众所周知，我们生活的地球是一个拥有庞大海洋的蓝色星球。在人口增长、工业发展、资源消耗等现实压力下，我们需要从海洋中获取丰富的矿产资源和生物资源。同时，因为我国绵延广阔的海岸线，对于我们在自己领海的主权和利益保护也提出了严峻要求。在对海洋的开发和保护中，需要利用海洋勘探设备和节点通信等相关的设备技术。海洋环境中的数据通信是观测勘探等应用场景下的关键环节。由于电磁波在水中的传输会有非常大的衰减，因此水中无法使用电磁波通信方式。光信号的传输对于节点之间的位置要求很高，理论上节点要在一条直线上才能发送接收。所以声波通信方式是现阶段水下节点之间最合适的通信方式，其传输距离远，信号衰减小，且对位置要求也不高。　　论文首先介绍了水声通信的基础理论知识，通过分析国内外水声通信技术的发展现状，发现目前的水声通信设备往往造价高昂，体积庞大，无法应用于普通的实验教学领域。立足于这一现状，本文旨在设计一个成本低廉，体积较小的微型水声通信验证平台。利用本系统可以实现水声通信功能，并具有低功耗、低成本、微体积的特点。　　本文的研究目标是研制一个基于FSK信号调制方式的微型水声通信系统，用以在实验室环境下演示水声通信功能的实验系统。本文从硬件、软件与调试三个方面，介绍了系统的设计原理，实现方法以及实验结果。硬件设计主要包括MCU控制模块、信号调制模块、功率放大模块、接收信号放大模块、信号滤波模块以及自动增益控制放大模块。其中，信号调制模块采用了FSK调制方式将待发送的数字信号调制成两个不同频率的正弦载波信号。信号调制模块是本系统的核心模块，模拟信号不适合水声信道的传输，因此使用数字信号调制方式可以有效抑制传输中的噪声。功率放大模块将调制载波信号的输出功率放大，提高系统的输出功率，从而扩展通信距离。信号接收模块使用有源滤波器设计的信号滤波模块通过带通滤波的方式将接收信号中的环境噪声滤除。自动增益控制放大模块使用可变增益放大器为核心器件，将接收信号的幅值稳定在一个固定值，使其在输入解调芯片前信号幅度不受前级信号的强弱影响。　　在软件设计方面，本文参照网络协议TCP协议族，设计了一套适用于水下系统通信的可靠的通信协议。可以有效地降低系统的误码率和数据丢失率，保证通信的可靠性。在系统软件框架中增加了串口命令解析模块，针对上位机下发的配置命令，可以完成系统工作模式配置，地址信息设置等功能。数据存储模块通过读写文件系统将系统工作日志以及通信数据存储在系统SD卡中。系统上位机软件利用QT开发工具实现对串口的读写配置并增加了系统操作的相关命令按钮，实现了对下位机系统的控制。　　最后论文对系统设计功能以及性能指标进行了测试验证，并根据实验数据对方案设计进行相关分析。本文实现的系统具有功能完善，成本低廉，低功耗等特点，可以实现实验室环境下的水声通信功能，并且通信速率高，体积小巧，易于测试。