近年來無線傳輸技術被廣泛地應用於穿戴式或植入式生理訊號感測器與各種環境監測之感測器上，大部分感測器的生命週期需求必須長達數年，甚至長達十年之久，因此降低感測器之功率消耗成為設計感測器電路的首要考量，由於此類晶片的電源來源為電池，因此在其傳輸介面電路設計上最重要的要求為低功率消耗，以達到延長使用壽命的目的。
頻率鍵移收發電路可廣泛應用於穿戴式或植入式生理訊號感測器與各種環境監測之感測器上，其具有低功率消耗與抗干擾能力強之優點，因此可大幅增加感測器之使用壽命並提供可靠與穩定之資料傳輸品質。人機介面的考量跟選擇也是重點之一，如何提供簡單且方便的介面跟使用環境是很重要的一部分，像是手機的IOS、Android系統等等，都讓大眾能夠輕鬆的使用，就算不懂內部運作的原理也能夠使用其功能。
本論文提出應用於人體通道傳輸低功耗傳輸速率可變之頻率鍵移收發器，並結合Arduino來達成資訊傳輸，其傳輸速率範圍為100 Kb/s到400 Kb/s、接收端的靈敏度為-45 dBm功率消耗為1.43mW、發射端的發射功率為6.14 dBm功率消耗為2.46 mW。在未來的發展上，將與智慧穿戴式裝置進行整合，實現人體通道傳輸相關之應用，像是藉由觸控導覽面板即可取得相關資訊或是開門再也不需要掏出鑰匙只需要將手或身體與觸控板接等等，還有也可以應用於生醫上面，例如助聽器可以結合人體傳輸將收到的聲音經由皮膚傳到大腦中，我們深信將這些應用的普及與推廣可以使人們的生活帶來更佳的便利性。

This thesis proposes a multi-rate low power frequency shift keying transceiver for human body communication. As combines withArduino, information transmission through human body is achieved.The data rate is from 100 kb/s to 400 kb/s. The sensitivity of the receiver is -45 dBm and power consumption is 1.43mW . The output power of the transmitter is 6.14 dBm under the power consumption of 2.46 mW.
In the future, human body communication can be combined with smart wearable devices to achieve many applications. For example, you can get relevant information by touching a navigation panel. In addition, human body communication can also be applied to biomedical applications. For example, the hearing aid can transmit the received sound to the brain via the skin by human body communication. We believe that the popularization and promotion of these applications can bring people's lives to better convenience.

目錄
致謝	II
中文摘要	III
英文摘要	IV
目錄	V
圖目錄	VII
表目錄	VIII 
第一章 序論	1
1.1 研究背景	1
1.2 研究動機	2
1.3 論文架構	4
第二章 人體訊號傳輸之應用與分析	5
2.1 人體通訊之應用	5
2.2人體訊號傳輸頻譜特性實驗與分析	5
第三章 低功耗發射接收電路	8
3.1低功耗發射器類別與介紹	8
3.2低功耗接收器類別與介紹	10
3.3低功耗傳輸速率可變之頻率鍵移發射接收器電路設計	12
3.3.1本地振盪器與低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射器	12
第四章 系統整合	14
4.1 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器與ARDUINO系統整合	14
4.2 ARDUINO介紹	15
4.2.1 ARDUINO硬體介紹	15
4.2.2 ARDUINO軟體介紹	18
4.3 FPGA介紹	19
4.3.1 VERILOG硬體描述語言	20
第五章 電路量測	21
5.1 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射器之量測	21
5.1.1 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射器量測方式	21
5.1.2 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射器量測結果	22
5.2 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移接收器之量測	23
5.2.1 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移接收器量測方式	23
5.2.2 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移接收器量測結果	24
5.3 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器與ARDUINO之量測	27
5.3.1 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器與ARDUINO量測方式	27
5.3.2 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器與ARDUINO量測結果	28
5.4 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器系統之位元錯誤率量測	30
5.4.1 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器系統之位元錯誤率量測方式	30
5.4.2 低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器系統之位元錯誤率量測結果	32
第六章 結論與未來展望	33
參考文獻	34
附錄A 	35
附錄B 	36
附錄C 	37


