土壤水分是土壤肥力的重要組成部分，是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要影響因素，土壤水分也是研究農(nóng)業(yè)干旱及作物干旱的重要參數(shù)，是節(jié)水農(nóng)業(yè)中的重要指標(biāo)。土壤水分是研究土壤—植物—大氣所構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)中能量與物質(zhì)交換時(shí)十分重要的指標(biāo)，也是直接影響土壤發(fā)育演變和農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一。
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土壤水分是農(nóng)田灌溉管理、區(qū)域水文條件研究和流域水分平衡計(jì)算的重要參量。研究土壤水分含量及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律是農(nóng)業(yè)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)工作中極為重要的組成部分。

土壤是由礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水、空氣和生物組成的復(fù)雜共生體，土壤、大氣環(huán)境、水與植物也構(gòu)成了一個(gè)非常復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，各種因素交互作用、交叉影響導(dǎo)致了土壤水分的變化具有一定的不確定性，使得土壤水分的測(cè)量增加了難度。

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上土壤水分測(cè)量傳感器多以單深度針式傳感器為主，也稱為第1代傳感器，這種傳感器穩(wěn)定性和重復(fù)性都比較差，且精度普遍與標(biāo)稱值不符。傳感器大多是RS485/RS232接口，傳感器需要長(zhǎng)電纜，功耗大且信號(hào)衰耗嚴(yán)重，性能不穩(wěn)定。第一代傳感器一般僅能實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的獲取，需要配置數(shù)字采集儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及通訊，如果把測(cè)量數(shù)據(jù)存入PC機(jī)，還需要上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集儀相連。由于連接電纜的束縛，導(dǎo)致應(yīng)用受限且設(shè)備復(fù)雜。

多個(gè)深度的土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要多個(gè)獨(dú)立的RS485/RS232接口的針式傳感器與數(shù)字接收集成為一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)組成復(fù)雜。多個(gè)獨(dú)立傳感器集成對(duì)設(shè)備輸出一致性要求很高。此外系統(tǒng)龐大也造成野外監(jiān)測(cè)站的施工安裝復(fù)雜，安裝成本高。如果接入物聯(lián)網(wǎng)還需另外增加物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，甚至經(jīng)常因?yàn)榻涌诩皡f(xié)議不統(tǒng)一為組網(wǎng)增加了困難。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，大規(guī)模集成電路的發(fā)展，將數(shù)字儀表、無(wú)線發(fā)送設(shè)備與傳感器一體化設(shè)計(jì)，成為我國(guó)土壤水分測(cè)量傳感器第二代技術(shù)的標(biāo)志

第2代傳感器實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、在線、原位測(cè)量，而且“一管到底”，多個(gè)深度同時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)直接通過(guò)無(wú)線GSM/GPRS芯片發(fā)送至云服務(wù)器，用戶可借助任何終端（手機(jī)、PC機(jī)）隨時(shí)隨地查看數(shù)據(jù)。