随着我国国民经济的高速发展和综合国力的提高,土木工程领域不断创造出越来越多具有大面域屋面的建筑结构,此类结构汇水面积大,当积水荷载过载时,将对屋面结构的安全性造成影响,同时屋面积水也会引起结构室内的渗漏,影响建筑的使用功能。因此,本文针对大面域屋面,研发了一套无线水位监测系统并应用于北京大兴国际机场航站楼屋面。主要研究成果如下:（1）针对大面域屋面水位监测测点多,面域大和供电困难等特点,设计了一套无线水位监测系统。为降低水位监测系统的整体能耗,引入雨量预警机制,采用光学雨量传感器,当雨量达到阈值后,开启水位监测,同时基于超声波的测距原理研发了水位传感器设备。为解决大面域屋面的通讯距离问题,采用Lo Ra+4G的无线通讯网络,将低功耗的Lo Ra无线通讯技术和远距离的4G广域网技术相结合,拓展了无线水位监测系统的通讯区域,减少了数据回传时间,降低了整个无线通讯系统的负担。进一步地,提出了基于雨量预警机制的水位自动采集模式,实现了大面域屋面水位的智能化采集。（2）对无线水位监测系统的性能进行测试研究,探究了不同波特率下Lo Ra局域网的有效通讯距离,并由此确定4G路由接力节点和水位传感器测点布置时的最优位置。分析了水位传感器在静态测距和动态水位测距过程中存在的影响因素,针对影响因素设计试验并探究各因素的影响,通过试验分析验证了该系统的有效性。（3）对水位数据进行降噪处理和可视化展示。通过基于EMD的小波熵阈值去噪方法对水位数据降噪,并与EMD去噪方法对比分析,验证了该算法的有效性。此外,为更直观的展示降噪后的水位数据,开发了可视化通用性程序,软件由模型输入、数据处理与结果输出三部分模块组成,可绘制水位云图并上传至监测云平台动态显示。（4）以北京大兴国际机场航站楼屋面为实测对象,对其工程概况和传感器测点布置方案进行介绍。阐述了无线水位监测系统在机场航站楼屋面的工作流程,通过雨量预警机制和水位报警机制,实现了机场航站楼屋面水位监测的智能化管理。对实测水位数据进行处理与分析,验证了大面域屋面无线水位监测系统的可行性和有效性。