随着机采棉技术的推广和种植面积不断扩大及采棉机的应用，使得棉花加工厂内机采籽棉大量堆积，而棉花加工厂机采籽棉棉垛内的传统人工检测温湿度方式已经不能满足生产力的需求，将温湿度监测系统应用到机采籽棉棉垛上的趋势不可避免，而且随着监测技术的不断完善，温湿度自动监测技术必将取代传统的人工检测技术。因此对机采籽棉棉垛进行温湿度监测设计及研究对于新疆以及整个棉花产业都具有深远的意义。对机采籽棉的存储方式以及温湿度变化对存储中的籽棉棉垛的影响的分析，设计了棉垛温湿度监测系统的硬件，并针对设计的硬件对元器件进行了选型，对系统的电路进行了设计与实现，完成硬件的设计。系统的无线收发装置的设计提高了系统的场地适应能力，避免了对棉花加工厂地面的挖渠布线损坏，可同时实现对不同棉垛多个监测点的实时监测。针对机采籽棉棉垛的堆卸问题设计的温湿度传感器铠装装置，解决了棉垛内温湿度信息采集不便利的问题，并对放置于棉垛内的温湿度传感器及无线收发装置提供保护；棉垛温湿度监测系统温湿度传感器采集管的设计与仿真验证了菱形采集孔结构的采集管内温度场更趋于稳定，利于温湿度传感器的精确监测。在对系统软件架构模式进行选择后，对下位机温湿度监测点软件进行了设计，并对串口通信进行了设计与实现，利用温湿度传感器对棉垛内部的温湿度进行实时采集，并且通过控制主机进行控制，从而实现了温湿度数据显示、波形显示以及历史数据显示的功能，并且实现了高温、高湿的报警。在室内环境下将设计好的棉垛温湿度监测系统进行了性能检验测试后，对棉花加工厂内的棉垛进行了实地验证试验，按预先研究好的试验方案对棉垛进行了试验，并对试验结果进行分析，证明了棉垛温湿度监测系统优于人工检测，达到了远程无线多点实时监测棉垛温湿度信息的目的。