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1、- -目 录第 一 章 背景介绍 .2第 二 章 简介 .3第 1 节 定义 .3第 2 节 基本原理 .3第 三 章 人体通信现状 .5第 1 节 通信方式对比 .5第 2 节 目前实现的人体通信 .5第 四 章 未来人体通信的设想 .6第 1 节 应用方向 .6第 2 节 人体通信新发展 .8- 0 -未来的世界通信人体通信摘要：生物遥测术是远程监测、计量和记录下生命体组织的功能、活动或状态。传感器节点网络放置或植入到一个生物体体内形成的网络叫做肢体区域网络(BAN)。这项工作中我们将描述肢体区域网络的原则,肢体区域网络利用人的身体作为一个传输媒介,即人体通信(IBC)。我们将描述 IBC
2、 系统的现状、理论基础及发展前景。关键字：未来，人体通信(IBC)- 1 -第 一 章 背景介绍2008 年春，NTT DoCoMo 公司(日本电报电话公司的手机公司，目前世界上最大的移动通信公司之一，也是最早推出 3G 商用服务的运营商 )播放的一个电视广告描绘了这样一 幅未来生活场景：一位年轻人口袋里装着具有人体通信功能的手机，当他外出时，从锁上房门、启动轻型摩托车、通过地铁车站的自动检票口，一直到使用自动售货机购物，都只需要触摸各相关设备就可以完成。人体可以导电，这是人所共知的常识，把人体当作传输数字信息的通道，则是异想天开的科学幻想。然而，人类社会许许多多的科学成果都是源于幻想，日本科
3、学家已成功开发出人体通信装置，并积极把这一成果向实用领域推进。 一位乘客走上公共汽车,他既不掏“一卡通”, 也不投币 ,而是用手触摸一下车上的检票装置,只听“ 嘟” 的一声 ,他就“通过”了。原来 ,这位乘客口袋里放有一个专用公交支付通信终端,只需用手接触一下车上的检票设备,即可完成车票结算。这不是魔术,而是最新的人体通信示范。如果使用这种通信装置支付货款,顾客只需按一下自动售货机上的按钮,即可完成交易。如果身上携带类似技术的通行证,只需往门前一站,即可识别身份。更让人叫绝的是,如果双方口袋里均装有上述通信终端,两人只需握一下手,即可交换双方的名片信息。该技术衍生的应用还有许许多多。例如无需接
4、触人体,只需将电脑放到桌子上,即可接入局域网等。这就是日本电话电报公司最近开发的高效安全人体通信技术。- 2 -第 二 章 简介第 1 节 定义人体通信(intrabody communication，IBC)是一 种新兴的将人体作为传输媒介的短距离信息传输方式。人体通信的基本原理是用人体来代替通信线缆，将通信元件紧贴在人的身体上，然后用手去触摸同样配备了通信元件的机器，通过通信元件与用于保存个人信息等数据的信息终端配合起来使用，就能够迅速地传输数据。人体通信分电流方式和电场方式 两大类，上述是电流方式，利用电场方式传送数据时，手不必直接触摸通 信模块，离开几厘米或者隔着手帕，衣物等绝缘物。第
5、 2 节 基本原理人体通信的基本功能是用人体来代替通信线缆，将通信元件紧贴在人的身体上，然后用手去触摸同样配备了通信元件的机器，通过通信元件与用于保存个人信息等数据的信息终端配合起来使用，就能够迅速地传输数据。人体通信分电流方式和电场方式两大类，上述是电流方式，利用电场方式传送数据时，- 3 -手不必直接触摸通信模块，离开几厘米或者隔着手帕等绝缘物。402-405MHz频带非常适合于人体通信网络，这是由人体内的信号传播特性、频带体验者的适应性以及频带的可用性决定的。MICS 标准允许 10 个信道，每个信道300kHz，输出功率限制在 25uW。人体通信的信息传输速度每秒 10M 比特，很适合
6、于那些数据传输量更大或移动性更强 的设备，以宽带网的速度通过人体传输数据是完全可能的。- 4 -第 三 章 人体通信现状第 1 节 通信方式对比目前存在的一些通信工具如银行卡，手机卡，身份证等实物，但都存在不通用、挂失补办难、容易被他人盗用、冒用的缺点。也有生物识别技术。目前的生物识别技术是指纹和虹膜识别，已在某些机场、银行和各种龟子设备中有所应用，部分取代了人们手中的信用卡或密码，但生物识别也有一定的缺陷，如指纹磨损，沾水后难以识别，还有被仿造指纹膜。然而人体通信得天独而对于人体通信而言，由于通过人体自身传输信息，可以运用在各领域通用；人体通信得天独厚，每个人体内的“生物密码”都不相同，而且
7、绝对不可伪造，因而更可靠更安全。由此可见，人体通信对于现有通信方式拥有不可比拟的优势。第 2 节 目前实现的人体通信目前在电子设备之间传输数据大多通过网线、蓝牙、红外、WLAN 等方式，但是人体由于其良好的导电性也可以做联网的媒介。美国的电子及通信研究所(ETRI) 推出了一项号称“身域网”(也称为数字人体通信 )的技术，可以通过人体传输数据建立网络，该技术主要运用了人体充当通信电缆作用。爱立信日本公司于 2012 年 6 月 21 日发布人体通信技术“Connected Me”。爱立信人体通信设想的使用方法是一只手拿着智能手机，另一只手放在其他终端上进行数据传输。据介绍， “Connecte
