中国是多山之国,水果是山地果农的“钱袋子”,但山地果园病虫害防治作业强度较大,约占水果生产管理工作量的35%。目前,山地果园施药主要靠背负式喷雾机或机动担架式喷雾机带长胶管进行,劳动强度大且效率低,从事该劳作主要为老人和妇女,谁来施药成为热点问题。山地果园没有可供行驶的道路,多采用低矮密植型种植方式,果树株型未经改良,机械出入不便、操作空间不够,不适合采用大型喷雾机具进行喷药。管道喷雾可多个出药口同时作业,省力省工,且无需喷雾机具在果园中移动,特别适合用于山地果园喷雾作业。因此在2011年本团队研制出了一套单节点管道恒压系统,该系统能监测出水口的液压,并通过PID算法调控出水口压力输出,使之保持在设定的压力。然而,在管道内的液体由于地形的影响以及在管道中流动存在一定压力损失,出水口的压力与喷雾节点的压力难以保持一致,导致喷雾施药的效果不达标。为此本团队在2018年研制出了一套基于Zigbee的多节点压力控制系统,该系统在每个喷雾节点附近都布置了压力传感器,压力传感器测出的数据反馈到主控电路,主控电路通过PID算法调节水泵的运作从而达到监控喷雾节点的压力输出的效果。但在大面积山地果园遮挡严重,无线采集难以全面积覆盖,丢包严重。因此,针对大面积山地果园管道喷雾仍然存在的随机多出药口模式下药液压力的采集策略不理想、调控机制不完善等问题,本文设计了一套基于LoRa及LTE的大面积山地果园管道喷雾压力监控系统。本文主要内容如下:（1）基于LoRa及LTE的管道喷雾压力监控系统的整体设计,系统包括LoRa监测子网、远程服务器和上位机软件。一个山地果园有多个LoRa监测子网,每个LoRa监测子网负责一个片区范围内的压力监控,获取的数压力据通过LTE移动通信网络传输到远程服务器,上位机软件可以获取每个LoRa监测子网的喷雾节点压力,从而达到监控大面积山地果园管道喷雾压力的目的。（2）监测子网的设计与制作。LoRa监测子网由LoRa LTE网关和LoRa压力采集节点组成。LoRa压力采集节点采集其所负责的喷雾节点的压力,并通过LoRa无线网络传输至LoRa LTE网关;LoRa LTE网关接收LoRa压力采集节点的数据并通过LTE移动网络上传将其上传到远程服务器。（3）远程服务器的架设。远程服务器使用一台拥有公网IP的云服务器,该云服务器运行Ubuntu Linux操作系统,服务端软件基于MQYSQL数据与MQTT通信协议制作。远程服务器接收来自LoRa监测子网的数据,预留数据读取与访问的接口,允许被上位机软件访问。（4）上位机软件的制作。上位机软件基于QT开发环境开发,通过MQTT通信协议访问远程服务器,读取对应的数据。（5）使用LTE网关获取远程服务器的数据,并通过LTE网关的RS485接口反馈到主控电路,主控电路通过PID算法调节变频电动机转速来控制喷雾节点的压力输出。（6）LoRa监测子网进行无遮挡通信性能试验。试验表明,在无遮挡的情况下,在使用3dbi天线的情况下,在200m以内使用500ms、1000ms、1500ms、2000ms发包时间间隔,接收率都能达到99%以上。当距离为300m时,使用500ms发包时间间隔的情况下,接收率已经降至77.60%;与使用1000ms的发包时间间隔的情况下通信接收率有17.20%的差距;与1500ms及2000ms的发包时间间隔的情况下,通信接收率较500ms的发包时间间隔有19.60%的差距。试验表明,无遮挡情况下,使用1500ms的发包时间间隔,能达到通信效率最大且有效通信距离最长。（7）对LoRa监测子网进行有遮挡通信性能试验。试验表明,在使用3dbi的天线、通信距离为400m的情况下,接收率为76.20%;在使用6dbi的天线、通信距离为400m的情况下,接收率为88.00%;在使用8dbi的天线、通信距离为400m的情况下,接收率为82.00%,提高天线的增益对系统接收率的提升有显著影响。本文设计的基于LoRa及LTE的大面积山地果园管道喷雾压力监控系统能监控大面积山地果园管道喷压力,可优化随机多出药口管道喷雾药液压力的采集策略和调控机制,解决现有管道喷雾对药液压力缺乏有效控制的问题,提高喷雾效果,防止爆管现象的发生,避免农药浪费和环境污染,节水节电节药节省人工和降低劳动强度,提高果农收入,为大面积山地果园其他信息的采集提供参考,具有重要的研究意义。