The body sensor network using human body as a communication medium is analyzed and designed to achieve both power-efficient and energy-efficient healthcare system. Analysis of the body channel network on frequency, distance, transmitting power and received power is performed. The analysis reveals the star topology consumes less energy than the ad-hoc topology for healthcare system using body channel network. The duty-cycle controlled scheduling (DCCS), an energy-efficient protocol for the body channel network is proposed. A healthcare system exploiting the body channel network using DCCS is implemented, and the base station and the sensor node consume less than 8 mW at 0.9 V and 105.1 μW at 3.3 V power supply, respectively.
최근 들어 건강관리시스템의 필요성이 증가함에 따라 집에서도 사용할 수 있는 휴대용 건강관리시스템 구축에 대한 관심이 늘고 있다. 이러한 휴대용 건강관리시스템을 구축할 때 사용할 수 있는 인체매질통신방식을 이용한 네트워크를 전송거리, 사용 주파수, 전송 전력에 관해 분석하고 구성하였다.
1 MHz - 100 MHz 대역을 이용하는 인체매질통신 네트워크에 적합한 네트워크 구조와 패킷 방식을 연구하고, 이를 보드로 구현하여 실제로 동작함을 보였다. 이 때, 생체신호의 데이터 특성을 고려하여 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 전송 속도 및 채널 할당 방법에 관한 프로토콜을 제시하였고, 효율적인 네트워크 구성을 위해 패킷 길이는 68bit부터 4148bit까지 변동될 수 있도록 구성되었다.
또한 네트워크 방식에 있어 star 방식과 ad-hoc방식간의 에너지 소모를 비교, 인체매질통신 네트워크에서는 star방식이 보다 에너지 효율이 높음을 보였다.
Duty cycle을 1% 이하로 낮추는 Duty Cycle Controlled Scheduling (DCCS)라는 방법을 제안하고, 이를 보드로 구현하여 평균 27.3μW의 전력을 소모함을 보였다. 구성된 시스템에서 심전도(ECG) 신호를 이용하여 원 신호가 성공적으로 변조, 전송되고 복구되는 것을 검증하였다.
