你知道人体传感网络是什么吗？

`　　人体传感网络：body sensor network，简称BSN。BSN以身体为中心，并集成生物传感器、医学电子学、多传感器分析与数据融合、人工智能、普适传感、无线通信和其他创新应用等多学科知识。
　　BSN充分发挥无线化、网络化、信息化优势，实现健康全过程的跟踪与服务，是低成本健康的发展方向之一。
　　BSN主要特色是采集与互联互通。


　　人体传感网络的产生背景
　　随着“预防为主”的观念深入人心，对健康信息的远程采集和处理是早发现、早诊断和早干预的必备手段；其次，为实现不影响人正常生理活动情况下的连续监测，传统的有线逐步趋向无线化；再者，随着监测设备向微尺度和长时间跨度发展，创新的传感方法与手段必不可少。鉴于此，人体传感网络在物联网背景下应运而生，成为医疗物联网及泛在网（注：广泛存在的网络）的“末梢”，助力解决健康与信息化.

　　谁在研究BSN？
　　在2013年深圳医疗电子威廉希尔官方网站 大会上，中科院深圳先进威廉希尔官方网站 研究院深圳低成本健康重点实验室王磊先生为我们介绍到，欧美走在BSN研究的前列。
　　UC Berkeley较早从事BSN研究，设计了专用平台以及针对BSN的tinyOS操作系统；MIT的Media Lab、英国帝国理工大学研制、德国亚琛工业大学和欧洲IMEC在BSN研究上均有其各自的造诣。而国内有中科院深圳先进威廉希尔官方网站 研究院、香港中文大学、清华大学微电子所等在与BSN相关的传感器和系统应用方面进行了深入的研究。据王磊先生介绍，中科院深圳先进威廉希尔官方网站 研究院设计了用于BSN的“三低”医学芯片，开发了改进型的BSN平台，并使用BSN平台在运动能量评估和生物反馈调节方面开展了工作，同时对BSN新型通信方式“人体通信”进行深入探究。
　　研究热点和最新发展趋势

　　围绕BSN的研究热点，业界开展了相应的科研和产业化工作，总体上来说，体现在以下几个方面：
　　（1）传感器方面，研发电子织物和非接触电极等新型传感威廉希尔官方网站 ；
　　（2）在能量收获，即利用人体自身的机械运动能或是温度梯度能给BSN节点供能等方面开始了尝试性的工作；
　　（3）针对BSN语义学模型开展研究，集中在STSOM、贝叶斯网络等数学工具的运用上；
　　（4）采用单晶集成的方式，研制适用于BSN的低频率低噪声低功耗的医学集成电路芯片；
　　（5）无线通信方面，集中在利用人体通信的传输模式的机理探讨和威廉希尔官方网站 开发；
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　　BSN涉及的通信协议和关键威廉希尔官方网站
　　王磊先生以中科院深圳先进威廉希尔官方网站 研究院自主研制的三代人体传感器网络开发平台为例，为我们展述了BSN涉及的重要组成部分和关键威廉希尔官方网站 。

　　模块组成
　　（1）微型天线、基站板、无线充电等功能模块；
　　（2）呼吸、心电、血氧、脉率等生理参数测量节点；
　　（3）集成加速度、角速度、磁力计的九自由度惯性测量节点；
　　总体而言，硬件系统具有小型化、低功耗、低成本的特点。
　　人体传感器网络软件开发台（SDK）包括：开发板软件、无线通信协议、基带设计和数据接口定义。主要威廉希尔官方网站 指标：无线传输数据50kbps；数据收发率为10kbPs；互联互通协议。BSN通信协议如图所示：
　　关键威廉希尔官方网站 分析
　　BSN涉及到医学集成电路芯片、IP模块和人体通信等关键威廉希尔官方网站 。王磊先生对此进行详细的解答。
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　　关键威廉希尔官方网站 （1）：医学集成电路芯片和IP模块
　　集成电路设计具有全集成、低功耗、低成本、高性能、可配置以及微型化医学集成电路芯片等突破性威廉希尔官方网站 优势。
　　三代人体传感器网络开发平台采用低频率、低噪声、低功耗（“三低”）设计方法，单晶集成多生命体征信号放大、滤波、处理、电源管理功能。三代人体传感器网络开发平台展示如下图所示：
　　关键威廉希尔官方网站 （2）：人体通信
　　传统通信理论将人体作为一个干扰源，在BSN中，为实现低负荷高可靠性的生命信息提取，需要将人体作为一个传输媒介，研究人体通道的信息传输机理；
　　在“真实浮地”环境下进行了大量在体实验和数值仿真，阐明了载波频率（30MHz）、调制方式和数据率（BPSK、1-10MSps）、能耗参数（1nJ/bit）、传输距离与安全性（Capacitive Coupling，1m）、组织与信道关系、运动与信道关系、体征参数与信道的相互作用等因素，为下一代BSN的通信机制研究提供理论基础。
　　王磊先生表示，针对人体通信的动态传播信道进行详尽的在体实验研究，表明人体通信对运动的不敏感性，这个重大发现为目前运动中BSN通信链路不稳定的问题提供了一种有效的解决方案。
　　以心脑血管事件评估为例，王磊先生再次强调BSN是人体生命信息动态检测最直接和最可靠的手段之一。
　　针对心脑血管事件发生发展机理的研究需要影像、生化、基因、生命体征等多模态健康信息，其中生命信息动态检测与心脑血管功能的评估尤为密切，表现在：
　　（1）血压动态变化是导致易损斑块脱落的重要诱导因子；
　　（2）ST-T段心电图异常是早期冠心病诊断的重要指标；
　　（3）心率变异性是预测心律失常发生和持续的重要因素；
　　（4）夜间呼吸率异常是COPD等事件的重要风险因子；
　　（5）日间运动信息是评估中风导致偏瘫预后的重要手段。
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