8、d Me”可以用于将智能手机上的音乐作为流媒体播放、传输照片、在设备之间进行配对以及发送密码以打开门禁等。由于采用人体这个实体传输通道，因此可轻松确保安全性，这项技术符合世界卫生组织标准，对人体没有危害。传输速度突破 10Mbps。人体通信的研究机构有美国 IBM、松下电工、NTT、NTT DoCoMo 以及东京大学等，研究者们发现人体通信只要找到合适的用途，就应该能够切实地打开市场，不仅仅是门锁系统，相关娱乐企业也都叫应用，目前已有用于军事用途的人体通信装置的实例，但是民用方面达到实用水平的还很少。尽管人体通信目前还处于萌芽状态，但专家们对人体通信的未来应用情景充满了信心。- 5 -第 四
9、章 未来人体通信的设想第 1 节 应用方向ID 验证开发出把人体作为导体进行信息传输的芯片，这种芯片可使人方便地 获取信息。可以装在上衣口袋里。这种装置可把通信数据变换成微弱的电信 号，信号通过人体表面传递，接收方利用类似装置可以读取信号。这种装置的用途广泛，比如佩带这种芯片的人可以通过触摸门把手传递密码信息打开门锁；如果我们要进入需要进行身份识别的机构，只需轻轻地握一下门把手，那些地方的房门就会自动为我们敞开。NTT 已经利用该技术开发出了进出入管理认证系统“Firmo” ，电容耦合方式，不是向人体通入电流，而是利用人体表面的电场变化传送信息，Firmo 系统由 7mm 厚的卡式 ID 信号
10、发射器和配备传感器电极的接收器组成。只需用户把发信器放入口袋，信号发射器以大约 230kbps 的速度反复发送卡内保存的 ID 序号，Firmo 通过把信号发射器的范围缩小到厘米的程度，大大提高了安全性。另外，超市购物者触摸贴有特殊标签的商品时，商品的产地、性能等数据便可进入芯片，使购物者一目了然；医院的临护室等不希望外部人员进入但门锁的开关又不能太麻烦的地方，最有效的方法就是使用人体通信这个 安全的识别系统。汽车领域的应用汽车上的无钥进入系统除了在门把上，还在车身上设置了电极，即使 两手被行李遮住，只要随身携带有发送器，即司用手背、肘部触碰门把， 或用脚等碰触车身下部的电极就可把门打开。不过
11、由于车载设备的温度、 振动等性能指标较为严格，目前还在开发专用模块。握手交流信息如果两个人身上都安装了通信元件，双方只要握手，彼此的通信元件 便自动连接，就能传送各自的信息资料，名字、单位、住址、电话号码、 电子信箱等个人信息就会自动储存到对方的通信终端。手机应用- 6 -配有模块的通信手机的“人体通信” ，具有通过人体进行通信功能，不论手机是装在兜里还是挂在脖子上，用户只需把手放在通信终端上方即可交换数据。而以前的“钱包手机”必须取出手机，把它在通信终端上放一下才行。人体通信的信号通过人体传导，不会像固定电话或手机那样发生串线和盗听、盗打现象。人体局域网未来人体通信的应用范围将越来越广泛。你
12、的身上可能带着 10 多个 微型计算机，它们被嵌入你的手表内、耳环上，或缝在衣服内，各具专用特性的微型计算机彼此联接，构成个人体局域网。你将手放在桌子上，计算机识别系统便自动启动；把手伸向自动售货机，就可以完成小额支付；手握汽车方向盘，导航系统自动为你调整方向；慢跑锻炼身体时，监控系统随时提醒你心跳速率，超速时就会报警；你无论走到哪里，网上的新闻或无线话音都能传到你的耳机和眼镜上，听得见，看得清。护理、保健系统在家庭保健方面的应用主要是针对在家的老年人，只需触摸通信终端就能够发送血压值，通过检查汗液实现半实时健康诊断等。如今得益于先进的超低功率射频(RF)技术，患者的心脏起搏器可以与医生办公室
13、进行无线通话，随时报告最新健康情况，利用双向 RF 链路，医生能够远程监控控患者的健康状态，并无线调节植体设备的性能。这意味着患者不再需要频繁进出医院，而代之以远程临控，当检测出问题时，医生再通知患者前往医院。患者健康的几乎每个方面都能够通过植体设备来进行监控或调节。以往被限制在轮椅中的患者可以通过对腿部神经施行功能性电刺激(FES)来完成短距离行走。人体通信已被使用来调节身体功能、模拟神经，以及治疗诸如帕金森氏症、当前，几乎患者健康的每个方面都能够通过植入设备来进行监控或调节。而这些设备向设计人员提出了独特的功率、信号处理和通信方面的挑战。家庭应用携带有人体通信装置的业主回家，只要用手触摸一下自家的大门，物 业管理中心的计算机系统便会立即登录其个人信息，门锁便会自动打开；跨进家门，在室内地板安装固定接收信号的感知装置，那么，发信装置所 发出的信息就可以通过人体
