器件的核心是用130nm RFCMOS工艺和具有专利的先进混合信号(AMX)技术制作的高集成芯片TZ1030(图5)。器件的工作电压为1-1.5V(锌空气电池兼容);具有多种传感器接口:内、外温度传感器接口、单引线ECG接口、3轴加速度接口、电流型接口、电流型传感器接口;备有放大、滤波、数据变唤、数据压缩、调制的预处理功能;收发器的发射功率为-10dBm,接收灵敏度达-97dBm(0.1%误码率),采用双向FSK调制,带宽200KHz;载波频率:欧洲ISM862-870KHz,病因ISM902-928MHz;收发器在连续Tx/Rx模式消耗3mA电流,发射距离达3米。
图5 无线人体监测系统结构
人体局域网(BAN)
超低功耗收发器和医疗
研究人员也在研发BAN用新的物理层(PHY)协议。一种是超低功率UWB信号设计技术,是非相干检测的开关信号,使用截断三角波调制正弦函数作为PHY用脉冲波形。BAN的工作距离范围在2-5米之间,1米距离功耗约为1mW/Mbps。2-5米IEEE802.15.6旨在下列3个应用市场:医疗保健、残疾人援助设施、人体间相互作用与娱乐设施。
结语
可备带、可植/侵主的健康医疗器件已大量涌现,如常见的指尖式血氧传感器、腕表型血糖传感器、腕表型睡眠器质测量仪、可植入身份识别组件等,而新一代超低功耗收发器将技术水平提高到一个新的高度,若这些器件只能单独地工作,通信资源就不能充分地利用,因此BAN的研发势在必行。当然,BAN是一种独特的局域网,人体组织对无线电波有吸收作用,因此BAN物理层需要创新的技术,同时还要考虑人体安全性的因素,此外,检测手段技术的多样性也比其它局域网复杂。这些问题有待于解决。