我国是煤炭资源大国,一直以来我国矿难事故频发,尤其是巷道内的顶板事故尤为突出,顶板离层的监测显得尤为重要。顶板离层监测仪是测量锚杆支护巷道锚固区内外顶板离层值的仪器。通过数据的监测,将数据进行分析处理,可以及时掌握顶板离层的实时动态从而采取相应的措施,避免安全事故的发生。本文通过对国内顶板离层监测系统产品与研究进行调研分析,针对这些产品的不足加以改善,研究设计出来了一套低功耗顶板离层监测系统。本系统是基于ZigBee技术的无线传感器网络、无线顶板离层传感器和无线分站组成的低功耗顶板离层观测系统。该系统既可以独立使用,也可以加入井下自动化网络,为各种顶板离层观测的应用场合提供了有力的工具。无线传感器网络采用整体树形结构,确保狭长巷道的数据传输,局部采用mesh结构,使每个节点仅与其相邻及次紧邻的节点通讯,确保某一个节点故障时通讯畅通,同时还能降低功耗。离层仪既可以独立使用,也可以作为无线网络节点,独立使用时,该离层仪采用光控显示技术,确保电池供电时的能源低功耗,在作为无线网络节点时,该离层仪除了具有独立使用的功能外,还是一个具有路由器功能的全功能设备,也可以转发其相邻两个无线节点的数据。分站具有数据存储、协议转换、历史数据查看、离层数据空间相关分析、时间相关分析等功能。既可以独立作为该系统的管理设备,用于记录、查看各个节点的数据,也可以作为网桥将离层数据送入整个自动化网络中。在不具备井下以太网时,该分站还可以通过USB接口将数据备份到U盘中,然后通过U盘进行数据共享。本系统低功耗网络式顶板离层观测系统的实施可使锚杆支护巷道顶板离层监测工作更加及时、方便、准确,为矿井安全生产提供顶板管理方面的可靠现场数据及历史记录,减少并严格控制入井人数,提高全员工效,降低矿井生产成本,排除顶板安全事故隐患,社会经济效益显著。