近年来,校园火灾、盗窃等安全事故频发,不仅影响学校师生的办公学习、校园活动的正常开展,而且可能造成大量的人员伤亡与财产损失。而这些事故的发生大多是由于对校园环境的监测不到位、管理不健全、发现不及时所造成,不能在最佳时期及时采取补救措施,最终造成严重后果。目前,针对校园环境监测问题,大多基于RS485总线或者短距离通信的ZigBee实现,存在布线繁琐、通信距离不够、多级路由的缺陷,尚未大规模应用。本文针对上述缺点,设计并实现了基于LoRa技术的校园环境无线监测系统。论文分析校园环境监测的需求并设计了系统架构,完成了各类节点的软硬件设计,较好地解决了降低各类节点功耗并提高无线覆盖范围与节点容量的问题。在此基础上,搭建校园环境无线监测系统,并测试系统功能与性能。具体内容如下:(1)完成了温湿度检测节点、烟雾报警节点、门窗开关检测节点、漏水检测节点等四类LoRa终端的硬件设计、PCB绘制以及电路调试。基于LoRaWAN协议标准,研发了各节点的嵌入式软件。(2)优化了各类节点的功耗和无线传输距离。选用低功耗微控制器与传感器芯片,优化电路设计,去除射频收发开关芯片,分离接收与发射信道等措施,使各类LoRa节点休眠电流降至10uA以下,2000mA·h的一次性锂电池供电下,节点的使用寿命可达3年左右。使节点与网关的室外通信距离可达800m,室内可覆盖10层以下建筑物。(3)结合LoRa网关,完成了校园环境监测平台的搭建。系统包括服务器管理软件、数据展示与分析软件等,并具有系统配置、异常报警、手机APP、短信邮件报警等功能。该系统已经在华中师范大学中科创业学院安装试运行。