煤炭是重要的战略资源,煤炭工业是我国国民经济的重要支柱。煤矿井下环境具有高危险性,我国煤矿矿难事故频发,安全形势不容乐观。有必要加强对煤矿生产系统的安全监控,减少安全事故的发生。本课题针对这一情况而提出,设计符合国家标准的煤矿安监系统井下分站。论文在对相关国家标准和行业标准的研究与分析的基础上。首先,设计了井下分站的总体方案,确定了井下分站需要实现的功能:与上位机之间能够进行10公里无中继传输;能够监测甲烷、一氧化碳等危险气体的浓度;气体浓度超标后,2秒钟警报内信息能上传至上位机;能够接收上位机的指令,对工作状态进行调整和配置;能够容忍一定的电源电压波动,在主电源失效的情况下仍可工作一段时间等。然后,设计了满足功能要求并且符合国家标准的硬件电路。采用S3C44B0X为核心设计了主控电路,满足数据快速处理和上传功能;使用PIC18F4580设计了CAN总线接口和数据采集电路,使井下分站能够进行10公里无中继传输以及信号的快速采集;设计了具有后备电池的本质安全型电源;采用320×240单色液晶屏设计了用户界面。在硬件设计的基础上,进行了井下分站软件的设计,论述了软件模块功能和执行流程。重点分析了CAN总线传输报文的特点,设计了适用于井下分站的传输协议,满足了信息快速传送的要求,同时避免了总线负载过重,确保了系统的稳定性和可靠性。针对井下气体的交叉干扰,提出了一种去除交叉干扰的方法并应用于井下分站数据处理模块。最后,采用VB6.0编写了可用于调试和监测的上位机软件,实现了上位机对井下分站的监控和配置。实验结果表明,井下分站满足各项功能要求,达到了预期的设计目标,能够稳定工作,可用于煤矿井下环境。