利用煤炭地下气化技术,可以直接将煤矿井下的固体煤不完全燃烧,废渣残留在井下,输出可燃气体,经清洁处理后,一方面可作为燃料,另一方面作为其他工业原料。这种煤炭开采方式清洁环保,安全可靠,资源利用率高,相对传统井工开采成本较低,是能源、环境和经济领域最有前途的可持续技术之一,被称之为未来煤炭开采方向。但由于煤炭地下气化过程中缺少有效的监测和控制手段,地下气化输出的可燃气体组分很不稳定而且热值不高,整体煤炭气化率和产气量不高,煤炭地下气化一直无法实现规模化商业开采。本文为解决煤炭地下气化过程中测量、控制等难题,将物联网技术应用到煤炭地下气化监测系统,设计实现基于WSN（Wireless Sensor Network）的煤炭地下气化过程监控系统,旨在为加速推进煤炭地下气化规模化生产提供技术支持。论文主要工作如下:1)在归纳分析了相关文献的基础上,提出将物联网技术应用到煤炭地下气化监测系统,设计实现基于WSN的煤炭地下气化过程监控系统思路。2)研究论述了本文涉及的相关理论技术基础。首先研究论述了基于“工业以太网+现场总线”有线通信网络,采用“主站/分站”主从监控模式的传统煤矿安全监控系统基本框架。接着论述了WSN基本网络结构、WSN网络节点结构、Zig Bee协议栈、CC2530 Zig Bee网络芯片原理,以及选择C51硬件编程语言以及Python上位机编程语言的依据等等,它们是后续工作的基础。3)对煤炭地下气化监控系统进行了详细的总体设计。首先论述了系统的设计原则与依据。然后,根据煤炭地下气化过程工艺流程,从供风子系统、气化生产子系统、煤气净化输出子系统3个方面,深入研究了系统需求。最后,从物理角度,阐述了基于WSN的煤矿安全监控系统框架;借鉴计算机网络OSI/RM模型层次结构思想,提出了基于层次的系统逻辑框架。4)对煤炭地下气化监控系统WSN传感节点进行了详细设计。首先对WSN监测节点结构进行了总体设计,包括终端节点、协调器以及它们和上位机之间的通信方式。其次,利用CC2530芯片对WSN监测节点硬件进行具体设计,其中,传感器模块电路能够接入模拟信号输出、RS485总线输出2类传感器,使用8选1选择开关,通过单片机控制切换不同监测传感器信号的输入,每个终端传感器节点均能监测最多16路不同传感器信号,大大提高了监测灵活性。再次,对基于CC2530的监测节点软件进行了具体设计,主要包括协调器分别与上位机、终端节点通信程序框架结构设计,终端节点分别对模拟信号输出、RS485总线输出2类传感器的数据采集软件。最后,提供了实物展示,验证了上述硬件设计的切实可行性。5)对基于WSN的煤炭地下气化监控系统上位机原型软件进行了初步设计。首先对该软件的功能模块做出了全面需求分析,它们分别是通讯参数配置、节点配置管理、数据收发管理、数据可视化显示、报警管理、曲线绘制、报表打印、测点控制面板等等模块。在功能分析的基础上,设计了上位机GUI主界面,包括系统设置、终端节点数据显示、曲线绘制、接收信息四大区域。论述了上位机软件设计涉及的6个关键技术:基于串口通信的数据收发方法、基于TCP/IP套接字的数据收发机制、传感器数据滤波方法、基于曲线拟合的最小二乘传感器数据修正方法、报警信息提示机制、实时绘制动态数据曲线的方法;以及它们的python编程实现方法。最后,展示了上位机软件的应用效果。本论文有图35幅,表4个,参考文献87篇。