心血管疾病(Cardiovascular diseases,CVDs)通常由心脏、血管和血液运输系统发生异常导致,根据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)2015年公布的数据显示,全球31%的人死于这类疾病,已经对人体健康造成严重威胁。实现动态监测心率、血压、血氧浓度和血液黏度等生理参数,对心血管类病症的诊治具有指导作用。目前传统的生理参数测量方法由于便携性差和测量舒适感低等限制,不能满足连续测量的需求。人体脉搏波是判断心血管系统健康与否的重要标准,生理参数测量模型的研究通常以脉搏波为研究对象。在众多脉搏波测量方法当中,光电测量法通过特定光谱获取人体容积脉搏波,测量过程重复性好,舒适度高,能够实现连续测量。本文重点对光电容积脉搏波(Photoplethysmography,PPG)和不同生理参数之间的关系进行深入研究,分别为心率、血压、血液黏度和血氧饱和度四种生理参数建立对应的测量模型,将测量结果以腕表的形式展现,具有很好的学术意义和市场应用价值。本文针对动态心率测量模型、舒张压测量模型和血液黏度测量模型的建模难度大,血氧饱和度测量模型定标环境复杂等问题,进行一系列的探索和研究。第一,选取523nm绿光、660nm红光和810nm红外的组合光谱作为探测光源,并在结构设计中引入"目"型槽结构消除环境光干扰,提高测量信号信噪比。将低功耗通信、微传感器技术,环境光学传感器、低功耗控制处理器和蓝牙模块集成在腕表上,实现硬件层面的信号放大和滤波,完成测量系统的电路设计与实现。第二,在传统广义形态学去除基线漂移算法的基础上进行改进,实现一种简化的基线漂移去除算法,以牺牲部分精度为代价实现快速、低功耗的信号处理过程,运算量降低了 4倍。第三,引入灰度预测GM(1,1)模型,对受到运动伪迹干扰导致失真的光电脉搏波信号进行补偿,结合加速度模型,建立动态心率测量模型,经过实验验证,94%以上的测量结果误差范围在+/-6之间;根据朗伯-比尔定律分析推导脉搏波形态特征和波形面积等参数与脉压差(收缩压-舒张压)之间的关系,成功推导得到脉压差的测量模型,间接实现舒张压的连续测量,通过实验得到测量误差在+/-10之间,符合美国医疗器械进步协会(The Association for the Advancement of Medical Instrumentation,AAMI)的规定;通过收缩压和舒张压计算得到关键参数K,带入经验公式完成血液黏度的测量,以开放型医学数据库MIMIC(Multiparameter IntelligentMonitoringinIntensiveCare)Ⅱ中的记录数据作为实验分析的对象,得到95%的测量值误差落在+/-0.5以内;根据修正的血氧饱和度测量公式,对未知系数进行定标,完成与定标环境相似条件下的血氧浓度的连续测量模型,经过实验验证得到测量结果的平均误差为0.076%。最后,通过手持设备与云服务平台建立联系,采集并存储多维度生理参数信息。不但实现生理参数的远程连续监测,而且为深度挖掘生理参数信息并实现健康趋势分析提供基础。