大型户外广告牌是一种在露天或公共场所中,由广告面板、柱身与地基组成的传递广告信息的户外媒体,具有视觉冲击力强、到达率高、千人成本低等特点。大型户外广告牌是一种特殊的高耸悬臂构筑物,极易受到外界风荷载的影响,导致倾斜甚至坍塌,因此对其进行结构安全监测显得尤为重要。此外,随着广告牌规模不断增加、使用范围逐步扩大,监管部门也需要记录更多的监测数据,以确保能及时掌握这些广告牌的安全状态。导致广告牌倾斜、坍塌等安全故障的影响因素主要包括设计不合理、施工质量差、未定期检查保养、突发自然状况如台风等。然而,目前对于大型户外广告牌的监测多采用人工现场设备检测方法,周期时间长、人力物力资源消耗大,无法做到全天候实时监测并对存在安全隐患的广告牌进行预警。本文针对大型户外广告牌结构安全监测问题,提出了一种基于多传感器数据融合的姿态与倾斜角的监测方案,制定了一套基于倾斜角和风速等级的预警策略,设计并实现了大型户外广告牌结构安全监测系统。大型户外广告牌结构安全监测系统分为以STM32微处理器为核心的下位机系统和基于QT GUI框架的上位机系统两部分。为保证系统能够满足监测广告牌安全的要求,本文分别从功能和非功能两方面对系统需求进行了分析。然后,本文着重对系统进行了设计与实现。对于下位机系统,本文从系统结构、器件选型、硬件电路、PCB板等方面进行了设计,从开发环境、代码组织、姿态获取、风速获取、位置获取、无线数据传输、预测警告等方面进行了实现。对于上位机系统,本文从架构、数据库、功能模块、安全性等方面进行了设计,从开发环境、代码组织、3D模拟姿态、地图定位、历史数据显示等方面进行了实现。最后,本文对系统的功能和非功能进行了测试。测试效果表明,本文开发的监测系统能够满足实时监测、准确判断、预测警告大型户外广告牌的要求,解决监测大型户外广告牌结构安全的问题。