当前随着城市污水排放量不断增加，城市排水系统的溢流已经成为环境的主要污染源之一，特别是在暴雨季节，溢流尤其严重。特别是在沿江的大、中型城市，每遇到大暴雨，水位迅速上升，城市渍水厉害，严重影响了市民的日常生活、学习和工作。针对这一情况，开展关于城市窨井水位检测技术的研究是必要的，而且对提高排水系统效益有着十分重要的意义。本文是以城市街道中窨井现场为背景，通过无线传感器网络来实时监控窨井下排污管网的水位状态，减少城市排水系统的溢流。本文主要的研究工作和成果有：1、研究分析了液位检测的技术、无线传感器网络的技术发展以及无线网络的拓扑结构，以城市街道的窨井现场为背景，提出了基于WSN的排污管网水位检测系统总架构，以每个街道为分系统组建串状网络拓扑结构。针对窨井下排污管网水位检测中的关键技术进行研究探讨，尤其是适合于窨井环境的检测装置的设计、节点设备的电源功耗问题以及窨井盖下无线通信模块的信号传输问题。2、研究设计单个水位检测节点设备，主要是对水位检测模块、无线通信模块和电源模块的设计。其中水位检测模块包括检测装置的设计、检测电路的设计与封装以及检测装置在窨井下安装的要点；无线通信模块是选取合适的射频芯片CC2430，并对节点设备进行了辅助电路扩展；电源模块主要是采用太阳能供电模块为节点设备提供能量，对太阳能供电模块中的充放电控制电路和电源调理电路进行了设计。3、由于Z-Stack是半开源系统，因此在对Z-Stack协议栈进行了研究分析后，对其进行了二次开发，满足节点设备的功能需求。分析了无线通信串状网络形成的过程，重点实现了网络的建立和数据交互的过程。并通过串口调试窗口查看节点设备的组网过程，从而验证了Z-Stack协议栈的可用性。通过一系列的实验对无线传感器网络节点在窨井现场通信的验证和可行性分析，实验结果表明节点设备在窨井盖下的安装方式以及发射天线的方向都对信号的传送有很大的影响，通过在窨井之间添加路由器可以扩大无线信号传输的距离，增加射频信号的稳定性，最终到达网络协调器，并由相应的通信模块传输至Internet，监控中心在网上对排污管网的水位进行实时监控。按照管辖区域内的街道，将整个区域分成若干个分系统，每个分系统的工作相互独立，互不干扰，以覆盖区域内的每一个窨井节点。