随着工业技术的飞速发展,能源消耗的成倍增加,人们对矿产资源的需求量变得越来越多,而与之相对应的是陆地上矿产资源的日趋减少,在这种情况下,对海洋资源的开发成为了许多海洋国家将要面临的选择和机遇,因此水下无线传感器网络(UWSN)的研究对于海洋科学研究有着重大的意义。本论文主要致力于水下无线传感器网络节点的开发和调试,并根据水下无线传感器网络的特性和国内外水下无线传感器网络的研究成果及研究方法,提出了基于SOPC技术的水下节点的总体设计方案。本文根据水下无线传感器网络的设计任务阐述了开发中所涉及到的关键技术,详细比较和论证了水下节点的几种设计和实现方案,并最终确定了采用基于FPGA的硬件开发平台,利用SOPC技术进行软硬件的协同设计,以满足高性能处理要求、达到高灵活性、可移植、可裁剪要求及降低成本的目标。本系统选用Altera公司的Cyclone II系列EP2C20器件作为节点的主控芯片,并在文中给出了主要功能模块的电路设计。通过QuartusⅡ软件开发节点的硬件逻辑。使用SOPC Builder软件生成NIOSⅡ软核,将CPU、存储器和定时器等成熟的IP核应用到节点设计中,同时,使用硬件描述语言VHDL将底层驱动逻辑设计为用户IP核,如高速DA的IP核、数字电位器IP核、带通滤波器IP核、高速AD的IP核、日历时钟IP核、数字测温IP核等。各种IP核的使用,减轻了软件方面的负担,而且软硬件部分协同设计加快了开发的速度。将FPGA芯片、SDRAM和Flash芯片设计在一块核心板上,方便硬件电路的升级。电路系统中还应用了模数、数模转换技术、电源管理技术和隔离技术等。软件程序主要包括水声通讯程序、UART串口程序、CAN通讯程序和数据采集处理程序等。最后,根据本系统实际研究开发的结果,总结分析了系统的特点,并根据目前设计中的遇到的问题提出了修改建议。