对于海底沉积物的识别与研究不仅对资源勘探开采、气候学、生物学等都具有重大意义,在水下作战尤其是水雷战及反水雷战中都有着重要作用。本文针对探测海底表层沉积物设计了一款消耗式的动力贯入仪,它能够快速准确的采集并传输设备撞击至海底表层沉积物时产生的撞击振动信号,进而推断出海底沉积物种类。相比于静力触探及声学手段探测来说,其具有技术复杂度低,耗时短,设备小巧,成本较低等诸多优势。论文的主要内容包含了系统的总体方案设计,硬件平台的搭建及相关软件程序的编写。其中硬件平台包含了水下分机及水上分机,设计中着重突出了水下分机小尺寸、大功率、低功耗、低成本的特点。水下分机是平台设计的重点,其主要功能包含对加速度传感器信息的采集,数据的存储及数据的水声传输,它的主控芯片使用的是430系列单片机MSP430F1611。水上分机包含了信号调理模块、模数转换模块、数字控制模块与网口通信模块,其主控芯片使用的是CycloneⅣ系列的一款FPGA(EP4CE6E22C8)。FPGA实现的功能主要为数据采集控制、放大倍数配置、通过W5300网络接口上传采集到的数据。系统软件开发包括单片机的C语言程序、FPGA的VHDL程序、MATLAB数据分析处理程序的编写。完成硬件系统各个功能模块的联合调试工作。最后,对系统在实验室及水池环境下进行整体测试,验证系统的各项性能。试验中,系统水下分机能够准确采集记录撞击过程中的加速度变化数据,并按设计要求发送指定调制形式的水声信号;水上分机能够采集发自水下分机的信号。试验测试结果表明系统的功能齐备,各项性能指标达到预期要求。系统的设计成功为开展后续海上试验提供了硬件设备保障。