近年来,随着我国农业种植结构的调整和完善,果树的种植面积也在逐渐扩大。水果产业作为我国农业经济发展优势产业之一,在我国农业产业结构调整、提高农民收入和出口创汇等方面发挥着重要且积极的作用。在果园生产管理中,果园环境因子的变动直接影响着果树的生长状况和果实的品质。果园环境监测水平是决定果园生产水平的重要技术指标,果园生态环境和果树长势多媒体信息的自动化监测对农业现代化管理和农业信息化建设有着重要意义。本论文以苹果园的实际生产环境为出发点,分析了国内外农业监测发展现状,针对目前果园环境监测布线不灵活,监测参数单一等问题,综合运用传感器技术、嵌入式技术和无线通信技术等先进的信息技术,设计了基于3G网络的苹果园环境监测系统。对果园内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、太阳辐射量和果树视频图像信息进行监测,并利用3G网络的高带宽和快速的传输速率,实现果园环境监测数据多点、多参数的远程无线传输。监测系统包括系统硬件、系统软件与应用软件三个方面。监测系统硬件分为五个模块：生态环境传感模块、视频图像传感模块、微控制器模块、网络通信模块和太阳能供电模块。在设计过程中,针对果园环境监测参数较多以及需对果树视频图像进行数字化处理的特点,选用双处理器内核的Hi3510微控制器平台作为监测系统的核心处理模块,该平台拥有ARM处理器丰富的外围资源以及DSP处理器强大的数字信号处理能力。针对果园环境监测中布线繁琐的问题,选用ZigBee+3G模式作为数据传输方案,通过ZigBee短距离无线传输方式将传感器节点采集的数据进行汇聚,运用3G网络将生态环境数据连同视频图像数据-起进行远程传输。由太阳能板、小型蓄电池和太阳能控制器组成的太阳能供电系统极大的满足了户外监测系统对电能的需求。监测系统软件包括三个模块：微控制器软件模块、3G传输软件模块以及ZigBee节点软件模块。运用嵌入式开发技术结合Hisilicon公司提供的开发套件对Hi3510平台的系统引导程序、Linux内核和根文件系统进行移植,完成硬件及外围设备的驱动配置；运用Hi3510SDK中的视频API接口函数实现视频码流的编码压缩；通过配置Linux内核完成3G模块的驱动和PPP拨号程序的加载；在Z-stack协议栈的基础上,运用IAR软件对传感器节点和汇聚节点进行程序设计,实现节点的采集和传输。应用软件为果园数据查询子系统。可以实现对果园数据的实时获取与查询。果园数据查询子系统采用.Net技术和SQL数据库技术开发。系统运行结果表明,监测系统能够准确采集和无线远程传输果园内的生态环境数据和果树视频图像数据；监控中心的果园数据查询子系统能够长期存储果园环境数据,并可实现数据查询和共享。用户通过Web浏览器可对果园环境数据进行实时浏览、历史查询和图型化数据分析等。本研究中设计的监测系统能够满足苹果园环境的实际监测需求,符合研究的设计目标。本文研究工作对果园信息化和果园物联网技术的应用有一定的现实意义。