近年来,伴随着无线通信技术的快速发展,无线传感网在智慧城市、智能交通以及无线抄表等系统广泛应用。ZigBee、蓝牙、WiFi等短距离通信技术已经无法满足在无线抄表以及远距离户外网络等场景应用。覆盖距离广、组网灵活、部署成本低、安全性能好、能耗低且设备容量大等是物联网领域新的需求和挑战。同时具有低路径损耗、高抗干扰能力、低功耗的无线通信设备终端开发也是物联网领域研究的重点和难点。为满足当前物联网领域在距离、带宽、功耗、设备接入容量等方面的需求,本文对低功耗广域网LoRa技术以及现有的射频模块进行了学习和研究。研究发现现有的LoRa射频模块存在有效通信距离不够、抗干扰能力差和能耗大等问题。为克服终端设备在路径损耗、抗干扰能力、功耗等方面的困难,满足物联网在距离、功耗等方面的要求,本文结合硬件电路设计技巧进行了基于LoRa技术无线通信模块的研究与仿真设计。首先,明确了本文拟达到的性能指标和设计思路及总体技术,对远距离无线通信技术、扩频技术进行了研究和探讨;然后从能量传输效率、抗干扰能力、低功耗等角度进行了总体技术的分解和关键技术的分析;采用EDA软件完成了射频前端电路中滤波器和匹配网络的仿真设计与优化,降低了射频路径损耗,提高了整体能量传输效率和抗干扰能力;通过硬件电路设计和软件功耗优化的方式降低了模块的整体功耗;完成了PCB制板、电路焊接和测试,制作出了完整的通信模块实物。最后,进行了通信模块整体性能测试和优化,开发设计出一款通信距离远、抗干扰能力强、功耗低的无线通信模块。结果表明,模块发射功率为20dBm时,能够实现6000米、7堵墙和5层楼的有效通信;模块工作电压为3.3V时,发送状态整机功耗约为140mA,接收状态整机功耗约50mA,休眠模式功耗最低10.27uA;3秒定时唤醒,发送状态整机平均功耗11.4mA,接收状态整机平均功耗7mA。