在过去的20年里我们被互联网所包围,互联网改变了我们的生活和工作方式,并且带动了一系列产业的发展。在2015年左右,我国移动互联网技术开始飞速发展,在移动互联网的架构中,最上层是我们的社交网络,比如微信、微博和网页等。而这些社交网络运行在我们的智能设备中,在这些智能设备中运行着操作系统,比如常见的IOS、安卓和Windows等。这些移动设备是通过2G、3G、4G和Wi Fi等技术进行联网的。随着互联网的发展,物联网得到了发展。实现了人与物,物与物之间的交互。智能硬件得到了广泛地应用,比如智能手环和智能家电等。随着人们对智能化需求的提升,更多的传感器及设备需要连接网络,传统的移动蜂窝网络满足不了业内的需求。此时5G和LPWA低功耗广域网络技术得到了发展。而LoRa是应用在LPWA低功耗广域网络技术中的一项关键技术。随着物联网技术的发展,环境监测的技术也在不断地改进,针对传统监测系统布线复杂、通信距离短、功耗大和成本高等一系列问题。本文基于LoRa通信技术设计了无线环境监测系统,主要对环境中温湿度、烟雾浓雾、PM2.5和光强进行了采集,针对LoRa WAN网关价格昂贵和开发困难的缺点,使用了成本更低的Wi Fi模块作为网关,最后使用MQTT物联网通讯协议将数据上传到阿里云平台,实现远程监测的功能。本文所做的内容如下:1.参考了大量的国内外文献,介绍了国内外的研究现状,对不同无线传输技术的优缺点进行了对比,介绍了系统中关键的技术,论述了本系统方案的可行性。2.在硬件设计方面,主要介绍了系统中用到的芯片和电路设计。确定了系统框架,分别对主机和从机的结构进行了分析。3.在软件方面,首先介绍了系统用到的开发工具;其次介绍了LoRa收发数据缓冲区数据结构的设计;然后根据实际应用场景的需求,参考Mod Bus协议,在Mod Bus协议的基础上进行修改,设计了本系统专有的通讯协议,使得各个网络之间的数据收发变得有秩序;最后介绍了网关和传感器驱动的软件设计。4.最后对LoRa数据收发和云服务器的通信在实验楼和校园进行了测试,测试结果能实现预期的目标。本为设计的环境监测系统具有通信距离远、功耗低和布线简单的优点,此系统在未来环境监测市场有较大的发展前景。