近年来,天然气作为一种干净高效的能源伴随着我国能源结构的调整而愈来愈受到重视。根据天然气的特性,管道作为它的重要运输方式,其安全性也愈来愈受到人们的关注。我国正处于城镇化加速发展的时期,城市地下天然气管网作为其重要组成部分也在飞速发展。由于地下的环境比较复杂加上气体泄漏不直观,具有很强的隐蔽性,如果发生泄漏有着很大的安全隐患。因此,研究城市地下天然气管网监测系统及时发现天然气管道泄漏,最大限度的降低人员与财产损失,对于实现智慧城市有着深远的意义。本文对城市地下天然气管网监测系统目前存在的问题进行深入研究,在详细分析国内外该领域相关技术研究现状的基础上,设计了城市地下天然气管网监测系统。系统根据设计要求对安装在管道上的传感器声发射信号采集,该信号经过通信分站的处理,通过系统的CAN总线网络传输至地面监控分站,然后监控分站采用工业以太网与上位机进行远距离信息传输,上位机将接收到的是否发生泄漏信息显示出来,从而完成对城市地下天然气管网系统的实时监测。本系统采用分层的结构对系统进行分部分处理,主要包括传感器数据采集模块、通信分站模块以及CAN转以太网模块等。传感器数据采集模块通过传感器获得现场信号,完成了现场信号进行先放大再滤波等处理,从而便于对其作模数转换;通信分站模块采用STM32微处理器作为主控制器,主要对数据的存储和预处理,即对传感器信号的编码以及时间信息等转发,将地下天然气管道信号通过CAN总线传输到地面监控分站;CAN转以太网模块主要对由通信分站组成的CAN总线网络模式向以太网通信方式的转换,完成长远距离的传输。系统通信部分经过大量的仿真测试,达到预期的设计要求,具有较好的稳定性和实时性。