土壤水分是作物生長發(fā)育的主要限制因素，也是決定產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤含水量的測定與研究已成為一項(xiàng)十分重要而又復(fù)雜的工作。土壤墑情監(jiān)測站是記錄土壤含水量變化的設(shè)備，對(duì)指導(dǎo)農(nóng)作物灌溉具有重大作用，它能夠自動(dòng)連續(xù)測量土壤含水量并能將其傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理分析，為科學(xué)施肥提供可靠依據(jù)。

以往采用人工觀測方法來采集土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且不能及時(shí)反映田間土壤水分狀況。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用數(shù)字信號(hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)水分信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測越來越受到人們重視。土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)以單片機(jī)作為核心處理器，通過傳感器獲取土壤溫度、濕度等相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)內(nèi)部，由單片機(jī)根據(jù)所需的數(shù)據(jù)類型選擇相應(yīng)算法計(jì)算出土壤含水率值，再把結(jié)果發(fā)送到上位機(jī)顯示出來，從而完成了土壤墑情監(jiān)測過程的自動(dòng)化控制。

土壤墑情監(jiān)測站的硬件結(jié)構(gòu)分為三部分：信號(hào)采集器模塊（包括溫度傳感器和土壤水分檢測電路）；通信網(wǎng)絡(luò)模塊；主控芯片模塊。其中信號(hào)采集器模塊負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場各種傳感器采集到的電信號(hào)進(jìn)行采樣，然后送到主控芯片內(nèi)的CPU;通信協(xié)議層模塊用于連接外部網(wǎng)絡(luò)，接收來自其他節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求以及發(fā)送命令；下位機(jī)軟件部分則是用來實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的程序代碼。