本课题来源于校企合作项目:乾县2015年规模化节水灌溉增效示范项目自动控制系统研发及实施项目、陕西富林贵州桐梓红旗果园智能控制系统。陕西乾县属于资源性缺水平原地区,贵州桐梓县则属于工程性缺水山区,这两个地区又都是苹果种植大县,大型苹果园区约占整个种植区域的70%以上。该地区传统灌溉大多采用渠灌,仅有少部分采用的是节水滴灌。渠灌的水资源利用率仅为50%,而且极易造成土壤板结,少部分节水滴灌则全部采用的是有线控制方式,有线控制方式需要在园区内走线,导致工程难度大大提升,而且后期维护难度高,整体自动化程度较低。本文针对以上问题,从智能节水灌溉的整体系统结构以及乾县园区、桐梓园区的实地需求入手,结合物联网技术、滴灌技术、中远距离无线通信技术与无线传感网络技术,设计了一种远程智能节水灌溉系统并在陕西乾县与贵州桐梓进行了应用。该系统采用清洁太阳能供电、LoRa无线通信,克服了传统有线控制造成的施工困难等缺点,实现这两个地区大型苹果园区的智能节水灌溉,并将灌溉用水的利用率提高到了80%左右,每年节省当地约200人的劳动力,为每个园区提高约20万元的经济效益。本文所做的主要工作如下:1.分析了国内外智能节水灌溉的发展现状,结合实际项目需求对智能节水灌溉系统的整体结构进行了研究。2.完成了远程无线智能节水灌溉系统的硬件设计与制作,包括田间控制器、无线中继、手持控制端、土壤墒情监测模块等,详细介绍了各部分的主要电路,绘制了PCB并制作了硬件实物。3.完成了远程智能节水灌溉系统下位机嵌入式程序的设计与编写,分别绘出程序流程图加以说明,并结合部分核心代码详细分析了 SX1278LoRa扩频无线模块、语音播报芯片、数码管显示模块、液晶显示模块以及土壤温湿度传感器模块的驱动程序。4.完成了系统的上位机软件的设计与编写,上位机软件分为项目概述、控制界面、监测显示、报表生成等四部分,实现了园区灌溉的智能控制、土壤温湿度数据的获取、显示及存储等功能。5.将系统测量的土壤温湿度数据与顺科达土壤温湿度分析仪测量的标准数据进行对比分析,并分别采用Gaussian拟合算法以及Power拟合算法对温湿度数据进行了拟合,最后得出了温湿度数据的拟合校准公式并应用在了土壤温湿度监测模块中,使系统检测的土壤温度、湿度数据的相对误差分别降低到2.34%、2.51%,满足了系统的要求。6.分别对无线信号稳定性及传输距离、脉冲电磁阀启停、太阳能供电、网络通信等部分做了实地测试,之后对整体系统进行了实地测试,并在陕西乾县园区与贵州桐梓园区进行了实地应用,针对乾县园区在实地应用中出现的电磁阀选型及安装结构问题做了相应的改进,最后对本系统做了简单的示范推广。