矿井提升系统是沟通地面和井下的桥梁,是煤炭生产运输系统的重要组成部分,其安全性和可靠性影响着整个矿山的生产效率,关系着矿井工作人员的安全。然而,目前矿井提升系统的状态监测普遍采用人工检测的方法,该方法成本高、效率低、精度差,且难以满足实际监测需求,而传统的有线监测手段又很难适应煤矿运输的恶劣环境和复杂工况。因此亟需一种适用于矿井提升系统状态监测的有效方法。无线传感器网络具有能耗低、组网灵活、容错性强等优点,具备解决矿井提升系统状态监测问题的潜力。但受限于矿井特殊的地理环境和复杂的工况,其应用于提升系统的状态监测仍面临诸多挑战。本文基于实际需求,拟设计一种自主供能、组网灵活、性能可靠的提升系统状态监测网络,主要研究内容包括:1)矿井提升系统状态监测网络总体设计。分析了环境因素对各频段电磁波衰减的影响,对比了多种常用短距离无线通信技术的优缺点,选取了监测网络的具体监测参数类型。通过对比和分析发现,以2.4GHz作为通信频率,选择ZigBee作为无线通信技术,更加适用于提升系统状态监测。选择温度、湿度和加速度三种状态参数,以综合监测矿井提升系统的健康情况,并据此设计了监测网络的总体结构。2)基于井筒风能的能量供给模块设计。能量供给模块主要包括微型风力发电模块和能量管理电路两部分。通过分析井筒内风力资源的分布,设计了微型风力发电模块并对其功能进行了测试;针对微型风力发电模块与能量存储模块的特点及应用需求,研发了能量管理电路;通过仿真和实验测试了能量管理电路的性能,结果表明所设计的能量供给模块能够稳定、可靠地为节点供能。3)矿井提升系统状态监测无线传感器网络的组网、应用及上位机软件设计。根据监测网络的实际应用需求,在网络层设计了具有自修复功能的自组网程序,在应用层设计了包括数据帧、地址管理和节点工作流程的网络应用程序,最后基于LabVIEW虚拟仪器平台开发了监测网络的上位机软件。4)状态监测网络软硬件的功能实验研究与分析。首先测试了能量供给模块的性能,随后对节点功耗进行了实验测试,并据此分析常用节点节能策略;然后在模拟故障情形下测试了网络的鲁棒性和自愈性,结果表明所设计的监测网络可实现故障网络自主修复;接着组建了网络深度为15的多跳网络,测试了网络的传输服务质量和网络吞吐量,结果表明网络的可靠性高、实时性好;最后测试了上位机软件并进行了数据采集实验,上位机软件实现了预期功能,且数据采集精度高。本文设计的监测网络具有自供能、工作可靠、数据采集精度高的特点,能够满足矿井提升系统状态监测的应用需求。该论文有图71幅,表9个,参考文献80篇。