近年来海难事故频繁发生,提高灾后救援效率已经成为水下生命救援的重要课题。目前,随着通信技术、嵌入式等技术的蓬勃发展,水下探测技术的也取得了一定的成果,如漫游者、机器鱼、荧光蝌蚪等水下探测工具。它们在军事、商业、救险等领域发挥着重要的作用。水下生命探测技术是各国研究海难救援的重点,对灾后挽回生命财产的损失有着重大意义,同时对水下生物资源以及海洋能源的开发利用也起到了积极的推进作用。本文在对比国内外水下生命探测技术研究的基础上,设计了以FPGA为硬件平台的超声波水下生命探测系统。本文研究的重点是对超声波回波信号的分析处理,从回波信号中准确的提取出与生命特征相关的信息,然后采用相关的算法分析得出物体的材料特性。本设计采用超声波为发射信号,硬件平台采用FPGA作为控制中心,软件程序采用VHDL语言编写,并且采用ModelSim进行仿真,在实践中进行了大量的水下生命探测实验,按照预期的结果实现了水下目标物体材料特性的判断功能以及测量目标物体距离的功能。该超声波水下生命探测系统主要由超声波发射电路、超声波接收电路、信号处理电路、控制电路、温度补偿电路以及音频输出电路组成。该系统的工作流程为,超声波发射电路发射出大功率的超声波信号,超声波信号在水下传播遇到障碍物后产生反射,反射回来的信号被超声波接收器接收,接收到的信号非常微弱且包含了背景中的杂波信号,该信号经过放大滤波电路处理再经过AD转换输入到控制电路,控制电路对回波信号进行分析,提取出生命特征信号并进行运算分析,运算结果以PWM信号输出,通过音频电路发出声音,借此救援人员就可以根据探测设备发出的声音信号的大小判断目标物体距离的远近。论文采用精确高速的信号采集电路对超声波回波信号进行数据采集,对回波信号中的生命特征信息进行处理。这里主要以超声波相关理论知识为背景,利用超声波在界面反射系数反演计算,从而判断出目标物体的特性。发射电路中采用二阶有源滤波电路对接收到的回波信号进行处理,得到了较高的信噪比。采用HC-SR04对目标物体的距离进行测量,精确度较高。温度补偿电路能够精确采集环境温度,并对测量的距离值进行修正。经调试,各个模块均能正常工作,系统能够准确的判断目标物体的材料特性以及目标物体的距离。本设计具有开发成本低、低功耗,硬件结构简单、便于携带、操作简单等优点,对水下生命救援系统的设计有一定的参考意义。