用于无限身体传感器网络（WBSNs）的异步多传感器单片机

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用于无限身体传感器网络（WBSNs）的异步多传感器单片机
摘要  在这项工程中，提出了一个以异步多传感器单片机（MCU）为核心的无线身体传感器网络（WBSNs）。它包含了异步接口，一个电源管理单元，多传感器控制器，数据编码器（DE）和差分校正编码器（ECC）等。为了提高系统的性能和扩展能力，于是创建了异步接口，这是为了与单片机交换ADC和RF不同的时钟域。以增加WBSN系统的使用时间，同事还研发了电源管理技术来降低功耗。此外，多传感器控制器还被专门用于各种生物医学信号的检测。为了防止无线传输过程中的损失或错误，使用误差校正编码技术在医学领域的应用是很重要的。数据编码器使用了近三倍压缩比的无损压缩并增加了各种的生物医学信号。这种设计在FPGA板上的测试也取得了成功。这项超大规模集成电路结构的工作包含了2.68K逻辑门和496μW功耗，133 MHz的处理速度和使用台积电为0.13μm 的CMOS工艺。与以前的技术相比，这项工程提供了更高的性能，更多的功能，且硬件成本低于其他微控制器的设计。
关键词: 异步；微控制单元；多传感器；无线身体传感器网络
1  简介
 近来，健康监测系统采用无线传输的重要性已普遍化[1-4]。无线传输的健康监测系统数据在确定每个人的健康状况方面提供了方便。无线传输在健康监测系统中最实用的一种方法是应用于生物医学领域中无线人体传感器网络（WBSN）系统的应用。WBSN系统已被证明是一种有效监测健康信息的方法。在WBSN中，信息是从一个无线传感器节点到另一个[5,6]节点的形式进行传输的。
如今，便携式无线人体传感器节点正在被开发利用单一传感器检测一种信号。然而，生物医学信号通常采取不同的形式进行检测，如检测体温[7]，心率，血压[8]，心电图[9]，pH值[10]等，在此同时还要监测各种信号，这是就需要多于一个的传感器节点。因此就有了多传感器的设计理念，它结合不同的具有灵活性，多应用，高效率，低成本的无线身体传感器，并且已在文献[11-13]中实现。然而，对于多传感器架构的实施，需要对一些设计问题上进行深虑。首先，由于每个传感器处理各种不同的身体信号，为了防止信号交换问题的发生，感应传感器的速度必须同步于控制单元的时钟。第二，由于遥感传感器的数据量增加，从而导致传输过程中的射频模块的带宽被限

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