我国煤矿资源丰富,但是煤矿自然环境复杂,事故频有发生。现有的有线监控系统很难灵活布网,实现对整个煤矿的完全监测,在矿井中依然存在很多监测盲区,而这些区域往往是发生事故的隐患所在。本文正是基于这种背景,提出了一种煤矿井下多参数层次型无线传感器监测网络,作为有线监控的补充,实现和有线监控互连能够大大的提高整个煤矿的监测和预警水平。根据煤矿井下环境的特点,本文设计了多参数层次型无线传感器网络的硬件结构和路由机制。论述了网络的建网过程,主辅备份路由的形成,根据Zigbee协议对网络地址的分配规则,重新设计了一种适合于主辅备份路由机制的网络地址分配方法。实验表明主辅备份路由机制在主路由器失效的情况下,辅助路由器可以成功使整个网络可靠稳定的运行,从而提高了网络在煤矿环境中的生存力。网络的参数收集主要采用周期巡检和中断唤醒两种方式。中断唤醒工作方式可以独立工作,实现参数超限报警功能,也可以作为周期巡检的补充,实现实时的监测。同时本文设计了一种数据采集管理的机制以及基于簇的时隙分配和网络同步机制以提高数据收集的灵活性和可靠性。为了提高网络的稳定性和可靠性,本文设计了主辅备份路由的维护以及网络故障的管理机制。对网络路由机制的维护和管理就是保证整个网络拓扑结构的稳定,保证数据的正常传输。网络故障管理提高了网络的生存力,保持整个网络可靠稳定的运行。网络采用modbus协议和煤矿井下有线监控互连,实现信息交互,从而组成煤矿井下的监测系统。本文还实现无线传感器网络通过网关和WiMAX网络的互连,拓展了无线传感器网络的应用。本文最后在实验室和煤矿井下环境对多参数层次型无线传感器网络的功能进行了测试和性能分析。实验表明网络功能达到了预期,能够实现多参数数据收集和超限数据报警,主辅备份路由机制可以实现稳定可靠的工作,网络可以通过网关和WiMAX网络实现稳定可靠的互连。