基于多人体介质的信息交互系统研究与实现

发布时间：2017-04-11 23:13

  本文关键词：基于多人体介质的信息交互系统研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于人体介质的信息交互系统是一种基于人体通信(IBC,intra-body communication)技术的双向数据交互系统。相比于一般的无线通信系统,该系统具有低功耗、抗干扰、高速率等优势,同时可通过握手、肢体接触等实现人体-人体、人体-环境之间的信息交互。因此,基于人体介质的信息交互系统在短距离数据通信、人机交互、“体域网”、智能家居等领域具有重要的应用前景。本论文主要开展了基于多人体介质的信息交互系统研究与设计,包括:多人体信息交互系统的数学建模与仿真、软硬件设计、物理实验验证等。本论文所做的主要工作包括:(1)完成了基于多人体介质的信息交互系统的数学建模。建立了基于多层人体组织结构的电流耦合型信息交互电路模型,进一步获得了基于双人体介质的信息交互系统数学模型,并通过物理实验验证了所建立的数学模型的准确性。(2)完成了基于FPGA的多人体信息交互系统的硬件设计。通过控制及显示模块的功能分析与选型、发送端和接收端的信号处理电路设计、通信电极设计等,实现了经由多人体介质的信号耦合、放大、整形、检测等功能。(3)完成了多人体信息交互系统的软件编程。通过基于FPGA的交互触发模块与信息交互模块的程序设计,实现了多人体信息交互系统的脉冲序列检测、双向异步通信、信号采样与存储、LCD显示等功能。(4)建立了基于FPGA的多人体信息交互系统实验装置,实现了基于多人体介质的信息交互,并对其主要性能进行了验证。本论文对基于多人体介质的信息交互系统进行了研究,并设计了基于FPGA的多人体信息交互系统实验装置,实现了基于多人体介质的信号交互,为形成人体-人体、人体-环境之间的低功耗、抗干扰、高速率信息交互奠定了研究基础。
【关键词】：人体介质 信息交互 数学建模 FPGA 异步通信
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 论文研究背景及意义11-12
• 1.2 基于多人体介质的信息交互技术12-13
• 1.3 国内外研究现状13-18
• 1.3.1 研究概况13-15
• 1.3.2 人体通信建模15-16
• 1.3.3 人体通信装置16-18
• 1.4 本论文主要研究工作18-20
• 第2章 电流耦合型双人体信息交互的数学建模20-32
• 2.1 电路建模20-21
• 2.2 数学建模21-31
• 2.2.1 建模过程21-27
• 2.2.2 参数分析27-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第3章 信息交互系统的总体及硬件设计32-43
• 3.1 系统设计要求32
• 3.2 总体方案设计32-34
• 3.2.1 总体结构设计32-33
• 3.2.2 总体方案设计33-34
• 3.3 核心控制模块及显示模块34-36
• 3.3.1 核心控制模块35-36
• 3.3.2 配套显示模块36
• 3.4 信号处理电路设计36-41
• 3.4.1 核心器件选型37
• 3.4.2 电路设计37-39
• 3.4.3 电路仿真及实验39-41
• 3.5 系统电极设计41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第4章 信息交互系统交互触发模块的软件设计43-51
• 4.1 双向通信43-45
• 4.1.1 inout端43-44
• 4.1.2 时序设计44-45
• 4.2 数字脉冲序列检测45-47
• 4.2.1 4 倍频检测时序设计45-46
• 4.2.2 状态机序列检测时序设计46-47
• 4.3 LCD控制与显示47-49
• 4.3.1 显示原理47-48
• 4.3.2 显示控制48-49
• 4.4 字符显示49-50
• 4.4.1 字符取模49-50
• 4.4.2 LCD坐标定位50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 信息交互系统信息交互模块的软件设计51-62
• 5.1 模块结构设计51-52
• 5.2 串行异步通信52-55
• 5.2.1 通信协议设计53
• 5.2.2 数字信号编码设计53-54
• 5.2.3 数字信号解码设计54-55
• 5.3 信号采样与存储55-59
• 5.3.1 3 倍频检测时序设计55-56
• 5.3.2 双口RAM读写56-59
• 5.4 ROM初始化文件生成59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第6章 基于多人体介质的信息交互系统实验验证62-72
• 6.1 双人体信息交互数学模型的实验验证62-66
• 6.1.1 实验装置62-63
• 6.1.2 不同信号传输距离实验63-64
• 6.1.3 不同信号传输路径实验64-66
• 6.2 信息交互系统的功能实验66-71
• 6.2.1 实验装置66
• 6.2.2 图像缓存实验验证66-67
• 6.2.3 交互触发实验验证67-69
• 6.2.4 信息交互实验验证69-71
• 6.3 本章小结71-72
• 总结与展望72-74
• 工作总结72-73
• 下一步工作73-74
• 参考文献74-78
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单78-79
• 致谢79

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 康雯;无线人体通信若干关键技术研究[D];浙江大学;2012年

2 马力;表面波导人体通信建模理论与应用研究[D];浙江大学;2013年

  本文关键词：基于多人体介质的信息交互系统研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：300212