快速发展的高铁作为国家重要基础设施和大众化交通工具,已逐步成为大众出行的首选旅行手段,高铁的安全运行是其运营的前提,保障高铁安全运行的措施是加强对高铁的监控,其中对于钢轨的实时监测是一个重要的监控方面。以无线传感器网络为基础,结合互联网、嵌入式、数据库等相关技术可以实现对钢轨的实时监测,相比传统检测车方式,具有全天候、实时性、可预警等优点,更符合高铁安全监测的要求。本文提出了连接无线传感器网络和3G无线网络网关的设计方案,给出了硬件和软件的具体实现。首先,给出了网关的硬件结构图及其对应的设备选型方案,并增加防水防雷等功能使其能适用于复杂的工作环境；其次,采用基于应用层的实现方案,据此设计了软件的基本框架,制定了两种网络的通信帧格式及具体的协议转换方式；再次,通过速率匹配解决了服务端动态节点数据接收时间过长的问题,并采取Zigbee网络的传输控制提高Zigbee网络的信道利用率,提高了整个监测系统的性能；最后,设计了网关的远程热升级模块,对两网络协议处理模块以DLL方式发布,处理过程中采用动态加载,可实现在不关闭网关进程的情况下完成升级,减少了因为进程重启而导致的重新组网、数据重传,使升级过程中数据可以无间断地传输。网关已在高铁的部分路段运行超过18个月,在解决一系列问题后,至今已稳定运行6个月。经实际线上运行和实验室测试,网关性能指标达到了各项设计要求,可将传感器采集的钢轨数据实时、稳定、可靠地传输至监控中心,为相关工作人员提供钢轨的实时监测数据。