模型。以此为基础，通过电路分析，结合各个阻抗的参数，得出基于电流耦合型IBC的信息交互的数学模型。
[0056]上述过程以握手为例对本发明方法的实施过程进行了说明，对于本领域技术人员来说，不难于参考上述过程同理建立人体-人体其它部分接触的信息交互建模。
[0057]基于上述基于电流耦合型IBC的信息交互建模方法，建立了基于电流耦合型IBC的信息交互建模装置，该装置包括依次相连的发射端模型、接触介质模型和接收端模型，三者构成一个完成闭合电路；
[0058]所述发射端模型包括两个分别与人体通信发射器模型两端相连的发射端电极-人体接触阻抗；
[0059]所述接触介质模型包括两套依次连接的人体A的横向阻抗、人体-人体接触阻抗和人体B的横向阻抗，和分置于这两套阻抗两端与这两套阻抗分别连接的输入阻抗和输出阻抗，以及两个与这两套阻抗交叉连接的交叉阻抗；
[0060]所述接收端模型包括两个分别与人体通信接收器模型两端相连的接收端电极-人体接触阻抗。
[0061]进一步的，所述人体-人体接触阻抗由网格状彼此交叉连接的若干人体A的单位横向阻抗、若干人体B的单位横向阻抗和若干单位纵向阻抗构成的电路网络组成，电路网络的总阻抗即为人体-人体接触阻抗。
[0062]进一步的，所述单位横向阻抗由人体组织层次结构中各层对应阻抗的并联电路计算出的等效阻抗，所述纵向阻抗为相互接触的两个人体组织层次结构中各层对应阻抗的串联电路计算出的等效阻抗。
[0063]进一步的，所述人体组织层次结构为皮肤，脂肪，肌肉，骨松质和骨密质五层。
[0064]试验结果
[0065]通过仿真及实验对本发明进行验证，方法如下:
[0066]将信号发生器生成的正弦信号耦合入人体，通过示波器进行接收，计算得到幅频衰减曲线。其中，进行了 3组物理实验，将半径为10mm的铜质圆形发射接收差分电极分别对称放置于人体A和人体B的手臂的20cm，30cm，40cm处，即两对电极相距分别为40cm，60cm，80cm ;并且每对差分电极相距60mm。实验结果如图6所示，可以发现，基于电流耦合型双人体电路模型的不同距离数学仿真结果信号衰减曲线与物理测量实验结果的信号衰减曲线基本一致。通过试验证明了仿真的有效性，以及系统的可行性。
[0067]以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模方法，其特征在于:包括如下内容:建立基于电流耦合型人体通信的信息交互总体电路模型，该模型主要包括由用于模拟人体通信发射器的发射端模型(1)，用于模拟进行信息交互的两个人体的多人体介质模型(2)和用于模拟人体通信接收器的接收端模型(3)组成的闭合电路； 所述发射端模型(1)包括两个分别与人体通信发射器模型(11)两端相连的发射端电极-人体接触阻抗(1);人体通信发射器模型包括依次相连的电压源及其内阻； 所述多人体介质模型(2)包括两套依次连接的人体A的横向阻抗(22)、人体-人体接触阻抗(23)和人体B的横向阻抗(24)，和分置于这两套阻抗两端与这两套阻抗分别连接的输入阻抗(21)和输出阻抗(26)，以及两个与这两套阻抗交叉连接的交叉阻抗(25); 所述接收端模型(3)包括两个分别与人体通信接收器模型(32)两端相连的接收端电极-人体接触阻抗(31)。2.根据权利要求1所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模方法，其特征在于:所述人体-人体接触阻抗(23)的电路模型为由网格状彼此交叉连接的若干人体A的单位横向阻抗(231)、若干人体B的单位横向阻抗(232)和和若干单位纵向阻抗(233)构成的电路网络组成，电路网络的总阻抗即为人体-人体接触阻抗。3.根据权利要求2所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模装置，其特征在于:所述单位横向阻抗为1mm单位长度对应的阻抗，因此人体-人体接触阻抗(23)中单位横向阻抗个数N为人体-人体接触部分的长度L/lmm，单位纵向阻抗个数K为N+1。4.根据权利要求2或3所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模方法，其特征在于:所述单位横向阻抗由人体组织层次结构中各层对应阻抗的并联电路计算出的等效阻抗，所述纵向阻抗为相互接触的两个人体组织层次结构中各层对应阻抗的串联电路计算出的等效阻抗。5.根据权利要求4所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模方法，其特征在于:所述人体组织层次结构为皮肤，脂肪，肌肉，骨松质和骨密质五层。6.一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模装置，其特征在于:包括依次相连的发射端模型、接触介质模型和接收端模型，三者构成一个完成闭合电路； 所述发射端模型包括两个分别与人体通信发射器模型两端相连的发射端电极-人体接触阻抗； 所述接触介质模型包括两套依次连接的人体A的横向阻抗、人体-人体接触阻抗和人体B的横向阻抗，和分置于这两套阻抗两端与这两套阻抗分别连接的输入阻抗和输出阻抗，以及两个与这两套阻抗交叉连接的交叉阻抗； 所述接收端模型包括两个分别与人体通信接收器模型两端相连的接收端电极-人体接触阻抗。7.根据权利要求6所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模装置，其特征在于:所述人体-人体接触阻抗由网格状彼此交叉连接的若干人体A的单位横向阻抗、若干人体B的单位横向阻抗和若干单位纵向阻抗构成的电路网络组成，电路网络的总阻抗即为人体-人体接触阻抗。8.根据权利要求7所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模装置，其特征在于:所述单位横向阻抗为1mm单位长度对应的阻抗。9.根据权利要求7或8所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模装置，其特征在于:所述单位横向阻抗由人体组织层次结构中各层对应阻抗的并联电路计算出的等效阻抗，所述纵向阻抗为相互接触的两个人体组织层次结构中各层对应阻抗的串联电路计算出的等效阻抗。10.根据权利要求9所述的一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模装置，其特征在于:所述人体组织层次结构为皮肤，脂肪，肌肉，骨松质和骨密质五层。
【专利摘要】本发明属于人体通信技术领域，具体涉及一种基于电流耦合型IBC的信息交互建模方法及其装置。该方法首先，对基于电流耦合型IBC的信息交互通道进行电路建模，形成总体电路模型。其次，依据所提出的总体电路模型，对肢体接触所导致的接触阻抗进行电路建模。而后，结合总体电路模型，形成基于电流耦合型IBC的信息交互完整电路模型。最后，基于所建立的完整电路模型，经电路分析获得基于电流耦合型IBC的信息交互数学模型。对比现有技术，本发明为基于电流耦合型IBC的信息交互提供了安全保障，为基于电流耦合型IBC的信息交互装置的设计提供了系统设计依据，解决了两个生物体与电子装置之间的几何建模、电路建模和数学建模问题，为相关研究与设计提供借鉴。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105320823
【申请号】CN201510894007
【发明人】宋勇, 李茂源, 王光发, 赵宇飞, 郝群, 谢定超
【申请人】北京理工大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年12月8日