无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)凭借自身的优势,通过在监测区域内部署大量低成本的无线传感节点自组网协同工作,从而实现远程信息感知和传输。通过配备特定的传感器于节点上,可应用于各种不同领域。无线传感器网络应用到农业环境信息采集中、可推动农业生产的信息化和智能化,目前国内外有大量基于无线传感器网络的研究,尤其以作物信息采集为基础的精准农业方面得到了广泛的应用。但在优化WSN的众多研究中,发射功率自适应是重点,也是难点。本文以无线传感器网络应用于水稻田环境监测为研究背景,针对农田环境信息监测存在能量有限、节点通信距离各异等特点,分析了国内外发射功率自适应和路由算法的研究现状,设计了一种基于接收信号强度和丢包率的发射功率自适应水稻田监测系统,并搭建了一个长期、稳定且可靠的低功耗无线传感网络。硬件方面,节点以STM32F103VET6为核心处理器,E41-T10S2为无线通信模块,还包括电源模块、串口调试模块、接收信号强度读取模块及外设供电管理模块等电路设计。为扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性,系统采用频率异构的方式对节点分簇,为不同类型的节点配置不同类型的天线。软件方面,为提高CPU利用率,各类节点程序设计采用基于小型嵌入式实时操作系统FreeRTOS;为降低功耗,采取定时休眠唤醒、传感器掉电控制的工作模式和基于感知数据差的低功耗自适应机制。对节点的主要性能,包括节点功耗、通信距离、网络可靠性、电池放电特性和通讯性能比较等进行了测试和分析。实验测试结果表明,在150m的通信距离内,系统可以根据当前的通信质量,将节点的发射功率自适应地调整到实现当前通信可靠性所要求(丢包率小于1.3%)的最小发射功率上;对比10dBm固定发射功率,当发射功率自适应算法调整为8、6、3dBm时,节点续航能力分别提升了11.9%、21.4%和33.3%。通讯性能对比表明,本文节点的通讯性能明显优于其他3种基于不同发射功率自适应算法的节点。从而验证了本系统的可靠性与实用性。将无线传感器网络技术应用在水稻田环境监测中,符合当前水稻田环境监测智能化与信息化的要求,对减轻监测人员工作强度具有良好的实际效益。