近年来,随着智能终端设备以及智慧医疗的快速发展,可24小时不间断监控的便携式心电信号采集设备应运而生,极大程度上改善了传统设备在实时性与灵活性方面的不足。然而受到电池容量的影响,便携式设备普遍存在体积大、续航不足等问题。目前,低功耗设计是便携式心电检测设备设计的关键。本文拟以著名的压缩感知理论为基础,在压缩域中采集、处理及传输心电信号,通过降低系统的处理速率降低便携式心电信号采集设备的功耗。压缩感知是信息领域近年来最著名的创新理论之一。它以获取信号所携带的信息为目的,依据信号的稀疏性或者可压缩性,以低于信号两倍带宽的速率采集并处理信号。本文首先研究了心电信号的基本特征并对比分析了心电信号在小波域及频域上的稀疏特征。之后,本文讨论基于随机解调结构的心电信号低速率采集及处理方法。本文的工作如下:(1)本文采用随机解调来实现压缩感知算法,并用于心电信号的压缩采集。由于随机解调是基于信号的频域稀疏性,但是心电信号在频域是渐近稀疏的,而在小波域具有良好的稀疏性,为了避免采用传统的重构方法带来的误差从而影响心电信号后期的特征提取,本文设计了基于部分傅里叶系数的小波系数重构方法,在恢复的小波系数的基础上进行后续的心电信号特征提取。(2)搭建了完整的软硬件测试系统,系统包括心电信号获取前端、随机解调模块、控制模块以及上位机处理模块。重点对于随机解调原理进行分析,设计了基于开关的随机解调电路,并在MATLAB软件对本文提出的检测算法进行实现,用于后续处理心电信号的压缩采样值。最后实验结果表明,测试系统在一定压缩比下,心电信号经过压缩采集处理后,运用本文设计的检测算法可以对R波进行较为准确的提取。