1. 引言
煤炭是我國的基礎能源，在國民經濟中發揮了重要作用。然而當前煤礦事故死亡人數居高不下，每年死於煤礦事故的官方數字是6000人，百萬噸死亡率大大高於世界主要產煤國家平均水平。這不僅給人民羣衆造成了巨大的痛苦，國家財產遭受損失，更增加了社會的不穩定因素，因此，安全生產是煤炭工業發展的重要基礎，必須把它放在煤礦各項工作的首位，防治礦井災害己成爲我國礦業健康發展的頭等大事。
2. 通風網絡解算參數獲取的研究現狀
2.1 壓差法
用壓差計測定通風阻力的實質是測量風流兩點間的勢能差和動壓差，計算出兩測點間的通風阻力。壓差計測量方法比較精確，整理數據簡單，但收放膠皮管費時費力，如有足夠的人力和高精度的壓差計，是可以順利完成測量任務的。對於局部地段阻力和阻力系數的測定，此法優點更爲顯著。
2.2 氣壓法
近年來隨着通風測量儀表的發展和完善，礦井通風阻力測量已由過去的傾斜壓差計法逐步向氣壓計法轉變。氣壓計法是採用精密氣壓計測量兩測的絕對靜壓，計算其靜壓差，再測算兩斷面間的動壓和位能差，利用伯努利方程計算兩測點間的通風阻力。氣壓計法測量比較迅速，但要測算出測點間的位壓差並進行大氣壓變化的校正，計算較麻煩。尤其以前用過的恆溫氣壓計，其容器內的氣溫難以保持穩定，且要多次重定基點，使測定結果誤差較大，現已不使用。
3. 系統總體方案設計
井下測量傳感器通過電纜直接連接到監測分站，監測分站通過模擬開關分時採集傳感器信號，同時完成數據存儲及與監控計算機數據交互的功能。這種結構的監測系統具有以下不足:傳感器輸出的信號一般爲頻率信號，範圍爲20OHz~1000Hz，測頻精度不高，可靠性差;每個傳感器都需要一條電纜來連接到監測分站，使用電纜多，成本高，不容易擴展，它適合測點集中的情況。
4. 總線方式選擇
現場總線是用於過程自動化或製造自動化中的，實現智能化現場設備與高層設備之間互聯的，全數字、串行、雙向的.通信系統。通過它可以實現跨網絡的分佈式控制。自80年代末以來，有幾種類型的現場總線技術已經發展成熟並且廣泛地應用於特定的領域。在分佈式測控系統中，目前影響最廣泛的現場總線是CAN總線和RS-485總線。
5. 智能傳感器的設計
5.1 智能傳感器的功能及性能要求
(1) 自補償能力:通過軟件對傳感器的非線性、溫度漂移等進行自動補償。(2) 數值處理功能:可以根據智能傳感器內部的程序，自動處理數據，如進行統計處理，剔除異常值等。(3) 遠程通信功能:具有M一BUS總線接口，可實現遠程距離通信。(4) 信息存儲和記憶功能:能隨時存取檢測數據。(5) 掉電保護:掉電後能有效保護內部存儲的數據，防止數據的丟失。(6) 數字量輸出功能:輸出數字信號，可方便的與計算機或接口總線相連。
5.2 智能氣壓傳感器的電源設計
爲減少供電電源的數量，降低費用，方便維護，各智能傳感器採用總線供電方式，由通信分站的本安電源遠程供電。因總線電阻會帶來壓降，當總線過長或智能傳感器過多時，總線末端的智能傳感器將供電不足，爲此，各智能傳感器採用分時上電工作方式，即每一時刻只有一臺智能傳感器上電工作，而其餘智能傳感器處於低功耗的空閒等待狀態。在空閒等待狀態下，片機P89LPC932上電，只有微功耗穩壓器HT7150A(Ul)、HT7130A(UZ)和低功耗單耗電僅300A。
6. 通信分站的設計
6.1 通信分站的功能設計
一方面，通信分站與井下的智能傳感器組成主從式M一BUS總線通信系統，通信分站作爲主機，工作在查詢方式，通過M一BUS總線對各智能傳感器進行巡測，完成對測量數據的採集和存儲。另一方面，通信分站還與監控計算機組成主從式RS-485總線通信系統，通信分站作爲從機，工作在中斷方式，當監控計算機訪問該分站時，該分站可以立即響應，根據計算機的命令進行下一步的工作。