基于多技术的路面积水监测预警系统的设计与实现

摘要

随着全球变暖和极端天气的出现，夏季降雨频率增多，降雨量增大，且城市地下管线建设的滞后，使得城市内涝问题日趋严重。近年来由于城市内车辆数目的增加，因道路积水而导致的车辆涉水熄火以及不必要的人员伤亡和财产损失的事件屡屡发生。传统的预警方法是在路边安装数据采集设备，采用LED显示屏就地显示预警信息、以GSM短消息的方式将预警信息发送给相关人员等。这种方法首先需要建成大量的路边设备，其次是预警的实时性无法得到保证。针对这一情况，本文提出了一种基于多技术的路面积水监测预警系统，实现了积水预警的实时性和准确性。 本论文的主要工作如下：（1）设计并构建了在真实环境下基于ZigBee的车与车、车与路边单元、路边单元与服务器之间的通信，并进行了连接测试和通信测试，实现了路面积水即时预警系统的通信部分。（2）利用OMNeT++仿真平台搭建了基于ZigBee通信的物联网仿真场景，模拟了完整的路面积水即时预警过程。（3）利用指数平滑预测法处理路边接收单元采集的积水数据，在提高预测精度的基础上完成对监测路段积水量的预测。（4）以Android作为前端，PC机作为后台服务器，建立路面积水综合预警系统。同时，设计并实现了基于客户端/服务器架构的交互式路面积水预警系统并且为提高预警覆盖范围，提出用户上报的交互机制。通过本文对路面积水监测预警系统的设计，实现了预测预警并提高了预警准确性，最后系统通过了功能测试，验证了方案的可靠性，表明系统具有一定的应用前景。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文结构

第二章 相关内容与技术介绍

2.1 物联网技术

2.2 仿真平台OMNeT++和INET框架概述

2.3 SSM框架与Android平台架构

2.4 基于时间序列的指数平滑预测法

2.5 本章小结

第三章 路面积水监测预警系统的设计

3.1 系统的需求分析

3.2 总体设计

3.3 路面积水监测即时预警系统的设计

3.3 路面积水监测综合预警系统的设计

3.4 数据库设计

3.5 本章小结

第四章 路面积水监测预警系统的仿真与实现

4.1 路面积水监测即时预警系统的仿真与网络搭建

4.2 路面积水监测综合预警系统的实现

4.3 改进算法的性能评估

4.4 本章小结

第五章 系统测试

5.1 测试概述

5.2 ZigBee串口通信测试

5.3 核心功能测试

5.4 非核心功能测试

5.5 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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