表面肌电信号(surface Electromyography, sEMG)是人体神经肌肉活动产生的生物电信号,能反应人体重要的生理状态和医学信息,常用于医学康复诊断、肌肉疲劳评估和人机交互应用。在此基础上出现的高密度表面肌电(HD-sEMG)研究,能够获取表面肌电的空间拓扑分布和更丰富的生理信息。由于其需要高精度、高空间分辨率和高质量的肌电信号,这对采集系统的便捷性、响应性和续航能力等方面提出了更高要求。本文在考虑可穿戴性、实时性、高通量等基础上,对sEMG采集系统架构和传输网络设计进行了深入研究,设计了基于模块化分层架构、有线USB结合无线WIFI传输模式、异步采集和同步聚合方法、双缓存和时隙切换的高精度同步机制的实时肌电采集通信系统。并对其中的硬件设备、软件平台和通信机制进行了相应设计和优化。本文还提出了用于表面肌电信号采集的阵列式柔性肌电电极的制备方法,同时本文还对表面肌电信号中混入的工频干扰和基线漂移噪声进行了分析,并设计了几种轻量级的实时滤波算法。为验证系统功能和算法机制,本文还构建了实验平台装置,实现了128通道1KHz采样率16bit精度sEMG信号的实时采集、处理和传输。通过测试,在采用通信周期为50ms下,通道间同步误差小于320us,刷新率可达20Hz,系统的平均延时小于80ms,满足高密度表面肌电信号采集的要求。