我国北方干旱地区的侏罗纪煤层自燃现象十分严重,浪费了大量有限的煤炭资源,造成了很大的环境污染。因此对易发生自燃煤田区进行实时有效地监测,及时掌握煤田区的环境数据,才能减少自燃事件的发生和因此带来的损失。目前监测主要通过人工和航空、卫星遥感来完成。但煤田区幅员辽阔,人工监测具有效率低、实时性差等特点;航空、卫星遥感测量易受限于天气、地形和成本因素,影响监测的准确性和监测周期。因此论文以“煤炭能源领域的环境保护”合作项目为背景,把无线传感器网络技术应用到煤田自燃区环境监测中,以克服传统监测手段的不足。根据煤田自燃区远程监测的应用特性,提出了一个适应该场合的无线传感器网络监测系统。该系统采用GAINZ节点作为开发平台,设计了能量有效、基于时间调度的MAC协议(ET-MAC)和群结构多径树状路由协议(MTR),并使用GPRS技术实现远程数据传输。ET-MAC利用激活/休眠机制,以减少由于监听而造成的能量损失;同时采用网络中节点分群和群首重选策略来均衡能量损耗,延长网络的生存周期。MTR则在充分考虑了在煤田自燃区监测环境下,网络业务量少、紧急状况下要求数据实时可靠传输及网络中节点能量受限的特性基础上,采取多路径传输方式,即在正常情况下路由以能量为中心,而在紧急情况下则重点考虑信息到达监测端的及时性和可靠性。论文最后把所设计的MAC层、网络层协议及相关上层应用实施到GAINZ节点中,实测网络构建、数据传输和GPRS连接功能。本课题所构建的无线传感器远程监测系统,经测试表明,能够完成煤田自燃区环境数据的采集和传输,达到实时有效监测的要求和项目初期的技术指标,为煤田自燃区监测提供了有效的方法,进而减少了自燃区监测所需的人力资源、经济成本和煤田自燃带来的损失。