随着物联网技术的发展,将物联网技术应用于楼宇建筑中实现楼宇的智能化,对提高楼宇环境的舒适性,推进建筑有效节能等具有重要的意义。而对楼宇环境的监测是实现楼宇内相关设备智能控制的前提。针对楼宇环境监测中存在的监测面积广、障碍物遮挡多、系统运行周期长、传感器节点多、采集信息复杂等问题,本文对一种基于LoRa无线传感器网络的楼宇环境监测系统开展了研究。首先,对Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、2G/3G/4G、LoRa等无线通信技术进行对比分析,结合LoRa技术具有的广覆盖、低功耗、易部署等优势,提出了将LoRa技术应用于楼宇环境监测中。然后,设计了楼宇环境监测系统的总体方案,由分布在监测区域内各处的传感器节点采集多项环境参数信息,包括温湿度、光照度、粉尘浓度等,多个传感器节点和中心汇聚节点组成星型无线传感器网络。各个传感器节点通过LoRa无线通信技术将测量数据传输给中心汇聚节点,再由中心汇聚节点将各个传感器节点的数据通过GPRS模块传输至云服务器,用户可以通过本地上位机程序、移动端、Web端等多种方式查询监测数据。接着,采用模块化的设计思想设计了传感器节点和中心汇聚节点的硬件。传感器节点的硬件电路包括电源管理模块、各个传感器的接口电路、OLED显示模块、LoRa通信模块以及微控制器最小系统模块。中心汇聚节点的硬件电路包括电源管理模块、LoRa通信模块、GPRS通信模块以及微控制器最小系统模块。在此基础上,分析了典型的嵌入式操作系统的特点,考虑到系统感知层的设备内存容量稀缺,计算能力有限,需要安全可靠和具备组网能力,选择对硬件要求低,具有丰富网络协议栈的Contiki物联网操作系统作为系统的软件环境。完成了Contiki的内核及其Rime协议栈的移植,并基于Contiki系统设计了多任务调度的嵌入式软件,包括多个传感器数据采集进程、显示通信进程等,对这些进程进行了详细的分析与设计。而后,为了实现系统监测数据的安全存储、有效处理,设计了楼宇环境监测系统的服务平台,包括用于本地服务的上位机监测程序,用于远程服务的Android应用程序和Web应用系统。最后,对所设计的系统进行了相应的功能测试验证了系统的可行性。