随着生活水平的提高,人们对健康和运动越发重视起来,为健康型可穿戴设备的快速发展提供了动力,国内的健康型可穿戴设备也迅速发展起来。但是快速推出产品的同时总是伴随着各种各样的问题:使用不便、续航能力不足、测量数据不准确等等。最近兴起的无胸带心率腕表或心率手环都存在以上问题。这类手表或手环测量心率的方法都是光电容积脉搏波描记法(Photo-Plethysmo-Graphy,PPG),这是一种光学探测心率的方法,使用起来非常方便,但是提高心率采集的精度却十分困难。本课题的目标便是研制一种方便用户使用的智能心率腕表,具有低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)通信功能和配套的Android应用软件、较长的续航时间和高精度的心率采集等功能。为达到上述目标,首先分析了基于PPG原理的心率腕表测量准确率不易提高的原因。基线漂移、一波多峰、高斯白噪声、个体差异、人体运动、环境光干扰等都会造成心率准确测量的困难。此外,从功能和软硬件方面分别详细分析了设备功耗过高和BLE通信不易稳定的原因。基于此,制定后续研究的方案并做了下述研究和工作。深入研究了小波理论并用C语言在实时嵌入式系统上实现了 Mallat快速算法。在此基础上,继续研究小波在滤波上的应用,对心率信号进行了小波滤波和心率提取。对嵌入式程序设计思想和调度算法、实时操作系统(Real Time Operate System,RTOS)以及BLE协议和协议栈均作了较深入的研究,并基于TI-RTOS和BLE协议设计了软件架构和顶层的调度算法。此外,进行了硬件选型和设计,并制作了四层PCB板。最后基于Android系统编写了与心率腕表配合使用的应用软件。最终研制得到的智能心率腕表具有日历时钟、计步、心率检测、数据掉电存储、用户交互,BLE通信等功能。计步测量误差在10%以内,静态心率测量误差在5%以内,动态心率误差在10%以内。心率腕表BLE通信稳定,续航时间在正常使用和待机情况下可以达到一周多,心率测量情况下可以达到12.5个小时。与智能心率腕表配合的应用软件具有BLE通信、心率显示和心率曲线绘制、计步、久坐提醒等功能。