近年來我國煤礦安全事故時有發生，安全形勢十分嚴峻。在采礦生產過程中最常發生的就是冒頂事故。冒頂是由于煤礦巖石的穩定性差，當強大的地壓傳遞在頂板或兩側時，使巖石遭受破壞而引發。為了預防冒頂事故的發生，應該掌握礦井頂板壓力規律。通過實時監測頂板壓力的變化，可以研究礦井頂板壓力的規律，從而采取預防措施，有效地防止事故的發生[1-2]。

　　由于煤礦綜采工作面的環境比較復雜，巷道內有瓦斯、甲烷、煤塵等可燃性氣體，因此設備必須要防爆、防塵。同時采煤機等一般都是大功率的設備，在運行和啟停過程中會產生較強的電磁干擾，因此，采用有線方式傳輸信號時，必須做好信號的屏蔽以及遠距離傳輸信號的衰減等問題。無線傳感器網絡采用2.4 GHz無線通信方式傳輸數據，無需復雜的布線，且系統具有極強的抗干擾性。因此，本系統采用無線傳感網絡的節點作為頂板壓力數據采集的終端，采用無線方式將數據傳送到匯聚節點，匯聚節點采用有線通信方式將采集到的數據通過傳輸接口傳輸至地面的管理監控站，實現頂板壓力的實時監控。系統框圖如圖1所示。

　　1、無線傳感器網絡簡介

　　無線傳感器網絡[2-3]WSN（Wireless Sensor Net）是指在一定區域內部署一定數量的具有無線通信與計算能力的微小傳感器節點，這些節點通過自組織方式構成能根據環境自主完成制定任務的分布式智能化網絡系統。傳感器網絡的節點間采用無線通信，通信距離很短，一般采用多跳（multi-hop）方式。傳感器網絡可以在獨立的環境下運行，也可以通過網關連接到互聯網上，使用戶遠程訪問。WSN是一個動態的網絡，節點可以隨處移動，網絡具有無中心、自組織以及動態拓撲組織功能等特點。

　　2、無線傳感器網絡節點

　　傳感器節點（終端節點）是無線傳感器網絡的基本單元，具有數據采集、處理以及傳送等功能，本系統中節點設計采用TI公司的CC2430作為核心器件。

　　2.1 頂板壓力檢測傳感器

　　本系統采用GD-307型礦用頂板壓力傳感器，該傳感器是監控礦井工作面的頂板壓力變化的專用儀表，能自動將工作面的頂板下沉轉變為標準電信號輸送給關聯設備。GD-307輸入電壓為直流9 V~18 V，測量范圍為0~10 MPa，基本誤差為2%，輸出信號為1 mA～5 mA，傳輸距離1 500 m。

　　2.2 CC2430簡介

　　CC2430[4]是專門針對IEEE802。15。4和ZigBee應用而設計的片上系統（SoC），可以構成低成本的ZigBee節點。CC2430集成了領先的CC2420射頻（RF）收發器和增強的8051微處理器，32/64/128 KB的閃存以及業界領先的ZigBee協議棧。CC2430具有8路輸入8~14 bit模數轉換口，1個802。15。4媒體存取控制（MAC）定時器，一個通用16 bit和2個8 bit定時器，具有極高的接收靈敏度和抗干擾性能。