无线传感器网络是一种“无处不在”的传感技术，它使用户可以更加深入的了解和把握周围的世界。无线传感器网络的随机布设、自组织、环境适应等特点，使其在军事、环境、医疗、家庭和其他的商用领域有广阔的应用前景和很高的应用价值。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善，无线传感器网络已逐渐成为工业界及学术界的一个研究热点。本文在介绍了无线传感器网络的发展概况、原理与架构后，针对井下环境监测设计了一种全新的无线传感器网络架构设计方案。本文以OSI层次模型为基础分析设计了面向井下环境监测应用的无线传感器网络通信协议栈，从工程角度介绍了物理层、数据链路层、网络层、应用层的设计实现，其中MAC协议参考传统Ad Hoc网络多信道接入协议，将信道分为一个控制信道和N组数据信道，在控制信道进行信道分配，在数据信道进行链路监听和数据接收；网络层采用基于最小跳数路由协议，详细介绍了最小跳数场的建立过程。最后本文总结了前面的工作，指出了系统的后续研究内容，展望了基于无线传感器网络的矿用环境监测技术在未来的发展远景。