煤矿监测系统是煤矿安全生产中的重要环节。科学技术的进步和煤矿安全生产的需要，推动着煤矿监测系统向智能化和网络化发展。但传统的煤矿监测系统存在许多弊端，已不能满足新时代煤矿开采的需求。本文在校企合作项目“煤矿监测系统”研究基础上，以无线传感器网络技术应用为背景，并针对当前煤矿监控系统存在的监测节点少、网络扩展难、实时稳定性差、通信技术落后等问题，设计了一套基于无线传感器网络的煤矿监测系统。该系统通过设计传感器节点和基站两个主要部分来完成监测功能，其中传感器节点负责环境数据采集，基站负责数据传输与处理。传感器节点与基站的数据通信，通过一种静态无线路由通信方式实现。整个系统设计采用无线与CAN总线双重覆盖的数据传输体系，并将无线技术、传感器技术、嵌入式技术及网络技术融合在一起。这种设计方式打破传统监测系统布线限制，增强了系统布网灵活性及网络实时性，提高了数据传输稳定性，为煤矿安全生产提供了保障。本文创新点有：(1)通过硬件开关电路设计及软件能量动态管理方式，使得传感器节点在一次采集工作完成后，MCU及无线芯片即时进入低功耗睡眠状态，各传感器供电电路与A/D参考电源电路即时断开，实现传感器节点的极低功率消耗。(2)考虑实际应用的经济效益，对整个系统的芯片选型、电路设计及尺寸大小进行成本规划控制，保障基站和传感器节点的低成本设计。在对高频PCB电磁兼容性进行深入研究的基础上，将相关高频电路设计经验运用到煤矿监测系统设计中，保障基站和传感器节点在矿井复杂工作环境下的稳定性；(3)为实现基站的多任务调度管理，向基站MCU中移植一个μC/OS-II系统，保障了基站运行的高实时性与高稳定性。针对传统监测系统数据传输单一通信方式存在的网络拥堵、线路依赖等问题，采用CAN总线与无线双重覆盖的数据传输体系，提高了系统的实时性、稳定性及布网灵活性；(4)针对传感器节点及基站安装位置固定的特性，提出一种静态无线路由通信方式，传感器节点可自由加入或退出网络，增强了系统的扩展性与可维护性。在结合煤矿巷道实际应用背景下，提出改进型的LEACH算法。仿真实验结果表明该算法具有更低网络时延及更长网络存活时间。本文设计的“基于无线传感器网络的煤矿监控系统”已在山西省的一个小型煤矿中初步测试验收。测试结果证实了方案的可行性与系统的稳定性，为下一步在煤矿中推广应用奠定了基础。