现代农业的发展使农业种植的区域更加集中，规模更大，品种更多，一部分野生农作物的培育还必须在野外。这给农业技术人员的种植培育增加了难度和管理成本。在深入研究无线传感器网络(WSN)的基础上，结合当前农作物种植的各项关键技术要求，设计并实现了基于无线传感器网络的农业环境监测系统。利用无线传感器网络对农作物生长进行监测，采集它们在生长周期内的光照、湿度、温度等数据，以便农业人员及时调整农作物的生长环境，从而在较大程度上保证农作物具备适宜的生长环境，使农作物获得丰收，农民收入增加。 通过对农作物生长环境的深入分析，结合无线传感器网络技术的特点和优势，在分析系统功能基础上，提出了农业环境监测系统的总体方案，分析了农业环境监测无线传感器网络的体系结构、硬件结构和软件结构；根据农业环境的特点对农业环境监测节点进行了详细而深入的研究，提出并实现了基于低功耗微处理器MSP430F149和短距离RF收发器芯片组RFW102的节点硬件设计和软件设计。根据应用需求，节点硬件电路增加了温度、湿度、光照传感器电路，在节点的软件设计中，编写了数据采集模块、数据传输模块。为了进行采集数据分析，开发了基于数据库的管理信息系统。 研究与设计中，对网络覆盖度和连通度进行了深入研究，利用启发式思想和最短路径搜索(Dijkstra)思想提出了一种低复杂度的覆盖连通算法，并与MATLAB仿真的整数规划算法作了比较；通过对已有无线传感器网络路由协议的深入研究，从能量有效路由的角度提出了一种快速可靠的树状结构的层次路由协议，同时考虑了路径的能量消耗最小化与网络的能量均衡性能，最后利用软件仿真平台对其进行了性能仿真，并与定向扩散(Directed Diffusion)路由协议作了比较；最后研制了以无线传感器网络为基础的农业环境监测系统。