Author(s):
Castanheira, Humberto Fernandes 
Date: 2012
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/10275
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia electrónica; Dispositivos electrónicos; Corpo humano; Sistemas de comunicação pessoais
Description
O crescimento exponencial de dispositivos electrónicos de uso pessoal que se
tem vindo a verificar nos últimos anos, conduziu à criação de um novo conceito
de comunicação denominado de Personal Area Network (PAN). Este foi
expandido a diversas áreas, nomeadamente na área da saúde, onde a
necessidade de aumentar a segurança na comunicação, aliada a uma redução
no consumo dos dispositivos, levou ao surgimento de um novo conceito, Body
Area Network (BAN). Este apresenta como principal objectivo, o
desenvolvimento de um standard internacional de comunicação, optimizado
para dispositivos low power e funcionamento sobre o corpo humano, no seu
interior e nas suas imediações. É neste âmbito que surge a possibilidade de
utilizar o sistema de comunicação por acoplamento capacitivo sobre o corpo
humano, tentando colmatar algumas das lacunas das tecnologias de
comunicação sem fios de uso geral (Bluetooth, Zigbee, WiFi…), principalmente
o seu baixo nível da segurança, o seu consumo elevado e da existência de
uma interferência significativa entre dispositivos.
Então, implementou-se um transceiver low power (protótipo) para comunicação
no corpo humano, utilizando o sistema de acoplamento capacitivo. Este é
constituído por um emissor e um receptor: o emissor é baseado num
modulador FSK (fC=10.7MHz) e por um amplificador sintonizado e para a
recepção, utilizou-se um chip comercial para efectuar a desmodulação do sinal
(sistema FM IF), com uma sensibilidade elevada.
O sistema de comunicação implementado permitiu uma troca de dados sem
erros, utilizando uma taxa de transmissão de 100Kbps quando o emissor e o
receptor se encontram distanciados de 1.8m um do outro.
Apesar de os resultados experimentais serem muito positivos, existe ainda
muita margem para evoluir, principalmente no aumento da taxa de transmissão
e numa redução do consumo. The exponential growth of electronic devices for personal use that has been
observed in recent years, led to the creation of a new communication concept
called Personal Area Network (PAN). It was expanded to several areas, namely
in healthcare, where the need to increase communication’s security and to
reduce power consumption of the devices, led to the emergence of a new
concept, Body Area Network (BAN). This has as main objective to develop an
international communication standard optimized for low power devices and
operation on/in/around the human body. In this context comes the possibility to
use the capacitive body coupling communication system, trying to fill some of
the drawbacks of the, generally used, wireless communication technologies
(Bluetooth, Zigbee, WiFi ...) mainly the low security level, high power
consumption and significant interference between devices.
Then, we implemented a low power transceiver (prototype) for communication
in the human body using capacitive coupling system. It consists of a transmitter
and a receiver: the emitter is based upon an FSK modulator (fc = 10.7MHz)
and a tuned amplifier and for reception, we used a commercial chip (FM IF
system) to demodulate the signal, with high sensitivity.
The implemented communication system provided an exchange of data without
error using a transmission rate of 100Kbps when the emitter and receiver are
1.8m away from each other.
Although the experimental results were very good, there is still room to make
some improvements, especially concerning an increase of data rate and a
reduced power consumption. Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
