近年来，我国煤矿安全事故频频发生，造成了惨重的人员伤亡和巨大的经济损失，给我国煤炭行业的发展敲响了警钟。长期以来，我国煤炭行业走着一条粗犷式的发展道路，安全信息技术的网络化程度不高，井下安全生产情况不能及时传送到地面生产监控中心，这些都是事故频发的症结所在。因此，建立一套完整高效的煤矿安全监测系统迫在眉睫。传统的煤矿安全监测系统均采用有线网络的方式，但是由于有线网络在时间和空间的灵活性上都受到了极大地束缚，对于一些时间受限、地理环境恶劣的条件，其无法快速建立一套完整的有线煤矿安全监测系统。为了解决有线系统带来的弊端，本文应用无线传感器网络技术，以无线网络的方式重新设计出一套煤矿瓦斯监测系统，此系统将矿井下作业区采集的数据信息，经无线信道传输到地面监控中心。无线传感器网络是一种由大量微型移动传感器节点构成的网络，能够协作的实施监测、感知和采集环境信息，并对数据进行处理，传送到监控中心。它综合了传感器技术、遥测遥控技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术，并且充分利用了Ad Hoc网络动态自组、多跳的特点，其通信和感知节点可以移动、无须铺设线路、操作简单、容易维护、组网成本低，是解决煤矿瓦斯全方位、实时监测的一种可行方法。本文主要针对煤矿瓦斯事故频繁发生的情况，应用无线传感器网络的体系结构，针对瓦斯气体浓度设计出全方位、无人值守的实时监测和智能预警系统。经过实际现场调研证明该系统可以应用于瓦斯监测，并且具有体积小、成本低、智能化高、操作简单等诸多特点。本文首先阐述了无线传感器网络的体系结构，其次在此基础上设计出适合于本系统的体系结构，再次介绍了本系统节点机的设计方案，随后对无线传感器网络中的路由协议进行了简要分析，并针对本系统给出了两种路由协议的方案，最后在NS2平台上对两种方案进行了仿真，并对结果进行了比较分析。由于各种条件的限制和现有的能力，本文只进行了该系统的原理设计、系统仿真和节点硬件设计，未完成该产品的实际设计，要形成产品进入市场销售，还需做大量的后期工作。