目前我国的农业生产正逐步进入一个全新的发展阶段,这个阶段的主要特点是以信息技术高度密集为主。将现代电子信息、通信工程、嵌入式、生物工程和机械装备技术综合应用于农业生产已变为全球发达国家面向现代农业的重要生产形式。农业生产过程中,全面而实时的信息采集是农业生产发展进步的中流砥柱,占有举足轻重的地位。但现阶段面向农业生产过程中的信息监测技术以及农田环境信息通讯技术仍然捉襟见肘。时代在快速发展的同时推动通信技术也得到迅速推广,3G、4G网络迅速完成信号层覆盖,不仅促进网络稳定性得到快速提升同时也改进了通讯速率,无线传输技术得到全方位的推广和应用,本文的重点是完成基于无人机农田信息监测系统的深层次探索和功能分析。本文的主要研究对象是宁夏农垦集团黄羊滩农场引黄灌区田间智能灌溉项目,利用电子信息、通信工程和无线通信等相关技术知识,结合四旋翼UAV飞行器,对60余亩试验田的土壤湿度进行采集,以此为基础研究基于无人机的农田信息监测系统的设计与实现。首先通过分析对比,采用射频通信作为本系统的主要通信方式,分析无线模块通信频率的选择、天线类型的选择。硬件平台方案设计,主要利用四旋翼UAV、低功耗处理器MSP430F149、无线传输芯片nRF905和GPRS模块搭建,并利用modbus通信协议规范信息数据的传输格式,完成信息数据的高效传输。其次,在上述通信电路的基础上,完成四旋翼UAV航迹建模的相关数据研究。农田环境四旋翼UAV航迹规划能够向全局路径飞行的方向递进,也可以理解成利用农田中特殊点的收集或者是即行确定点完成信息的收集,然后再按照轨迹到指定地点使用最短路径问题。选择无人机航迹规划算法时,经过比较最终选择比较常见的模拟退火算法,并针对算法进行了分析和Matlab仿真验证。最后,制作硬件平台(包括采集节点和机载接收器),无线收发数据的检测。利用田间通信检测,完成了误帧率的检测和通讯距离的检测以及无线通信电路的通信速率检测。分析地面站服务器和Android程序设计需求并设计实现。以无人机为枢纽,将采集数据通过4G网络传输给地面站服务器,用户可通过电脑网页或手机APP实时观测数据信息。本设计系统可以快速、高效、大面积的采集农田环境信息,较传统的农业信息采集系统相比具有的准确性和实时性。