煤炭工业是国家经济发展的命脉，其行业的重要地位和不可替代性不言而喻。然而，从近几年的实际情况看来，中国煤炭行业的安全生产形势却不容乐观，其中因CH4含量超标导致事故发生占绝大多数。为此改善煤矿生产企业安全监测设备、提高管理手段是急需解决的问题。对矿井生产系统安全的监测，国内外先后研制出多种类型的计算机监测系统，但由于现有监测系统具有成本高、功耗高和设备庞大等特点，不适应大多数中小型煤矿特别是小型煤矿的需求，不具备普及性，因此开发低成本煤矿监测系统具有显著的现实意义和实用价值。 本课题采用先进的传感器技术，以MCS-51单片机为核心控制器，开发出低成本、低功耗煤矿CH4监测系统。该系统能实现对CH4的识别、浓度监测、阈值报警以及将检测结果实时上传数据至地面监控计算机系统，通过串口通讯软件界面显示。具有低成本、低功耗、易操作、功能强、可靠性高和易于安装调试等特点。 论文首先阐述了CH4监测系统的发展及现状，通过对无火焰燃烧式CH4传感器的原理分析确立了系统的研发方向；接着介绍了监测系统的设计要求，在此基础上，采用计算机集散控制模式设计CH4气体监测系统。课题采用具有较高性价比的单片机MCS-51、先进的气体传感器构成煤矿CH4监测系统的下位机部分，实现对CH4的成分识别和浓度测量；配有按键面板输入外部命令：采用ATMEL公司的DataFlash存储器AT24CO2存储设定的参数及大量的测量数据；上位机采用具有强大数据处理、分析能力的PC机实现，实时监控煤矿CH4监测系统的运行状态，读取系统存储器中的数据。采用VC++编程的可视化界面，通过串口通讯软件将所测量的结果显示到软件界面，实时显示系统监测到的不同环境下的气体浓度，绘制曲线，根据需要修改控制参数，便于工作人员更直观地了解井下的工况，实施相应处理与控制，具备良好的人机对话功能；采用RS-485通信协议，实现数据传送。本文所设计开发的串口通讯软件，是煤矿CH4监测系统标定及其与PC机之间通讯的配套工具。 实验结果表明，本课题研发的煤矿CH4监测系统在实时性和精确性方面都有比较大的突破，而且功耗小，成本低，适合中小型煤矿特别是小型煤矿的需求。