新世纪以来的近二十年时间里,我国社会飞速发展,取得了举世瞩目的成就。伴随着人民生活水平的不断提高以及人口老龄化进程的不断加快,各种慢性病群体不断扩大,人们对健康体魄的诉求日益强烈。随着互联网、人工智能、无线通信、新材料、嵌入式系统等技术的不断成熟,可穿戴智能设备作为感知层和医用数据采集端,可以通过互联网上传人体生理参数,为在线诊疗提供可靠数据信息,方便医务工作者做出准确判断,达到为患者提供精准医疗服务的目的,近年来成为医疗大健康领域的研究热点。本文研究的主要内容是设计一种能够对人体多种健康参数实现无创测量的可穿戴设备,利用生物阻抗法(Bioelectrical Impedance Analysis,BIA),通过测量人体生物阻抗,结合生物阻抗与人体成分的对应算法,可以便捷、稳定地对人体脂肪、水分、蛋白质进行实时监测。为提高测量精度及实现多种测量功能,论文设计了一种四电极多频率扫描分段测量人体四肢所构成回路阻抗的测量方案,通过STM32微处理器对测量结果进行信号转换、计算分析并实时显示结果。本文研究了实现该可穿戴人体成分分析仪的理论依据以及实现方法,对各个模块进行了电路设计和性能评估,包括电源管理单元、程控激励电压发生模块、压控电流信号发生单元、微弱信号检测单元、新型碳纳米材料电极的特性研究及应用设计、测量结果计算分析等。本文首次采用一种具有优良物理特性和电学特性的新型碳纳米材料作为人体生物阻抗测量电极及导线,代替广为使用的传统金属电极、导线,较好地解决了穿戴式多电极测量方案中用户体验差的难题,为此类可穿戴设备的实用化提供了一种较好的解决方案。实验结果表明,本文所设计的可穿戴人体成分测定仪能够进行体脂、蛋白质、水分三重营养成分分析,功能多样,使用方便,测量误差小,未来改进完善后有望成为医疗物联网感知层的数据采集前端,具有较大的应用潜力。