人类的生存与发展离不开能源的支持,煤矿资源作为重要的能源之一在其中发挥着非常重要的作用。根据近年来煤矿事故死亡统计分析可知,瓦斯事故与以前相比已经越来越少,但仍有发生。由于矿区具有地质条件比较复杂、煤层很软、井下瓦斯含量高所以经常会产生一些突出危险等特点,这极大的阻碍了采煤的进程。尽管随着综合机械化采煤的迅速发展,从一定程度上加快了采矿区回采工作面的推进速度,但与此同时工作面瓦斯涌出量也急剧增加,从而造成瓦斯超限现象也常常会有发生。为了解决以上问题,本文在设计中特意将无线传感器网络引入综采面的瓦斯监控系统中,这对提高系统的可靠性,保障煤矿的安全高效生产具有重要的意义。本文首先对井下与井上两个部分进行详细的设计。井下部分主要实现的是数据采集功能。在底层节点中使用的是CC2530Zig Bee节点,其支持Zig Bee协议,通过将CO、瓦斯、甲烷和气压等传感器与其进行连接,可以实现对CO、瓦斯、甲烷等气体浓度的采集,并使用以Zig Bee技术为基础构建的无线传感器网络对采集的数据进行传输,从而实现数据采集功能,同时又引入了瓦斯的涌出规律,有利于与后期终端收集的数据进行对比分析,预防瓦斯突出危险的发生。井上部分主要实现的是对各个节点的控制与管理并对井下采集的数据进行分析与判断的功能。在井下部分不是由终端直接对各个节点进行管理与控制等,而是通过网关实现对节点的管理与控制并对传递到网关的数据进行初步的处理等操作,然后在把所得的相关信息传输到终端,接着对本文在设计中使用的leach分层拓扑控制算法进行分析与介绍。本文为了进一步降低节点能耗,延长网络的寿命,对leach算法进行了改进,从而极大的提高了无线传感网络的整体性能。并对leach算法与改进的leach算法进行仿真,通过两者的仿真对比,改进的算法符合设计的要求。最后,本文对组网性能以及网关接入进行了测试及分析。