我国是一个产煤大国、用煤大国，与西方发达国家相比，我国采矿安全状况不容乐观。每年发生的突发事故和伤亡人数都不在少数，煤矿安全也一直是人们和政府关注的重点。矿井环境复杂，地理条件特殊，把具有快速展开、自组织、多跳路由、动态拓扑等特点的无线传感网络（WSN）用于矿井监控和信息传输就成为了学术界关注的新热点。针对将WSN网络用于矿井的问题，展开的研究已经取得一部分成果，但都没有将WSN网络与应急救灾通信联系起来。从WSN网络MAC协议目前研究成果来看，这些MAC协议都不是针对这种应用环境设计的。针对这种情况，本文选定以下两方面研究内容：　　一、构建基于Ethernet和WSN的矿井监控与应急通信网络。这种矿井监控与应急通信网络有两种工作模式：正常生产时，以工业以太网为井下信息传输主干网，以无线传感器网络为辅助通信网络，实现矿井信息可靠传输（这里的矿井信息包括环境参数的检测，井下人员的定位信息，设备的检测）；当发生矿难或有线通信网络中断时，由带有两种接口的网关节点唤醒WSN网络，快速形成Ethernet—WSN—Ethernet体系结构，自动构建矿井应急救援通信系统，优先传送人员定位信息，实现地面与井下通信，提高救援效率。　　二、针对这种特殊应用环境，设计一种自适应、高效、扩展性强的无线传感网络MAC层协议。采取在不同工作模式下，根据数据类型动态调整竞争机制，以实现两种工作模式自动切换。根据这种机制，在正常工作模式下，语音数据优先级最低；应急救灾工作模式下，语音数据最先得到传递；采用由 SINK节点充当簇头，周期性发布同步信息（SYNC）的机制，实现网络内节点统一调度，以减少控制信息、降低节点能耗和数据传输延迟。并在OMNET仿真环境下实现自适应MAC协议，通过分析网络端到端延时、网络生存期、网络吞吐量性能参数仿真结果可知，与S-MAC协议相比，自适应MAC协议在这些方面都有不同程度的提高，设计的自适应MAC协议达到了设计目标。