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长期以来,我国市政管网排水管道液位监测一直是个难题,始终没有找到一种合适的方法,实现在排水管道这一复杂环境的水位实时监测。困扰污水水位监测系统发展的因素很多,主要有缺少廉价的可用于污水环境的水位传感器,数据传输的稳定性难以保证,能量供应问题难以解决,缺少有效的数据管理和信息共享平台。这些问题成为制约污水水位监测的关键问题。本文研究了传感器、无线水位监测器及数据服务器的设计和实现,并根据以前污水监测系统设计中的各种问题提出针对性的解决方案。设计完成了防污防水电容式液位传感器和冒溢传感器,采用分时供电方案和超低功耗嵌入式系统降低系统功耗,提出TCP、短信混合传输方式提高数据传输可靠性,使用B／S架构上位机建立数据共享和高效管理机制,从而实现高可靠的城市排水管道液位监测系统。本文首先介绍了传感器的设计。传感器包括电容式液位传感器和冒溢传感器。电容式液位传感器采用电容变介电常数测量原理,通过振荡电路将电容的变化转化为频率值的变化。冒溢传感器利用空气和水导电差异性,将水位的变化转化成高低电平的变化。传感器是整个系统功能的基础,其设计是否合理对水位测量乃至整个系统的可靠性有很大的影响。然后介绍了无线水位监测器的软硬件设计。这部分的设计以超低功耗、提供数据传输可靠性为目标导向,选用更高效的能量供应来源,仅在需要时给通信模块、传感器等供电,软件在改进的嵌入式实时操作系统基础上开发,并采用TCP通信为主、短信通信为辅的混合通信方式,提高数据传输的可靠性。最后,介绍了数据服务器设计。数据服务器软件采用B／S架构,包括服务器程序的设计和实现以及网页显示部分功能说明。以此软件为测试平台,验证数据采集的准确性、传输的可靠性等。实际数据部分反应了管网运行状态的时间特性和地域特性,管网运行状态显而易见,为后续的管网改造提供依据。本文在传统污水水位监测基础上,针对现有系统的问题做出改良性设计。有效降低了水位监测系统的成本,提高了数据采集的准确性和可靠性,增加了安装灵活性,具有广阔的市场前景。