对人体血氧含量及心率的监测是运动医学的一个重要课题。在红光和近红外光谱区中,生物组织的某些不同成分对光的吸收和散射表现出不同的特性。利用生物组织的光学特性进行参数测量,特别是无创测量在生物医学领域中有着极其广泛的应用前景。论文在论述了透射式血氧饱和度测定原理—Lambert-Beer定律及其方法,研究了组织中各成分对应不同波长光的吸收系数差异,推导出了氧合血红蛋白、还原血红蛋白浓度变化量与吸光度变化量之间的数学关系,并以此为依据进行监测系统的设计。在硬件设计上:(1)采用光的调制技术消除背景光的干扰,同时也抑制系统的固有噪声。(2)应用集成化的光电传感器来实现对微弱的脉搏信号的采集。(3)应用精密运算放大器,来对传感器输出的信号进行控制放大。(4)用单片机来控制其内部集成的A/D转换器对传感器输出的电压信号进行从模拟信号到数字信号的转换。(5)完成了串口设计,实现装置与PC机之间的数据通信功能。软件设计以VC++语言为平台,进行模块化程序设计,设计了血氧饱和度和心率的算法,液晶显示等模块。在PC机上对接收到的数据进行数字滤波处理,还原出人体的脉搏波形图,并在PC机上实现实时显示。最终研制出一个电路结构简单、可靠性好、抗干扰能力强、模块化,小型和低功耗的优质血氧检测模块,为体育科研、运动训练提供一种新型监测技术手段,使其能方便而且实时测量人体的运动机能参数。