伴随着计算机应用技术与信息技术的不断发展，计算机及其智能芯片系统的应用在日常生活中已是随处可见。合理、高效地开发嵌入式系统，使其更加优质地服务于人们的生活，已成为计算机发展领域的又一热点。煤矿开采属于地下作业，危险性大，如果能将嵌入式系统有效地应用于煤矿地质的超前探测方面，这能在很大程度上提高煤矿开采的安全性。便携式矿井地质探测仪的出现，填补了嵌入式系统在矿井地质探测安全方面应用的空白。 便携式矿井地质探测仪是利用波的分裂、转换特性及其在不同介质中的传播速度不相同的特征，在时间和空间范围内导出介质和厚度的变化特征，并依据一定的数学和物理关系分析得出反映介质工程特性物理量来进行工程探测的。便携式矿井地质探测仪是由数据采集和数据处理两大子系统以及其他配套子系统所组成的一款嵌入式系统探测仪器。 数据采集系统主要由检波器和数据采集电路组成。检波器是基于速度或加速度传感器的装置，它能把机械震动信号转换为电子信号；数据采集电路的核心是ADS1271芯片，它的A/D分辨率为24位，且具有高速SPI接口，负责把检波器接收到的模拟信号转换成能被计算机处理的数字信号。数据采集系统的软件部分采用了模块化的设计思想，其软件系统主要由即时采样模块，延时采样模块和超前采样模块组成，实现了三种不同的数据采集过程，为不同的数据处理要求提供了数据来源。 数据采集系统是探测仪最为关键的部分，它关系到拾取信号是否为真，也就为采集后的数据处理和分析提供了保障。 本文针对KDZ1114-3探测仪存在的问题，在对探测仪的系统工作原理、设计与组成研究的基础上，着重阐述了新型探测仪数据采集子系统的硬件设计与组成、软件设计与实现及其系统测试。 该探测仪克服了KDZ1114-3探测仪的不足，适用于煤矿地质构造的超前探测，实践表明它能够及时预测预报煤矿采区内和前方的各种地质破坏与异常情况，可为煤炭矿井的安全开采提供有力的保证。