提升水声通信网络设备的智能性及安全性,降低水声通信网络设备研制成本对于海洋探索及海洋监测等领域具有重要的研究意义及经济价值。受设备物理特性限制及水声通信网络环境制约,水声通信网络节点面临各种网络安全威胁和攻击。现有水声通信网络领域的研究重点多以提升水下网络节点的节能及性能为出发点,忽视了水面网关设备的智能化及水下网络设备的安全性需求。因此,基于现有水声通信网络网关功能单一和水声通信机指令数据传输存在安全隐患的问题,设计并实现一种可保障水声通信机数据传输安全的水声通信网络智能网关,具有重要的意义。本文做了如下研究:一、完成水声通信网络智能网关软硬件设计。分别提出水声通信网络智能网关硬件总体结构设计及软件设计整体框架。根据硬件总体结构设计,采用Raspberry Pi 4B作为嵌入式平台,完成硬件子系统的设计。根据软件设计整体架构,采用Qt开发数据操作子系统,并利用Java Web技术实现了网关控制中心。扩展了网关的功能及远程操作性能,提升网关设备的智能化水平。二、设计了指令数据的加密传输方案。首先,完成水声通信网络设备的设备协议转换方案。对水声通信网络的网络设备进行分析及研究,完成了水声通信机及卫星通信模块的协议转换,使不同的网络设备可以通过智能网关进行数据传输。其次,提出了水声通信机与网关的指令数据加密传输方案。基于水声通信网络的水声通信机数据传输特点,结合指令数据包格式,采用国密算法中在无线网络加密领域应用广泛的SM4算法进行适配,得出基于指令传输的加密方案。最终,根据指令数据的加密传输方案进一步设计了水声通信网络入侵检测系统。通过对入侵检测算法进行实验验证及结果分析,聚类总数取值为6时,入侵检测系统的准确性及精确度较高,对指令结果判断更为准确。三、实现水声通信网络智能网关并进行测试。将水声通信机数据安全传输方案及远程控制等功能结合,通过嵌入式软硬件设计,实现水声通信网络智能网关。经过功能测试,水声通信网络智能网关符合设计预期,有利于提高水声通信网络的智能化及安全程度,促进我国水声通信网络研究事业发展。