LoRa技术凭借其低功耗、低成本、远距离传输等特点在众多LPWAN技术中脱颖而出,成为物联网的主流技术之一。近年来,采用LoRa通信技术的物联网应用层出不穷,这些应用在网络层或采用自定义组网协议,或采用推荐的LoRaWAN协议规范。自定义组网协议存在信道容量小、传输稳定性差等问题,实际应用领域受限。目前,大多学者对LoRa技术的研究集中在提升LoRa的通信性能和探索相关应用领域,对基于LoRaWAN协议的网络构建研究明显不足。在现有研究中,LoRa网关与服务器仍存在容量小、安全性差与响应时间长等问题。本文针对上述问题,对基于LoRaWAN协议规范的LoRa网络构建开展了深入研究。论文根据LoRaWAN协议设计了系统架构,完成了标准LoRaWAN网关与服务器端软件的设计。为了解决偏远地区以太网接入困难的问题,本文在标准LoRaWAN网关基础上设计了 4G网络LoRaWAN网关。为了满足低成本应用场景的需求,本文还设计了低成本的集成LoRaWAN系统,并对集成LoRaWAN系统的扩展、数据安全进行了设计。具体工作如下:（1）设计了LoRaWAN网关的射频电路、网络接入方式,经过理论分析与多次PCB制板验证,对网关的射频电路进行了优化。为提高网关的稳定性,实现了网关异常检测方法。经过十八个月的连续测试,网关运行稳定可靠。（2）基于LoRaWAN协议规范提出了 LoRa网络的系统架构,根据系统架构完成了 LoRaWAN网关软件、LoRaWAN服务器端软件的设计。（3）实现了集成LoRaWAN系统,使网关和服务器集成在同一嵌入式系统,降低了独立服务器部署成本高、维护困难的问题。并对集成LoRaWAN系统的数据库进行了优化,采用主从网关数据库热备的方式,结合数据库负载均衡技术,提高了集成LoRaWAN系统的响应速度,增强了灾备数据库的安全性。本文设计的LoRaWAN系统在华中师范大学多个教学楼进行了部署并完成了实地应用测试,进行了长达十八个月的稳定性测试。通过分析系统的测试数据,证明了系统传输数据的稳定可靠,通信距离等均满足实际应用的需求,具有很高的实用价值。