监测井下生产状况参数包括监测矿井空气中有害或危险成分、矿井空气物理状态、通风设备运行状态以及其他参数。一般监测对象包括瓦斯、风速、负压、温度、液位等。井下生产状况参数监测的工作环境恶劣、监测点分散、监测种类多、测点数量大、通信距离远，并且对实时性和可靠性要求极高。因此，研制一种性能可靠、成本低的煤矿井下多参数智能监测系统非常必要。笔者采用当前流行的虚拟仪器技术实现上位机交互，并利用单片机成本低、集成度高、易于相互及与计算机通信等特点，开发了一种新型的井下多参数智能监测系统。

2 系统总体设计

井下多参数智能监控系统由监测分站系统、CAN总线通信系统、上位人机交互(监控计算机)以及煤矿安全专家系统(数据库查询服务器)组成。其系统结构图如图1所示。

2.1 监测分站系统

监测分站系统采用高性能ATmega48单片机作为主控器件，外接多个瓦斯、位移、压力等传感器，经过外部模拟电路，送人单片机内置高精度A／D转换器，实现多路模拟量的实时采集，并通过CAN总线通信系统实现与上位人机交互的数据交换。另外，监控分机还可实现瓦斯、压力等参数超标时的井下声光报警，并根据上位人机交互命令进行相应的控制操作，有效避免事故的发生。

2.2 CAN总线通信系统

CAN总线通信系统的主要功能是实现多个监控分机与上位人机交互(监控主机)的数据通信，将实时采集的模拟数据通过CAN总线传输。

2.3 上位人机交互

人机交互系统以Lab Windows／CVI虚拟仪器作为开发平台，利用图形化的软面板、丰富的数字信号处理库和高级函数分析库资源，借助于计算机的强大功能实现与板卡之间的控制信息和采集信息之间的数据交换、历史数据分析、数据曲线拟制等功能。

2.4 煤矿安全专家系统

煤矿安全专家系统采用Microsoft Access 2003作为开发软件。将历年各种模拟量参数指标以及在具体情况下避免事故发生需要采用的操作进行汇总，供人机交互系统查询。人机交互系统根据查询结果发送相应的控制命令，从而最大限度地减少事故。

另外，此系统还将打印分析的参考意见，供地面工作站人员查询，以便实时改进。

3 监控硬件设计

监控系统主控器件以及外围电路如图2所示，其中外围电路包含CAN总线通信电路、MAX1232外置看门狗电路、8路模拟量采集电路以及分时选通器件4051电路等。任意一路模拟量采集电路如图3所示。