基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人體收發(fā)器，特別是涉及一種結(jié)構(gòu)簡單的基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人體通信是一種利用人體作為通信的傳輸介質(zhì)，在人體近端進(jìn)行通信的技術(shù)，其可通過電容耦合或者電流耦合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)輻射小，不會(huì)對人體造成任何傷害，具有低功耗、高速率、高安全性等優(yōu)勢，是接入物聯(lián)網(wǎng)“最后一米”理想的穿戴式通信技術(shù)，應(yīng)用場景十分廣泛。人體通信是實(shí)現(xiàn)人體傳感器網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的核心，具有廣泛的運(yùn)用場景。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，需要利用人體通信進(jìn)行交互的信息量越來越多，縮短兩個(gè)收發(fā)器之間的信息交互時(shí)間，并提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，是人體通信收發(fā)器的設(shè)計(jì)趨勢。
[0003]人體通信收發(fā)器單工結(jié)構(gòu)由于信息只能沿一個(gè)方向傳輸，不能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)收發(fā)器之間的信息交互，限制了運(yùn)用范圍；半雙工結(jié)構(gòu)由于不能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，當(dāng)兩個(gè)收發(fā)器進(jìn)行信息交互時(shí)，需要較長的時(shí)間才能完成，在一定程度上也不利于人體通信的發(fā)展。目前關(guān)于無線的雙向通信收發(fā)器的結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單的基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)。
[0005]一種基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)，包括用于數(shù)據(jù)的編碼解碼的FPGA處理模塊、第一隔離開關(guān)、第二隔離開關(guān)、第一濾波器、第二濾波器及信號(hào)處理模塊；
[0006]所述FPGA處理模塊、所述第二隔離開關(guān)依次連接，所述第一濾波器及所述第二濾波器連接用于發(fā)送和接收信號(hào)的電極板；所述第二隔離開關(guān)包括開關(guān)K21和開關(guān)K22，所述開關(guān)K21連接所述第一濾波器，所述開關(guān)K22連接所述第二濾波器；所述第一隔離開關(guān)包括開關(guān)Kll和開關(guān)K12，所述開關(guān)12連接所述第二濾波器，所述開關(guān)Kll連接所述第一濾波器，所述第一隔離開關(guān)還連接所述信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)處理模塊連接所述FPGA處理模塊；
[0007]在發(fā)送的信號(hào)載波頻率為F2時(shí)，所述第二隔離開關(guān)工作，所述開關(guān)K21斷開，所述開關(guān)K22閉合，載波頻率為F2的信號(hào)經(jīng)由所述FGPA處理模塊后輸出到所述第二濾波器，所述第二濾波器對信號(hào)進(jìn)行波形整形處理后發(fā)送給所述電極板發(fā)送出去；
[0008]在發(fā)送的信號(hào)載波頻率為Fl時(shí)，所述第二隔離開關(guān)工作，所述開關(guān)K21閉合，所述開關(guān)K22斷開，載波頻率為Fl的信號(hào)經(jīng)由所述FGPA處理模塊后輸出到所述第一濾波器，所述第一濾波器對信號(hào)進(jìn)行波形整形處理后發(fā)送給所述電極板發(fā)送出去；
[0009]在接收的信號(hào)載波頻率為F2時(shí)，所述第一隔離開關(guān)工作，所述開關(guān)KlI斷開，所述開關(guān)K12閉合，所述電極板將接收的信號(hào)輸入到所述第二濾波器，所述第二濾波器對信號(hào)進(jìn)行濾除噪聲處理后發(fā)送給所述信號(hào)處理模塊；
[0010]在接收的信號(hào)載波頻率為Fl時(shí)，所述第一隔離開關(guān)工作，所述開關(guān)Kll閉合，所述開關(guān)K12斷開，所述電極板將接收的信號(hào)輸入到所述第一濾波器，所述第一濾波器對信號(hào)進(jìn)行濾除噪聲處理后發(fā)送給所述信號(hào)處理模塊。
[0011 ] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括連接所述FPGA處理模塊的微處理模塊，所述微處理模塊用于控制數(shù)據(jù)幀的發(fā)送接收、數(shù)據(jù)校驗(yàn)及隔離開關(guān)的斷開與導(dǎo)通。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述FPGA處理模塊包括FPGA芯片，所述FPGA芯片用于數(shù)據(jù)的編碼解碼及數(shù)據(jù)包的發(fā)送接收。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)處理模塊包括用于放大接收的調(diào)制信號(hào)的放大器，所述放大器連接所述第一隔離開關(guān)。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)處理模塊還包括用于對接收的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的檢波器，所述檢波器連接所述放大器。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)處理模塊還包括用于對解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行判斷并恢復(fù)為數(shù)字信號(hào)的比較器，所述比較器連接所述檢波器及所述FPGA處理模塊。
[0016]上述基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)通過第一隔離開關(guān)、第二隔離開關(guān)、第一濾波器、第二濾波器及電極板之間的邏輯連接關(guān)系，使得發(fā)送不同頻率信號(hào)或接收不同頻率信號(hào)時(shí)，能夠分別接收或發(fā)送，不會(huì)造成信號(hào)干擾，因此，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，縮短了信息交互時(shí)間。且所需元器件少，使得整個(gè)系統(tǒng)在完成雙向通信的同時(shí)結(jié)構(gòu)也非常簡單。
【附圖說明】
[0017]圖1為基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)的模塊圖；
