煤炭是我国的基础能源，在我国一次能源生产和消费结构中始终占据70％左右。然而煤矿瓦斯安全事故却频频发生，除了要加强安全管理和技术培训之外，更重要的是对煤矿环境的静电、瓦斯浓度、温度等主要参量进行准确有效的模拟测试。　　 本文的目的是研究设计一种静电放电引爆瓦斯模拟实验系统，可测量在不同氧气浓度、温度下瓦斯引爆的浓度值及人体静电放电电位、电阻及电容值。获取煤矿环境中最易引爆的瓦斯浓度，为制定煤矿人体静电安全标准及煤矿生产安全提供理论和实验依据。本文采用灵活高效的SOPC技术，将Nios Ⅱ软核处理器、存储器、外设控制器等功能模块嵌入到一片FPGA中，构成系统的核心电路。本系统通过数据采集模块，将采集到的瓦斯、氧气和温度数据在Nios Ⅱ片上系统中进行处理，并将其处理结果实时显示在LED屏幕上。　　 本文通过对系统的需求分析，确定出系统的总体研究设计方案。选取了FPGA、传感器、A/D等各相关硬件器件，采用Altera公司的Quartus Ⅱ 9．0系统硬件开发工具、Nios Ⅱ IDE应用软件开发工具和C语言进行了系统的硬软件的开发和调试，完成了该系统的设计。在此基础上，本文详尽的介绍了瓦斯、氧气和温度的数据采集模块，Nios Ⅱ控制器模块，LED显示模块等开发过程及程序的实现，并给出了相关软件仿真结果和硬件调试结果。整个系统采用层次化、模块化的设计思想，将Nios Ⅱ软核处理器系统嵌入到FPGA中，完成片上硬件和软件的设计。结果表明其满足系统的各功能要求。　　 最后，根据本系统的研究设计结果，对系统的特点进行了分析和总结，给出了相关结论，并对该系统的进一步研究提出了展望。