煤矿井下供水压风管网系统是煤矿生产环节必不可少的机电设备,对维护煤矿生产安全具有十分重要的作用。煤矿井下环境恶劣,管道泄漏现象频繁发生。因此,对管网实时监测,有利于保障煤矿安全生产。本文针对煤矿井下管道泄漏监测问题,基于以Cortex-M4为内核的STM32F407处理器,设计了一套支持多种类传感器的信号采集处理系统,对比传统采集系统只针对压力和流量信号采集,增加了声信号采集,提升了泄漏定位精度。解决井下分站时间同步难题,为煤矿井下远距离管道泄漏定位奠定基础。本文的工作重点为管网泄漏监测分站设计,主要工作及创新点如下:(1)采用主频高达168MHz的STM32F407ZGT6芯片,针对传统监测系统单一传感器采样问题,设计了集多种类传感器信号采集、处理、存储和数据上传于一体的管网泄漏监测系统,对煤矿井下管道进行实时监测。(2)针对采样数据量大的问题,在监测分站软件设计中,以μC/OS-Ⅲ操作系统为支撑,设计了具有32GB容量的SD卡存储电路,对原始采样数据实时存储,弥补传统系统无法长时间离线存储本地数据的缺点。(3)充分利用Cortex-M4新增的DSP指令集,对原始采样数据组的均方根、最大值和最小值等统计量进行计算,增加上位机的处理速度,采用先进的真彩液晶屏显示各通道采样数值和波形,方便井下人员观测,并设计触摸屏功能,提升人机交互功能。(4)针对煤矿井下北斗和GPS信号无法接收的问题,研究了时间同步算法。基于NTP协议,对煤矿井下监测分站进行网络授时,同步井下各运行分站的本地时间,解决煤矿井下远距离管道泄漏定位难题。本文首次将NTP协议应用于对煤矿井下供水压风管网监测分站的时间授时,对远距离煤矿井下管道泄漏定位具有重要意义。同时提升监测分站的功能,对于煤矿井下管网的实时监测具有重要作用。在实验室环境下搭建了管网系统,对监测系统进行测试,达到了设计要求。