心电图反映人体心脏活动的状态,不仅可以用于健康管理,还能够用于心血管疾病的预防和诊断。临床上通常采用的是基于标准湿电极的12导联大型心电图仪器,需要人体以平躺的姿势测量并且按次数计费,穿戴复杂且价格昂贵。本课题提出在人体日常可穿戴下,设计和实现一个面向织物电极的采集心电信号并实时绘制心电图的系统。与标准湿电极相比,织物电极具有类似衣服的舒适感,与皮肤接触时无刺激性,同时可长期佩戴、易于拆卸,满足人体日常可穿戴需求。但是织物电极作为干电极,极易引入噪声干扰,尤其在人体动态情况下,噪声干扰更加明显。本课题设计的系统,既满足舒适性、低功耗、低成本和轻巧可穿戴的特性,也具有较好的抑制噪声能力和抗干扰能力,能够在人体日常动态下采集并绘制心电信号。针对以上目标,围绕有源织物电极、心电采集硬件平台和心电采集软件平台三个方面,开展了面向织物电极的心电采集设计与实现,主要研究工作包括:(1)设计有源织物电极。有源织物电极的设计提高了织物电极的输入阻抗和带负载能力,在抑制电极接触噪声方面有更好的表现。实验结果显示,有源织物电极与标准湿电极采集的心电信号相关性高达90%。与标准湿电极相比,有源织物电极长时间使用时性能更稳定。(2)设计心电采集硬件平台。硬件平台基于有源织物电极传感心电信号,具有高输入阻抗、高抗干扰、高共模抑制、低功耗性、小型轻巧的特点。实现了人体心电信号和惯性加速度信号的实时采集、本地存储和无线传输。(3)设计心电采集软件平台。软件平台包括底层软件和上层软件,底层软件在IAR Embedded Workbench环境下实现硬件驱动,上层软件在MATLAB GUIDE的环境下实现心电图的去噪处理和实时显示。本文提出的面向织物电极的心电采集系统,具有可拆卸、无突兀、无负坠感等可穿戴特性,同时抑制噪声能力和抗干扰性能强,能够实时采集心电信号并绘制心电图,工作时长大于24小时。