深水网箱养殖是在深水海域利用网箱进行海水鱼类养殖的一种新型技术。在全球海洋渔业资源日益衰退的今天,它作为海洋水产可持续发展的一个高新产业正在全国范围内迅速推广。但在深水网箱养殖中,如何能够实时监测网衣和养殖鱼群的状态,当发现鱼群逃逸时可以及时报警,因此开展网箱安全配套设施的研发工作显得十分重要。大量的调查表明,与深水网箱养殖配套的水下监测设备有很大的实用价值和市场需求,开发一套灵活先进的水下监测设备是十分必要的。为了能够实时直观地显示深水网箱鱼群的活动状态,我们研制开发了深水网箱实时鱼群监测设备。该设备利用水下声波的传播及反射特性,可以长期监测网衣和养殖鱼群的状态。本文分析了当前国内外深水网箱鱼群监测方法,探讨了在噪声和混响中提取鱼群回波的方法,针对网衣安全问题提出了监测方案并在此基础上完成系统样机、产业化样机的初步设计。论文从总体方案、硬件电路、软件程序等几个方面详细阐述了该设备的设计原理和研究成果。该系统使用CPLD可编程逻辑器件完成发射信号的设计,确保了发射信号的频率和脉宽精度;采用新型ISP可编程模拟器件对两通道水声回波信号前置放大,以MAX274完成50kHz/200kHz中心频率窄带滤波,抑制了内部噪声提高了回波信号信噪比;采用基于Labview平台信号处理方法抑制干扰提取回波信号,保证了信号检测效果。在此基础上完成了系统样机设计,并进行了实验室水池及多次的海上现场实验。在系统样机现场测试成功的基础上,选用51系列单片机为中央处理器和控制器,控制换能器旋转、信号发射、信号接收和进行回波信号处理,并给出了具体实现的方法,完成了产业化样机的初步设计。