随着传感器技术、无线通信技术及相关技术在近几十年的进步和发展，促使无线传感器网络得到了迅速的发展，由于其潜在的广泛应用领域，例如从智能农业，智能医疗，智能家庭，到军事应用，因此得到了学术界、工业界的广泛关注。而目前“精细农业”也得到众多国家的关注和试验研究，世界各国都面临着如何提高农产品的国际市场竞争力和实现农业可持续发展目标的挑战。因此，研究如何利用无线传感器网络实现“精细农业”，来提升农业生产过程中的科学管理化水平，对于实现农业生产丰产丰收，提高农产品市场竞争力，具有重要的理论意义和应用价值。本文在充分分析目前无线传感器网络技术在精细农业领域的各种应用的基础上，根据建三江红卫农场科技示范园农作物生长监视系统项目的实际需求，研究如何利用无线传感器网络技术来实现应用场景中的农作物生长信息的远程采集、传输、处理和监测数据呈现。首先，本文针对项目的功能要求和技术指标，进行需求分析，提出了系统设计的总体方案，并在此基础上，提出硬件总体设计方案和软件设计方案。在硬件设计方案中，对目前无线传感器节点的架构方案进行了调研、比较和分析，确定了微控制器与无线射频收发器相结合的无线传感器节点设计架构。并通过调研、对比和分析不同的微控制器和无线射频收发器，确定了合适的微控制器和无线射频收发器方案。在软件设计方案中，与硬件方案相对应的，确定了开发协议栈、开发环境以及低功耗设计方案。其次，在需求分析和方案设计的基础上，结合项目的需求，开展系统的软硬件详细设计。在硬件详细设计中，对无线传感器节点的传感器模块、微控制器模块、无线射频模块以及电源模型分别进行了设计；在软件设计中，首先对无线传感器网络中的协调器节点、路由器节点和终端节点的软件进行设计，其次对终端节点的低功耗设计进行分析和实现；最后，对包括单个无线传感器节点的传感器接口能力、通信性能和功耗特性、农作物生长环境监测系统进行了测试与分析；实际测试结果表明，本文所设计的农作物生长监测系统具有工作稳定、较高性能和低功耗特性，通过装配不同类型的传感器，可以应用到不同的应用领域。