本文是在国家高技术研究发展计划(863计划,项目编号:2002AA224071)以及科技部农业科技成果转化项目(项目编号:02EFN216901258)资金的资助下完成的。首先通过对土壤介电特性的理论分析,论证了利用高频段或微波段的土壤介电特性(介电常数实部)来测量土壤水分是一种灵敏度高、适应面宽、受土壤理化特性空间变异影响较小的快速测量方法。在此前提下,用微波技术的驻波和传输线理论的分析方法对基于驻波率原理的土壤水分传感器工作原理进行了深入的理论分析,同时建立了等长四针结构的传感器探针的特征阻抗模型,为SWR型土壤水分传感器的研制提供了理论依据。本文为了研究SWR型土壤水分传感器的特性设计了土柱试验,对SWR型土壤水分传感器进行了试验建模和性能分析。 从土壤水分测量实际要求出发,本文研制出与传感器配套使用基于P89LPC925微控制器的7SC-1型便携式土壤水分快速测试仪,该仪表不仅可以快速地测量土壤容积含水量,还具有数据存储、数据通信和快速智能充电等功能。此外,为满足传感器在土壤墒情监测和灌溉控制中的智能化、数字化、网络化的要求,本文还设计了基于RS-485总线应用信息融合技术的智能土壤水分传感器,不仅提高了土壤水分传感器的精度和抗干扰能力,同时大幅降低了现场的安装成本。