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我国煤炭储量大，煤炭产量以及使用量均位居世界前列，约占国内一次能源生产和消费总量的85％左右。煤炭自燃是煤矿重大灾害之一，既会造成严重的经济损失，又会引起人员伤亡，给矿井的安全生产带来了巨大的威胁。采空区是煤易发生自燃的主要区域，对该区域进行煤自燃的提前监测、识别以及预警显得尤为重要。 本文通过对当前几种煤自燃探测方法的分析，选择监测效果直观、受外界影响较小的直接测温法来对煤自燃进行预警。并针对传统有线井下环境参数监测系统存在的布线困难、成本高、线路依赖性强等不足，提出以CC2530片上系统作为核心元器件、IAR Embedded Workbench为编程开发工具的无线煤矿采空区温度监测系统设计方案，并完成了系统的设计，主要工作有以下几个方面： 1.通过对当前几种主流无线通信技术的对比分析，选用新兴的ZigBee技术作为系统的数据通信技术。结合采空区“三带”划分相关理论设计出采空区无线温度监测网络生存周期和网络拓扑结构。 2.通过对ZigBee技术原有路由协议和能量均衡型路由协议的理论研究，结合煤矿采空区温度监测要求及其网络特点，对ZigBee技术原有路由协议改进。 3.分别基于性能出色的CC2530片上系统和IAR Embedded Workbench编程开发工具完成煤矿采空区温度监测系统中各组成部分的硬件设计和软件设计。 最后，对系统在不同的环境下进行了测试，验证了系统的可行性。在文章的结尾说明了系统中所存在的不足，为系统在现场中更好的应用做了进一步计划。