[0018]圖2為基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，為基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)的模塊圖。
[0020]一種基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)，包括用于數(shù)據(jù)的編碼解碼的FPGA (Field —Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)處理模塊102、第一隔離開關(guān)106、第二隔離開關(guān)103、第一濾波器105、第二濾波器104及信號(hào)處理模塊107。
[0021]所述FPGA處理模塊102、所述第二隔離開關(guān)103依次連接，所述第一濾波器105及所述第二濾波器104連接用于發(fā)送和接收信號(hào)的電極板；所述第二隔離開關(guān)103包括開關(guān)K21和開關(guān)K22，所述開關(guān)K21連接所述第一濾波器105，所述開關(guān)K22連接所述第二濾波器104 ;所述第一隔離開關(guān)106包括開關(guān)KlI和開關(guān)K12，所述開關(guān)12連接所述第二濾波器104，所述開關(guān)Kll連接所述第一濾波器105，所述第一隔離開關(guān)106還連接所述信號(hào)處理模塊107，所述信號(hào)處理模塊107連接所述FPGA處理模塊102。
[0022]在發(fā)送的信號(hào)載波頻率為F2時(shí)，所述第二隔離開關(guān)103工作，所述開關(guān)K21斷開，所述開關(guān)K22閉合，載波頻率為F2的信號(hào)經(jīng)由所述FGPA處理模塊102后輸出到所述第二濾波器104，所述第二濾波器104對信號(hào)進(jìn)行波形整形處理后發(fā)送給所述電極板發(fā)送出去。
[0023]在發(fā)送的信號(hào)載波頻率為Fl時(shí)，所述第二隔離開關(guān)103工作，所述開關(guān)K21閉合，所述開關(guān)K22斷開，載波頻率為Fl的信號(hào)經(jīng)由所述FGPA處理模塊102后輸出到所述第一濾波器105，所述第一濾波器105對信號(hào)進(jìn)行波形整形處理后發(fā)送給所述電極板發(fā)送出去。
[0024]在接收的信號(hào)載波頻率為F2時(shí)，所述第一隔離開關(guān)106工作，所述開關(guān)Kll斷開，所述開關(guān)K12閉合，所述電極板將接收的信號(hào)輸入到所述第二濾波器104，所述第二濾波器104對信號(hào)進(jìn)行濾除噪聲處理后發(fā)送給所述信號(hào)處理模塊107。
[0025]在接收的信號(hào)載波頻率為Fl時(shí)，所述第一隔離開關(guān)106工作，所述開關(guān)KlI閉合，所述開關(guān)K12斷開，所述電極板將接收的信號(hào)輸入到所述第一濾波器105，所述第一濾波器105對信號(hào)進(jìn)行濾除噪聲處理后發(fā)送給所述信號(hào)處理模塊107。
[0026]基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)還包括連接所述FPGA處理模塊102的微處理模塊101，所述微處理模塊101用于控制數(shù)據(jù)幀的發(fā)送接收、數(shù)據(jù)校驗(yàn)及隔離開關(guān)的斷開與導(dǎo)通。
[0027]請結(jié)合圖2。
[0028]微處理模塊101包括ARM微處理器。
[0029]FPGA處理模塊102包括FPGA芯片，所述FPGA芯片用于數(shù)據(jù)的編碼解碼及數(shù)據(jù)包的發(fā)送接收。
[0030]信號(hào)處理模塊107包括用于放大接收的調(diào)制信號(hào)的放大器，所述放大器連接所述第一隔咼開關(guān)106。
[0031]信號(hào)處理模塊107還包括用于對接收的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的檢波器，所述檢波器連接所述放大器。
[0032]信號(hào)處理模塊107還包括用于對解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行判斷并恢復(fù)為數(shù)字信號(hào)的比較器，所述比較器連接所述檢波器及所述FPGA處理模塊102。
[0033]ARM微處理器用于數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、隔離開關(guān)的控制等。
[0034]FPGA芯片用于數(shù)據(jù)的編碼與解碼，數(shù)據(jù)包的發(fā)送與接收。
[0035]比較器用于對解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行判決，恢復(fù)為數(shù)字信號(hào)。
[0036]檢波器用于對接收到的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
[0037]放大器用于對接收到的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大，以便于檢波器對信號(hào)的識(shí)別。
[0038]濾波器用于對發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行整形處理；對接收到的信號(hào)進(jìn)行濾除噪聲處理。
[0039]隔離開關(guān):類似于二選一的數(shù)字選擇器，結(jié)合ARM微處理器控制信號(hào)通道的導(dǎo)通與關(guān)閉。
[0040]電極板用于將信號(hào)耦合發(fā)送出去，同時(shí)接收其他設(shè)備發(fā)送過來的信號(hào)。
[0041]基于上述所有實(shí)施例，基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)的工作原理如下:
[0042]基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)中含有兩個(gè)不同中心頻率的帶通濾波器，分別作為發(fā)送濾波器和接收濾波器。
[0043]基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)中的ARM處理器分別控制兩個(gè)數(shù)字式隔離開關(guān)的選通，使發(fā)送的信號(hào)經(jīng)過發(fā)送濾波器變換為適合信道傳輸?shù)男盘?hào)后再通過電極耦合傳輸；而通過電極接收到的信號(hào)則經(jīng)過接收濾波器進(jìn)行濾除噪聲處理后再進(jìn)行信號(hào)解調(diào)、判決等操作。
[0044]通過對數(shù)字式隔離開關(guān)的控制，在同一個(gè)時(shí)刻，收發(fā)器能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，即兩個(gè)收發(fā)器能同時(shí)進(jìn)行信息交互，并且收發(fā)器具有檢錯(cuò)重發(fā)的功能，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0045]基于人體的雙向通信收發(fā)器系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的信息交互。例如，如果兩個(gè)用戶分別佩戴了收發(fā)