论文是在“十一五”国家科技支撑计划<<全矿井数字化安全生产监测监控及重大灾害预警系统的研究>>项目(2007BA00168-1)的<<矿井瓦斯煤尘灾害监测预警系统关键技术的研究>>课题的资助下,结合我省煤矿对煤与瓦斯突出监测的需求进行的应用研究。本文提出了一种基于工业以太网技术和以嵌入式TCP/IP技术和单片机技术为核心的煤与瓦斯突出监测分站的设计,在监测数据的传输速率、数据传输的实时性和抗干扰性等方面与目前我国煤矿通常采用的各种总线传输方式的监测分站相比有着突出的优势。我国是一个瓦斯突出灾害严重的国家,而目前我国煤矿井下瓦斯监测分站对于传感器采集到的数据到上位机之间的传输主要是采用各种总线方式,随着煤矿现代化进程的力度越来越大,过去煤矿使用总线方式的弊端就越来越突显出来,它的通讯协议众多,造成设备重复购置,设备补充改造受制于人。而采用电缆作为井下通讯介质在井下复杂的电磁环境和复杂的巷道中信号的传输很容易受到干扰,而工业以太网随着其关键技术的突破现在以其统一规范的协议、抗干扰能力强、传输距离远、传输带宽容量大等特点在地面工业控制领域获得了广泛的应用。因此,开发一套基于井下工业以太网的新型监测分站有着十分重要的意义。本文的主要工作及特点有:1.国内目前专门针对煤与瓦斯突出的监测分站据我网上查阅相关信息只有一家公司生产,功能上也不完善,达不到对煤与瓦斯突出危险性预测的要求,本文给出了新的设计方案。2.本文采用MSP430单片机做为硬件核心,连接了网卡芯片CS8900A,扩展了存储芯片EEPROM24lC512、液晶显示模块、串口和JTAG接口模块等外围硬件电路,基本满足了分站功能的要求。采用这种设计不仅有效降低了分站功耗,也符合了本质安全的需要。3.本论文不仅设计了分站的软硬件,而且对整个监测系统其它相关的部分也做了研究,如传感器的选取了新型的光纤瓦斯传感器,它响应速度快,防燃防爆,抗电磁干扰具有其它传感器不可比拟的优点。4.软件方面,首先,根据嵌入式系统特点,对原先庞大的TCP/IP协议族进行简化,提出适合MSP430单片机应用的TCP/IP协议,精简后嵌入到单片机中。其次对于本文实验采集的频率信号设计了频率采集和浓度转换程序。并对液晶显示,上位机通讯程序进行了相关开发设计。本文最后对所做的工作进行了回顾和总结,指出了系统的有待完善的地方和进一步改进的方向。