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)量和品質的關鍵因素之一。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十分重要而又復雜的工作。土壤墑情監(jiān)測站是記錄土壤含水量變化的設備，對指導農(nóng)作物灌溉具有重大作用，它能夠自動連續(xù)測量土壤含水量并能將其傳輸給計算機進行處理分析，為科學施肥提供可靠依據(jù)。

以往采用人工觀測方法來采集土壤水分數(shù)據(jù)。這種方法勞動強度大、效率低，而且不能及時反映田間土壤水分狀況。隨著現(xiàn)代電子技術和計算機技術的發(fā)展，利用數(shù)字信號處理方法來實現(xiàn)水分信息的實時監(jiān)測越來越受到人們重視。土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)以單片機作為核心處理器，通過傳感器獲取土壤溫度、濕度等相關參數(shù)，經(jīng)過A/D轉換后送入單片機內(nèi)部，由單片機根據(jù)所需的數(shù)據(jù)類型選擇相應算法計算出土壤含水率值，再把結果發(fā)送到上位機顯示出來，從而完成了土壤墑情監(jiān)測過程的自動化控制。

土壤墑情監(jiān)測站的硬件結構分為三部分：信號采集器模塊（包括溫度傳感器和土壤水分檢測電路）；通信網(wǎng)絡模塊；主控芯片模塊。其中信號采集器模塊負責對現(xiàn)場各種傳感器采集到的電信號進行采樣，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，接收來自其他節(jié)點的請求以及發(fā)送命令；下位機軟件部分則是用來實現(xiàn)各個功能的程序代碼。