圖目錄
圖1.1應用HBC握手交換資料	2
圖2.1頻率響應量測系統示意圖	6
圖2.2情況一頻率響應結果圖[1]	7
圖2.3情況二頻率響應結果圖[1]	7
圖3.1低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器系統架構	12
圖3.2本地振盪器與低功耗頻率鍵移發射器架構	13
圖4.1低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射接收器與ARDUINO統架構圖	14
圖4.2 ARDUINO UNO板	16
圖4.3 LED控制系統原理	17
圖4.4 LED控制流程	17
圖4.5 ARDUINO IDE編譯環境	18
圖5.1量測低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射器之方法	21
圖5.2發射器之頻譜輸出結果	22
圖5.3改變6-BIT控制訊號控制低功耗傳輸速率可變頻率鍵移發射器輸出頻率	22
圖5.4量測低功耗傳輸速率可變頻率鍵移接收器之方法	23
圖5.5(A) 輸入DATA為1010時、傳輸速率為100 KB/S時發射器與接收器輸出比較	24
圖5.5(B) 輸入DATA為1000時、傳輸速率為100 KB/S時發射器與接收器輸出比較	25
圖5.6(A) 輸入DATA為1010時、傳輸速率為400 KB/S時發射器與接收器輸出比較	25
圖5.6(B) 輸入DATA為1000時、傳輸速率為400 KB/S時發射器與接收器輸出比較	26
圖5.7人體通訊資料傳輸系統架構圖	27
圖5.8人體資料傳輸	28
圖5.9 PC1 ARDUINO監控視窗	29
圖5.10 PC2 ARDUINO監控視窗	29
圖5.11量測低功耗傳輸速率可變頻率鍵移收發器系統之位元錯誤率量測方法	31
圖5.12 BER結果圖	32
表目錄
表2.1頻率響應量測系統示意圖	6
表3.1 ASK,FSK文獻比較	9
表3.2人體無線傳輸之接收解調電路文獻比較	10
表5.1接收發射器量測結果	26

[1]	J. A. Ruiz, J. Xu and S. Shimamoto, "Propagation characteristics of intra-body         communications for body area networks," IEEE Consumer Communications and   Networking Conference, vol. 1, pp. 509-513, 2006.
[2]  P. Lakshmi Narayana et al, “Human Body as a Medium for Communication” IJECS

Volume 2 Issue 3 March 2013 Page No. 741-745
[3]	World  Health  Organization,  “Electromagnetic  Fields  (300MHz  to  300GHz),”  1993,    http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc137.htm
[4]	Daly, D.C.; Chandrakasan, A.P., "An Energy-Efficient OOK Transceiver for Wireless Sensor  Networks," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.42, no.5, May 2007, pp.1003-1011.
[5]	Joonsung Bae; Long Yan; Hoi-Jun Yoo, "A Low Energy Injection-Locked FSK Transceiver With Frequency-to-Amplitude Conversion for Body Sensor Applications," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.46, no.4, April 2011, pp.928-937.
[6] 	M. Vidojkovic, X. Huang, P. Harpe, S. Rampu, C. Zhou, Huang Li, K. Imamura, B.

Busze, F. Bouwens, M. Konijnenburg, J. Santana, A. Breeschoten, J. Huisken, G. Dolmans, H. de Groot, “A 2.4GHz ULP OOK Single-Chip Transceiver for Healthcare Application,” in Proc. Int. Solid-State Circuits conf. (ISSCC ’11), San Franciso, CA, Feb. 22-24, 2011, pp. 458-460.
[7]	J. Bae, L. Yan, H.J. Yoo, “A Low Energy Injection-Locked FSK Transceiver With Frequency-to-Amplitude Conversion for Body Sensor Application,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 46, Apr. 2011, pp. 928-937.
[8]Y.-H.Liu, et al., “A 1.2nJ/bit 2.4GHz Receiver with a Sliding-IF Phase-to-Digital Converter  for  Wireless  Personal/Body-Area  Networks,”  ISSCC  Dig.  Tech  Papers, pp.166-168, Feb. 2014.