随着计算机技术的发展,大数据、云计算、物联网技术广泛使用在各个领域,各行各业相继跨入了产业与信息技术结合的过渡时代。自古以来农业就是国民经济的重中之重,国家的一切经济活动都依赖于农业。我国农业以传统农耕为主,现代农业生产技术相对落后,因此农业信息智能化是当前我国农业发展的方向。精准农业是农业和数据结合的产物,通过30年的发展精准农业技术已经非常成熟。我国的农业正面临第一产业从业人员逐年减少和耕地流失的严峻形势,“精准农业”为我国农业指明一条出路。精准农业是一套农业生产体系,它根据农田土壤情况等农作物的生长环境,合理分配调节对农作物的各类资源投入,以实现农业产出最优的系统。精准农业的典型应用-农业信息监测系统已经开始在农作物种植和水产养殖中投入使用,但是目前投产的信息监测系统或多或少都存在一些缺陷亟待改善。基于此背景,加之农作物安全保障事故被频频曝光,农作物品质备受关注。本文提出了一种基于LoRa调制的低功耗广域物联网(LoRaWAN)技术的农田信息监测系统方案,通过物联网传感器技术和大数据技术实现了农田种植户对农作物生长信息的随时随地远程监控。本文全方位多角度分析精准农业国内外研究现状,总结了已投产的各种信息监测系统的优缺点,从硬件设计、软件设计、服务器搭建、电源设计、结构设计等方面开展研究,成功开发出一种精准农业的农田信息监测系统:1.硬件设计:硬件设计主要包括了节点和网关:节点又由主控制器、通信模块和传感器组成,网关由主控制器和通信模块组成。考虑开发成本和维护成本的条件下,设计了一套低功耗、高性能的硬件组合;选用了一批适用于农业监测场景的低功耗、高精度传感器。2.电源设计:针对被供电设备的安放位置,选用太阳能电池板加蓄电池的组合电源作为供电设施,根据系统试点地区实际情况,参考中国主要城市太阳辐射参数表,使用科学的太阳能电池板方阵设计方法进行设计。同时考虑到监测系统的设备扩展性,太阳能电池板供电能力大于实际工作峰值功率。3.结构设计:考虑到被监测环境的特殊性:面临雨水冲刷和阳光暴晒,为硬件设备选择防水盒,对传感器组装模块选择了百叶防水盒。考虑传感器的相对位置对传感器采集数据的影响,对传感器组装顺序也做出科学设计。对整个设备框架选用了易于安装且轻巧的欧标工业铝型材。4.软件设计:数据采集的软件代码重点关注数据采集的可读性和可维护性;解释了节点和网关的入网原理并介绍了入网过程;介绍了公有服务器LORIOT;详细说明了用户服务器的的搭建过程。5.人性化设计:本系统考虑农田种植户的使用体验,开发出一系列人性化的设计。基于以上五个方面开展工作,成功搭建了基于LoRaWAN无线通信技术的农田信息监测系统,并投入实际农业生产。系统在长期运行过程中被证明使用稳定,为今后精准农业的更高阶段——自反馈调节研发奠定了基础。