随着我国城市化进程的大幅度增快,城市居民人口不断扩大,城市的产业结构、经济模式正在发生急剧变化,近年来城市强对流天气等城市安全灾害带来的危害性越来越大,在考虑城市灾害根源问题的同时,应着手建立一套系统完善、机制合理、救援高效的监测-避险系统,该系统需针对性地监视并预测城市强对流天气,在灾难发生时又可以提供一系列的救援决策。本文针对较为典型的城市强对流天气灾害,设计了一套监测-避险系统,该系统不仅支持移动智能设备实时接入实现分布式城市安全监测服务,还集成分布式云端服务器功能模块实现基于无人移动设备引导的灾区快速避险服务。从城市强对流天气环境的具体要求出发,设计并实现了基于低功耗广域网LoRa的多业务无线传感器网络节点组网,各子节点可以通过LoRa向簇首节点进行数据递交,并通过移动智能设备接入簇首节点将传感器与GPS数据传输至云端服务器。节点还支持移动智能设备通过蓝牙接入,从节点处获取城市环境监测数据,控制节点负载的周边器件。系统还对针对硬件节点与移动端App的开发环境闭塞问题设计、实现了一套可满足系统应用环境的通信数据格式协议。为了丰富节点的组网方式,提高系统救援的效率,系统将部分特殊节点负载至无人化移动设备中,并在系统中担任汇聚节点的角色。本系统设计的Android App应用软件不仅调用了移动智能设备内嵌蓝牙模块实现与物理节点的双向数据通信,还采用了基于TCP/IP协议的网络通信框架与云端服务器进行数据交互,并在软件内部集成了百度地图SDK为系统避险业务提供第三方支持。针对本系统服务链中各功能模块的特点,在云端服务器中搭建了高可用、高容错、高容灾的服务器集群应用软件。云端应用粘合数据库解决系统数据存储问题,并对外提登入、注册、认证、数据上传、数据存储、救援中继等微服务,从而完整了系统服务链,替代了传统物联网中的上位机,增强了整个系统的稳定性与安全性。本系统还针对网络安全问题、管理系统问题,整合云端服务器应用与移动端App功能模块,设计并实现了权限分发业务以及管理员认证业务。