[发明专利]一种超宽带超声波人体通信装置

权利要求书

1.一种超宽带超声波人体通信装置，其特征在于，包括超声发射端、超声接收端，两者以无线连接的方式进行通信；超声发射端负责数据收集、超宽带超声波编码调制、电压转换和超声波的发射；超声接收端负责超声波的接收、信号放大、信号采集、超宽带超声波解码解调和软件终端显示输出。

2.根据权利要求1所述的一种超宽带超声波人体通信装置，其特征在于，所述超声发射端包括数据采集单元、数据读取单元、超宽带超声波编码单元、时序控制单元、电压转换器单元、超声发射单元；

所述数据采集单元在超声发射端外部，其作用是通过传感器采集体内的健康指标信息，将健康指标信息转换为电信号并把电信号发送给数据读取单元；

所述数据读取单元在超声发射端内部，由时序控制单元控制，其作用是将数据采集单元发送过来的的电信号转换为数字信号，并将数字信号以设定格式存储起来；

所述超宽带超声波编码单元在超声发射端内部，由超宽带超声波编码单元的时序控制单元进行严格的时序控制，负责将数据读取单元存储的数据进行超宽带超声编码调制；

所述时序控制单元在超声发射端内部，是负责通过分频和倍频产生超声发射端中各单元所需的精确时钟源；

所述电压转换器单元在超声发射端内部，负责将超宽带超声波编码单元生成的电压电流信号转换为能驱动超声发射单元的驱动信号并将驱动信号发送给超声发射单元；

所述超声发射单元在超声发射端外部，作为超声波的发射输出部分，负责对待发射信号进行阻抗匹配，并将匹配后的待发射信号通过超声发射单元的超声换能器由电能转换为声能即带有信息的超声波信号发射到超声接收端。

3.根据权利要求2所述的一种超宽带超声波人体通信装置，其特征在于，所述超宽带超声波编码单元的编码调制方式是通过伪随机码来决定超短脉冲出现位置，并同时判断超短脉冲出现时是否存在脉冲延迟，实现超宽带超声波编码调制，减少超声波对人体健康有害的热效应和机械效应，并抵抗体内严重的多径效应。

4.根据权利要求2所述的一种超宽带超声波人体通信装置，其特征在于，电压转换单元，能够同时实现脉冲整形、DA转换和功率放大的功能。

5.根据权利要求1所述的一种超宽带超声波人体通信装置，其特征在于，所述超声接收端包括超声接收单元、信号放大单元、模数转换单元、超宽带超声波解码单元、时序控制单元、串口单元和PC单元；

所述超声接收单元在超声接收端外部，负责接收超声发射单元发射过来的带有信息的超声波信号并将其转换为电信号，然后将电信号发送给信号放大单元；

所述信号放大单元在超声接收端内部，与超声接收单元相连接，负责通过低噪声放大器将由超声接收单元转换过来的电信号进行放大输出并将其发送至模数转换单元；

所述模数转换单元在超声接收端内部，由时序控制单元进行时序控制，负责对信号放大单元放大后的电信号进行采样，将模拟信号精确地转换为数字信号并将其发送至超宽带超声波解码单元；

所述超宽带超声波解码单元在超声接收端内部，由超宽带超声波解码单元的时序控制单元进行控制，负责对模数转换单元输出的数字信号进行解码；超宽带超声波解码单元的主控芯片将伪随机码作为对比标准，对脉冲位置做出准确判断，最终得出正确的解码结果并将其发送至串口单元；

所述时序控制单元在超声接收端内部，负责通过一系列的分频和倍频产生系统超声接收端各单元所需的精确时钟源；

所述串口单元在超声接收端内部，由时序控制单元进行控制，负责将超宽带超声波解码单元得到的解码结果通过串口发送到PC单元；

所述PC单元在超声发接收外部，负责接收到串口单元发送过来的解码结果后，通过串口软件进行图形化显示。

6.根据权利要求5所述的一种超宽带超声波人体通信装置，其特征在于，所述模数转换单元，由两个AD芯片组成，由时序控制单元进行时序控制，能对信号放大单元放大后的信号进行交叉采集。

7.根据权利要求5所述的一种超宽带超声波人体通信装置，其特征在于，在超宽带超声波解码单元中，主控芯片将伪随机码作为对比标准，对脉冲位置做出准确判断，从而有效克服体内严重的多径效应。