海洋覆盖地球总面积的70%以上,蕴藏了丰富的海洋生物物种、稀有矿产资源和各类能源,在地球生态系统和地球环境系统中占有重要地位。受限于海洋复杂多变的环境以及高昂的试验成本,人类对海洋的认知还非常有限,许多研究因缺乏相关海洋数据还处于理论和仿真阶段,这使得海洋信息的获取与处理变得极其重要。相比于已有的获取海洋信息的方法（人工与海底有缆网络）,水下无线传感器网络的无线通信方式采集海洋信息,具有网络部署灵活性和数据实时性,可获取水下空间多维度信息,同时降低了数据采集成本,是未来海洋数据采集的主流趋势。近年来,对水下无线传感器网络的研究,主要集中在网络架构、通信协议、定位导航、时间同步等方向;关于水声通信网络的研究集中在网络架构设计、通信协议设计及数据采集的路径规划算法上,这些都取得了显著的成果。然而有关水下数据采集与处理系统方向的具体设计与实例相对较少,特别是利用水声通信方式实现数据远端采集的应用研究,缺乏完整系统性的设计与实现。因此,水下无线传感器网络信息采集与处理系统的研究十分必要。水下信息从前端数据采集到后端数据应用,通信技术在中间起着桥梁作用。目前水下无线传感器网络所使用的通信技术主要包括三类:水声通信技术、水下电磁波通信技术、水下光通信技术。无线电或光通信传输速率高,但是通信距离短。水声通信虽然具有长时延,低带宽,高误码率等不足,却是中远距离信息传输的主要方式,通信距离可达几公里甚至几十公里,在广域的水下传感器网络中,水声通信对于水下数据采集有着无可替代的优势。因此,本文研究一种适用于水声通信的水下无线传感器网络数据采集处理系统,该系统搭载多种传感器（温盐深仪、光学摄像头、数字声呐设备）,具备传感器数据采集功能（温度、电导率、压强）。为了使系统充分利用水声信道传输能力,本文对水声信道传输的特性以及海洋科学中常用传感器数据特点进行了调研,分析不同类型数据对传输的要求。针对温盐深仪数据特点,在传统文本压缩方式上,结合数据结构重构与先验的温盐深数据差值范围,提出基于数据上下文相关性的高压缩率方法。针对图像数据特点,在传统压缩方法上,提出多批次传输策略来充分利用水下网络资源,同时改进原有均值滤波方法,提出带有先验因子的均值滤波,在接收端对带有缺失的图像恢复有较好效果。针对声呐数据特点,基于“云-洋计算”理念,提出基于点云的水下终端数据图像转化方法,以图像方式完成声呐扫描信息的传输。最终将经过预处理的数据通过水声信道传输到陆地岸基平台,提高了水下传感器数据采集效率,可靠性与稳定性。本文主要工作如下:（1）调研水声信道的通信特性,分析了多种传感器数据（文本数据、图像数据、声呐数据）特点及其信息采集对网络传输的需求。结合传输需求与水声信道特性,基于“云-洋计算”思想,将数据处理转移到水下前端,设计数据处理方法提高信息采集对网络的适应性。（2）设计并实现了一套用于水下无线传感器网络的数据采集处理系统。其中数据处理模块为树莓派4 Model B,信息传递模块为水声通信机,传感器模块包括了采集水下温度、电导率、压强数据的温盐深仪（CTD）;获取海洋光学图像的水下光学相机;采集声呐数据的单波束成像声呐设备。（3）设计并实现系统的数据处理算法,在传统压缩方法基础上,对温盐深仪数据结构重构,结合先验的数据变化差值范围,提出一种温盐深数据高压方法。对图像数据,提出多批次传输策略,改进均值滤波方法,在接收端对因丢包产生的图像缺失进行恢复。针对声呐数据,在水下终端进行点云数据转化图像数据,并对图像数据进行识别,裁剪与标识。从而大幅度提高了水下数据传输效率。（4）在真实海洋环境下,依托分布式水下无线传感器网络进行外场试验验证,经测试,本文设计的数据采集处理系统能够有效解决水下无线传感器网络中的数据获取问题,具备可用功能和鲁棒性,为海洋环境中获取高质量数据提供了可参考实例;同时通过仿真迭代的方式,提出改良的方法,进一步提高水下无线传感器网络数据采集与处理的效率。