所述放大器和所述比较器连接，用于对接收到的信号进行解调；所述比较器分别与所述检波器和所述基带处理器连接，用于对解调后的信号进行判决，将信号恢复为数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于人体通信的收发器结构，其特征在于：包括微处理
器、基带处理器、隔离开关、滤波器、电极板、放大器、检波器、比
较器；
所述微处理器与所述基带处理器连接，用于发送与接受数据帧、
进行数据校验、控制所述隔离开关；所述基带处理器分别与所述微处
理器、所述隔离开关和所述比较器连接，用于数据的编码与解码，发
送与接收数据包；所述隔离开关分别与所述基带处理器、所述滤波器、
所述放大器连接，用于控制信号通道的导通与关闭；所述滤波器分别
与所述隔离开关和所述电极板连接，用于对发送的信号进行整形处
理，对接收到的信号进行滤除噪声处理；所述电极板与所述滤波器连
接，用于将信号耦合发送出去，同时接收来自人体信道发送的信号；
所述放大器分别与所述隔离开关和所述检波器连接，用于对接收
到的信号进行放大，以便于所述检波器对信号的识别；所述检波器分
别与所述放大器和所述比较器连接，用于对接收到的信号进行解调；
所述比较器分别与所述检波器和所述基带处理器连接，用于对解调后
的信号进行判决，将信号恢复为数字信号。
2.根据权利要求1所述的收发器结构，其特征在于：所述隔离
开关包括第一隔离开关和第二隔离开关，且所述第一隔离开关和所述
第二隔离开关具有受所述微处理器控制的控制端口；所述滤波器包括
第一滤波器和第二滤波器，且所述第一滤波器和所述第二滤波器的中
心频率不同；
所述微处理器用于向所述基带处理器发送数据帧；所述基带处理
器用于接收来自所述微处理器的数据帧，对数据进行编码，并选择具
有所述第一滤波器的中心频率的方波或具有所述第二滤波器的中心
频率的方波作为发送的信号，并将选择结果反馈给所述微处理器；
所述第二隔离开关用于根据所述微处理器的命令，导通信号通
道，使所述基带处理器发送的信号通过所述第二隔离开关传输至所述
滤波器；所述滤波器用于整形处理接收到的载波信号，将所述载波信
号转换为适宜于人体信道传输的信号，并将所述信号传输至所述电极
板；所述电极板用于将接收到的所述信号耦合发送出去。
3.根据权利要求2所述的收发器结构，其特征在于：所述电极
板还用于接受来自人体信道发送的校验结果，当校验结果表示为发送
信息正确时，所述微处理器继续发送新的数据帧，当校验结果表示为
发送信息错误时，所述微处理器重新发送数据帧。
4.根据权利要求1所述的收发器结构，其特征在于：所述隔离
开关包括第一隔离开关和第二隔离开关，且所述第一隔离开关和所述
第二隔离开关具有受所述微处理器控制的控制端口；所述滤波器包括
第一滤波器和第二滤波器，且所述第一滤波器和所述第二滤波器的中
心频率不同；
所述电极板用于接收来自人体信道发送的信号；所述滤波器用于
对接收到的信号进行滤除噪声处理，并将处理后的信号传输至所述第
一隔离开关；所述第一隔离开关用于根据所述微处理器的命令，导通
信号通道，使所述信号经过所述第一隔离开关传输至所述放大器；
所述放大器用于将所述信号放大，便于所述检波器对所述信号的
识别，并将放大后的所述信号传输至所述检波器；所述检波器用于对
接收到的所述信号进行解调，并将解调后的信号传输至所述比较器；
所述比较器用于对接收到的解调后的信号进行判决，将其恢复为数字
信号，并将所述数字信号传输至所述基带处理器；所述基带处理器用
于对接收到的所述数字信号进行解码得到数据帧，并将所述数据帧传
输至所述微处理器；所述微处理器用于接收所述数据帧。
5.根据权利要求4所述的收发器结构，其特征在于：所述微处
理器还用于在接收所述数据帧后，对所述数据帧进行校验检错，并将
校验结果发送出去；其中，当校验结果为数据正确时，发送信息正确
结果，当校验结果为数据错误时，发送信息错误结果。
6.一种用于人体通信的通信系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李景振，聂泽东，段长江，刘宇航，贾利亚，刘洋，阮忠周，黄仁伟，王珍，陈泽，王磊，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44