灌溉是保证旱区农作物健康生长的关键措施。我国灌溉面积大,农业用水效率不高,及时准确获得农田中的水分信息,对提高灌溉用水使用效率具有重要意义。传统的土壤水分测量一般用取样烘干法,费时费力,对土壤扰动大,不便于长期定点监测土壤水分的动态变化情况。为了解决大面积土壤水分定点实时监测问题,本文初步设计开发了一种低成本、精度较高的数字式土壤水分传感器,并设计了低功耗的信息采集传输终端,用LoRa技术组网构建了一种土壤水分温度实时监测系统。该系统主要由土壤水分传感器和温度传感器、低功耗信息采集传输终端、基于LoRa（Long Range）的远程传输网络和开发的农田土壤水分温度实时监测网站组成。论文的主要研究工作与结果如下:（1）在分析土壤介电特性与土壤水分及其理化特性关系的基础上,确定了基于并联谐振频差法的传感器研制思路,得出土壤体积含水率与测量频率差值的关系,并用ANSYS软件对传感器探头极板的等效电容和电场分布进行模拟仿真,分析了电极形状与关键参数的选择范围,设计了相应的电路,初步开发了一种基于频差的数字式土壤水分传感器。试验标定结果表明传感器输出值与实测值呈现良好的线性关系,决定系数R2在0.98以上,为土壤水分的测量提供了关键的设备,并在水分传感器内部添加了一个DS18B20温度传感器,实现水分与温度一起测量。（2）在对田间水分、温度信息监测需求分析的基础上,重点研究了信息采集传输终端的功耗,远程传输性能,用户应用方便性,开发便捷性等问题,确定了一种基于双AVR单片机结构和LoRa传输技术的低功耗采集传输终端研制思路,用ATmega128和ATtiny25分别作为主控芯片和电源管理芯片,设计了一种低功耗的土壤水分温度采集传输终端,并利用Bascom语言开发了相应的测量控制程序,实现了土壤水分温度的多点、多层、低功耗采集,以及数据编码后与LoRa网关之间的传输,整个系统待机时平均电流为500μA,水分监测时的平均电流为250 m A,由于田间水分采集可以有较长的时间间隔,且每次采集时间短,所以用锂电池作为终端供电电源,就可以实现长期监测。（3）通过计算机对LoRa设备LG220与LG206分别进行网络设置,搭建了LoRa传输网络。以阿里云服务器为基础,构建了土壤水分温度实时监测与发布网站,采用Python语言开发了土壤水分和温度后台监听程序,利用HTML、CSS、Java Script等语言开发了网站前端程序。网站具有实时监测、用户下载、图形展示等功能。通过试验测试表明,研制的水分传感器测量精度达到要求、采集传输终端有功耗低,工作时间长等特点。系统监测的土壤含水量平均绝对误差在2%以内,温度误差在0.5℃以内,可为田间多点的土壤水分、温度采集提供一种高效远程采集设备。由于土壤理化性质复杂多变,本研究所开发的传感器的稳定性仍需通过更多类型土壤测试校准。同时研究工作中涉及电子技术、传感器技术、网络技术等多门学科的综合应用,系统整体稳定性仍需在实践中进一步检验改进。