全球气候变暖和人类活动增加,导致大兴安岭北部的冻土产生退化,并对当地生态环境造成影响。冻土地温监测系统可帮助科学家分析冻土与环境之间的关联;但大兴安岭北部林区部分监测站因没有移动网络信号覆盖使得监测数据难以自动上报。本文结合大兴安岭林区冻土地温监测项目,对无移动网络信号覆盖的监测点数据的上报通信问题展开研究,结合野外供电情况,利用LoRa低功耗远距离通信技术实现移动公网的延伸,设计了一种基于LoRa通信技术的移动公网通信网关和一种基于STM32L476的LoRa通信装置,使得无移动公网信号覆盖的监测点数据得以通信上报。具体工作如下:1)本文采用LoRa通信技术对移动公网进行延伸,在有移动公网信号的地方架设分中心(网关),通过LoRa通信技术实现分中心与监测子站之间的通信,从而使得无移动公网信号覆盖的监测子站实现与数据中心之间的通信。本文对LoRa通信技术以及多子站上报的机制和流程进行了介绍。在现有近距无线通信中,由于LoRa模块无法自动关机和数采仪被频繁唤醒,导致系统功耗过大,针对这些问题,本文设计了一种以低功耗ARM平台—STM32L476为MCU的LoRa通信装置。该装置通过对LoRa模块及其与监测站之间通信过程的控制,并通过对太阳能供电系统电压的监测,实现在电荷量供应充足的情况下,控制系统能够控制LoRa模块上电,以降低系统的功耗。本文对LoRa通信装置的硬件和软件进行了设计,包括采用I2C接口铁电存储器实现的监测(子)站地址存储的硬件和软件设计。2)为降低监测站数采仪供电和通信装置供电之间的关联,本文采用太阳能电池板和超级电容组合为LoRa通信装置独立供电。本文对LoRa通信装置的能量消耗进行计算,并据此完成了太阳能板的功率设计和超级电容容量设计。为进一步降低电压测量的功耗,文中运用超微功耗RC积分方法实现了静耗近乎为0的电压测量方案,给出了电路设计、程序设计,并且采用GPS的1PPS对其中的脉冲周期进行了测试标定,使得测量误差小于0.2V,达到了系统实际使用所需要的精度要求。最后本文对远距离通信实验和多子站通信上报实验进行了介绍,数据表明:当通信距离为6公里时,丢包率小于10%,能够满足大兴安岭林区无公网监测点的4公里通信需求。