我国是一个水资源紧缺的农业大国,农业生产所需用水量大,充足的土壤水分是保障农业高产的重要支撑力量。随着水资源的日益紧缺,节水农业的进行刻不容缓。此外,土壤水分含量也与泥石流、山体滑坡、洪涝等灾害息息相关。因此,及时准确地监测土壤水分含量,对作物的生长、地质灾害的预警等方面有至关重要的作用。目前对土壤水分监测的方法主要是通过人工现场测量,或通过探测仪器进行现场测量,但是测量精度相对不足,缺少智能化监测系统。针对上述问题,为达到对土壤水分进行快速准确地采集和实时监测的目的,本文通过对土壤水分监测方法、国内外研究现状与发展趋势进行研究分析,提出土壤水分监测系统研究。本文设计的土壤水分监测系统分为探测终端和监控终端两部分,通过对土壤的介电特性进行理论分析,确定采用驻波率法作为土壤含水量的测量方法并完成测量频率的选择。根据监测时所需的实际情况对探测终端的结构进行分析,完成探测终端的硬件与软件设计。采用多组金属圆环作为感知探头进行多深度监测,并对环形金属探头的结构进行有限元仿真分析与参数优选;采用DDS技术和时分多路检测法对探测终端的信号源和检测电路进行设计;采用太阳能供电的方式为探测终端供电;采用GPRS技术完成探测终端与监控终端的通信,实现对土壤水分含量的自动监测与远程控制等智能化操作。探测终端将采集到的信息上传至监控终端云平台进行数据转接,云平台将接收到的数据进行清洗转换,分别存储于历史信息数据库和前台读取数据库中,数据后台服务模块对前台读取数据以及历史数据在客户端进行展示和交互。采用最小二乘法对探测终端输出电压与烘干法测得的标准土壤含水量进行多项式拟合,得出土壤水分关系模型。设计试验对系统性能进行分析,试验结果表明本文设计研究的土壤水分监测系统测量误差3%,并有良好的一致性与稳定性。