水是人类生产活动和社会发展中不可缺少的重要资源。但近年来随着城市化和工业化步伐的加快,导致水污染问题日益突出,水质监测已经成为水资源保护和利用的关键问题。我国是传统的农业大国,农业生态环境的优劣与我国的可持续发展战略息息相关,这其中农业生产灌溉用水的安全性更是直接影响农作物品质。我国以全球8%的耕地面积养活全球20%的人口,创造“中国粮奇迹”根本原因之一是我国有40%的耕地类型为灌溉农田和建立在水利灌溉基础上的农作物高产栽培和作物多熟技术。但如果灌溉水质不达标,不仅会使本就易滋生细菌的农业环境更加没有安全保证,也会使得土壤盐碱化、板结等,导致农作物减产。农产品的品质与灌溉水质密切相关,灌溉水质不达标使得产品无法达到绿色农产品生产要求,也给农业生产从事人员造成巨大经济损失,农业灌溉用水水质监测的重要性不言而喻。基于以上情况,本文针对远程水质监测系统的关键技术,结合团队“2020年新疆昌吉智慧农业大棚建设”项目中农业灌溉水质远程监测子课题展开相关研究工作。本文所做工作如下:1、分析目前国内外水质监测系统发展现状,研究水质监测物联网感知、传输及处理相关技术,结合实际中对灌溉用水水质监测的实际需求,确定了水质监测系统所要实现的功能及系统要求,并对水质监测参数、远程传输模块、中继转发模块、LabVIEW上位机等进行系统整体设计,最终实现农业水质远程监测系统。2、水质监测系统硬件设计。完成系统主控模块和网关模块设计与实现。主控模块中设计有485接口电路连接水质传感器、SD卡数据存储电路,继电器水泵控制电路搭配液位传感器完成对待测水体的取排操作等。数据传输方面设计有LoRa数据远传电路,此外为了提高数据传输距离设计了LoRa和NB-IoT中继节点。3、水质监测系统软件设计。完成水质监测系统嵌入式程序编写,编写Mod Bus协议程序完成对水质温度、浊度、溶解氧、p H和电导率的数据采集、LoRa模块配置、NB-IoT配置及SD卡配置。完成LabVIEW上位机软件设计,实现灌溉水质数据展示、阈值设定、超标报警、数据存储等功能。4、通过固定站点搭配移动站点的方式测试LoRa通信距离,数据包长度为50以循环发送100次为一次测试,测试结果表明本系统LoRa可实现至少2100m内100%的测试成功率,加入中继节点后可实现可将测试距离提高至4500m。测试云平台数据展示,并在项目实地大棚环境进行上位机与下位机的联合测试,最终结构符合预期,达到项目的应用需求。