随着物联网技术的快速发展,智慧农业将成为现代农业未来发展的趋势。将物联网技术应用于农业生产中,不但能够改进农业生产的管理方式、提高农业生产效率而且有利于耕地的保护和可持续发展。本课题以西安市科技局支持的农业物联网科研项目为背景,设计实现了基于物联网技术土壤多参数采集与传输系统,该系统可实现对农耕土壤环境参数进行实时监测和传输,对于提高普通农户和农场的农业生产效率与管理水平具有重要作用。该系统以微控制器、LoRa无线通信技术、ZigBee技术和MS10 土壤水分传感器、YJ-SPH100 土壤PH值传感器、土壤养分速测仪等设备为硬件基础,遵循物联网应用系统设计模式,搭建了数据采集和传输的硬件结构,完成了相关的软件设计,针对大型农场和普通农户分别设计实现了土壤多参数采集与传输系统。作者首先对于大型农场采集点的网络传输展开研究,引入了新的物联网低功耗传输技术—LoRa,论文也重点针对LoRa的广域传输性能开展了多项室内及实地户外的LoRa网络的组网及传输性能实验。在理论研究和实验分析的基础上,设计了针对农场的LoRa网络传输方案。随后作者完成了采用微控制器与土壤传感器在终端节点进行数据采集,通过LoRa模块组成网络进行数据传输,网关节点接收到数据通过WIFI将数据上传到土壤多参数监测和分析系统的服务器。为了更好的完成项目作者设计并实现了专业的APP,可以完成在数据采集和传输过程中的辅助信息传输的作用。对于普通农户的小范围耕地作者采用ZigBee无线自组网的数据传输方式。前端采集部分仍然采用微控制器和传感器的组合完成;用ZigBee网络进行监测点数据传输;网关节点接收ZigBee的sink节点的数据同时将监测数据传输至Android移动智能终端;Android移动智能终端负责将采集数据的缓存和预处理,并通过作者开发的专业APP完成测土配方需要的养分数据及其他辅助参数的录入,结合传感器数据打包通过TCP/IP协议传到土壤多参数监测和分析系统服务器,服务器通过测土配方功能模块生成多参数测土配方科学施肥建议,并下载到Android终端来指导农户进行精准施肥。作者在户外分别对这两组采集和传输系统进行了功能测试和传输性能测试,测试结果显示两组采集和传输系统都能较好的完成功能要求,同时也达到了项目要求。