20世纪60年代以来，人类对矿物资源、能源的需求量不断增加，开始大规模地开发和探索海洋。近年来相继发展起来的海洋高科技开发技术有海水淡化技术、深海探测与深潜技术、大洋钻探技术、海洋遥感技术、海洋导航技术等。本文研究的深海取样钻机技术属于深海探测与大洋钻探技术领域。深海探测，对于深海生态的研究、深海矿物的开采以及深海地质结构的研究，均具有非常重要的意义。　　 本文针对深海取样钻机智能远程监控的实际需要，设计了一套基于复合光缆的深海钻机监控系统。该系统分成水下和甲板两个部分：甲板系统可以对水下设备作业情况进行监视和控制；水下监控系统响应上位机下达的命令请求，实现对水下各种传感器数据的采集，钻机的作业控制；甲板系统与水下嵌入式监控系统通过光纤动力复合钢缆实时通信。　　 本文最主要的工作分成6个部分：水下嵌入式硬件系统设计、基于串口的可靠传输协议设计、水下控制系统软件设计、甲板监控系统软件设计、整机系统调试。　　 水下嵌入式硬件系统设计主要包括带备用电池的水下供电模块设计、C8051F020主控芯片与CPLD芯片的输入输出接口电路设计、传感器选型与电路设计。CPLD IO扩展模块扩展了96路IO口，选择SPI为通信接口，每个IO口均可设置为输出或输入模式。使用Modisim仿真测试，并通过了验证。　　 为了保证数据的可靠传输设计了基于串口的可靠传输协议，其含有数据校验、流控、丢失数据自动重传、超时控制等重要特性。　　 水下控制系统软件包含传感器数据采集与传输程序、钻机自动作业控制子程序以及异常处理程序等。　　 甲板监控系统软件完成了传感器数据接收和显示，钻机手动操作、半自动操作、以及全自动操作等各种命令请求的发送、当前钻机状态、正在执行动作的显示和记录、监控视频的显示。　　 本系统为我国自主研制的第一台基于10KM铠装复合光缆的深海钻机监控系统，经多次实验室及野外调试，并于2010年10月在中国大洋22航次南海深海试验，成功取到深海样品，研制工作取得圆满成功。