心冲击图(Ballistocardiography,BCG)是心脏泵血期间对身体产生的冲击震动信号。由于BCG检测可以是非接触式的,该技术在心血管日常监护领域具有很好的应用前景。但是目前对BCG的研究主要关注于信号处理算法的设计,已有的BCG检测装置都存在信噪比较低的问题,而且由于BCG信号非常微弱且与很多信号的频域重合,目前业内设计的BCG检测系统都极易受运动噪声干扰。针对以上问题,本文设计了一套可实现高质量信号检测的压电式BCG监测系统,并针对上身晃动情况和不同坐姿情况进行了去噪方案和传感结构优化方案的研究。本论文设计的压电式BCG传感器包含内部压电陶瓷传感元件,以及外层的压力传导装置。通过波形对比和相关性分析,本论文研究了坐姿状态下的上身晃动对不同位置传感元件产生的干扰噪声,根据噪声特点设计了针对左右晃动情况的对称式去噪传感结构,然后采用六轴运动传感器通过姿态解算获得了上层压力传导钢板的姿态角数据,实现了基于姿态角的坐姿倾斜程度检测,不同坐姿情况下各个位置的传感元件的检测数据对比显示,左右对称的传感结构能够有效提高左右倾斜或向前倾斜的坐姿情况下的BCG信噪比和J峰幅值,对于向后倾斜情况则可以采用后侧传感元件数据实现信号优化。为了将BCG信号和心电图(Electrocardiography,ECG)信号同步转化为模拟电压信号,本论文还设计了前置信号处理模块中的三阶BCG处理电路,以及该模块的六层PCB板,并通过嵌入式编程实现了检测系统的以下主要功能:对BCG信号、ECG信号以及运动传感器数据的同步采集,基于六轴运动数据的姿态角解算,与平板电脑的低功耗蓝牙无线通讯,以及与PC端的串口有线通讯。静态实验要求被试者保持静坐状态进行检测,实验结果显示该BCG检测系统在静止状态下的心率检测准确度高达99.7%,心动周期检测误差仅1.6 ms,信噪比可达32 dB;晃动测试实验则要求被试者上身重复左右晃动,实验结果显示左右对称式传感结构能够有效抵消上身左右晃动产生的运动噪声,并实现对BCG信号中的大部分J峰波形的检测。所以,本文设计的压电式BCG检测系统不仅在静态下检测的BCG信号具有高信噪比,而且在被试者左右晃动的情况下也能实现心跳信号的检测。