人体通信作为一种以人体为电信号传输介质的短距离通信技术,拥有低功耗、强抗干扰性、连接方便以及减小远程窃听风险等特点,能够实现可穿戴式设备间的有效通信。在人体通信技术实际应用前,应当对其电磁安全进行定量分析。当前的电磁安全研究主要针对高频或高压的信号,对于千赫兹频段的人体通信微弱电信号的研究甚少。本文以 ICNIRP(International Commission Non-Ionizing Radiation Protection)导则作为电磁评价标准,以细胞活性作为生物评价标准,分别从宏观和微观角度分析人体通信微弱电信号对人体的影响问题,该研究对于人体通信应用于可穿戴式产品有着重要的现实意义。具体研究内容如下:首先,基于实验客体的手臂CT图像进行三维模型重建,为提高模型的重建速度与计算效率,采用几何抽象模型近似,并验证了抽象模型的有效性。因此,采集具有不同生理特性的六名实验客体手臂内部重要组织的几何信息,建立对应的四层人体手臂抽象几何模型,结合人体主要组织的电特性、准静态近似条件下的人体通信控制方程,以及人体与空气或皮肤与电极的边界条件等,构建人体手臂有限元模型。利用人体通信在体实验对所建模型进一步优化,得到更加贴近实际的人体通信手臂模型。其次,对六名实验客体手臂模型开展有限元分析,结果表明随着信号频率的增大,各组织层的电场强度逐渐减小,且高频下具有趋肤效应。运用虚拟测量的方法,从电磁学角度出发,利用ICNIRP导则中公众暴露的基本限值作为评价标准,分别探究不同频率、强度的人体通信电信号作用于不同客体时手臂电流密度和比吸收率的变化情况,并分析不同臂长和臂围对实验结果的影响。综合对电流密度和比吸收率两物理量的分析结果,表明使用频率适中的人体通信微弱电信号对人体不会产生影响。最后,从细胞水平上进行人体通信电信号生物效应的研究,设计满足电流耦合型人体通信电信号特性的可调交流恒流源,搭建人体通信电信号刺激系统,对体外培养的人体细胞进行长时间电刺激。通过观察细胞生长状态,可直观地反应人体通信电信号作用情况,再用MTT法检测细胞存活率,实验结果表明实验后的细胞存活率落在90%～100%内,可定量地判定人体通信微弱电信号对人体细胞不造成统计学上的影响。本文通过电磁学仿真和生物学评价手段分析可得人体通信微弱电信号对人体的影响远远低于危害水平,为人体通信技术的实际应用提供可靠的依据。