大吨位地下矿用自卸卡车是地下无轨采矿和各种巷道工程的主要运输工具。目前,国内自主生产的矿用卡车的自动化程度还很低,尤其是设备的状态监测和故障自诊断能力上更是相当薄弱,主要依靠技术人员经验排除故障。因此,如何建立有效的测控系统,对卡车进行监测和诊断具有重要意义。本文针对某公司大型地下矿用卡车,从项目实际情况出发,重点研究了基于嵌入式系统的矿用卡车测控系统的设计与实现。本文从故障诊断专家系统入手,通过分析现有针对矿用卡车的各种诊断方法,提出了采用聚类校验的专家系统结构,并通过对发动机参数的仿真试验,论证了方法的试验可行性。继而围绕此方法如何实现,对比讨论了现有的三种嵌入式系统实现方式:嵌入式控制器方式、嵌入式计算机系统直接控制方式、嵌入式计算机系统与可编程控制器联合方式,以及三种常见的嵌入式操作系统:Embedded Linux、Windows CE、Windows XP Embedded。最终选择采用嵌入式计算机系统与可编程控制器现场总线采集网络相结合的测控系统硬件结构,和以Windows XP Embedded为操作系统,嵌入式组态软件作前台界面,故障诊断专家系统应用程序作后台诊断的系统软件结构,以满足设计要求。之后依据对象矿用卡车的技术要求和特点,进行了测控系统的详细设计。从硬件系统的整体布局结构,到各子系统的参数采集,逐一进行了阐述,其中还包括了超声障碍监测系统的设计。从基本检测、状态监测、故障诊断三个方面阐述了系统的软件结构与流程,重点介绍了专家系统的实现。通过测控系统的设计实践,进一步对故障诊断专家系统的结构进行了实践论证。同时嵌入式系统的应用也为矿用卡车的自动化改造提供了参考。