随着我国国民经济的飞速发展,人们生活水平的提高,对能源的需求量也在逐步的增加。天然气水合物作为一种新型的洁净、高效以及低污染能源,其存储量大,分布范围广、埋藏位置浅,是天然气、煤以及石油后非常理想的替代能源。2007年我国海洋工作者在南海海域成功钻取了天然气水合物样品,如果成功开发利用,将对我国能源供给、社会和经济的可持续发展都有非常重要的意义。本文集成和研发的海底天然气水合物环境监测系统,最主要的目的是能够实时收集海洋中的环境信息。在本系统中,传感器节点主要负责收集、处理以及传输CTD、二氧化碳、PH值以及甲烷等传感器的数据,传感器节点包含中央控制单元,供电单元以及水声调制解调器单元。传感器节点采用水声调制解调器组织成网络,数据包通过多跳的方式由节点经中转节点传输到水面基站,水面基站再通过卫星将数据包转发到陆地控制中心。论文首先对水声传感器网络相关知识作了简要的介绍,确定在该系统中网络采用完全分布式拓扑结构。其次,给出了系统节点的硬件结构设计,分别对中央控制单元、电源控制单元以及数据通信单元这三个部分做了较全面的硬件设计,阐述了各硬件结构的功能及电路实现方法。最后介绍了海底天然气水合物环境监测系统网络的软件实现流程,包含传感器节点的建立、管理、选择、更新以及维护。结合海底天然气水合物环境监测系统,分别从硬件设计方案和系统软件工作流程,论证了系统的实现过程。在文章最后确定了海洋测试的具体方案以及给出了部分测试结果。