水资源是制约我国西北干旱、半干旱地区农业生产最重要的因素之一，土壤含水率监测不仅具有较高的理论研究价值，而且对当地的农业生产实践也具有至关重要的指导意义。因此，及时并且准确地采集和监测土壤水分含量具有非常重要的意义。土壤温度与土壤含水率密切相关，可以通过检测土壤温度间接检测土壤的含水率。然而，土壤含水率并不只有土壤温度决定，还与环境温度、环境湿度和太阳辐射率等因素有关。基于此，本文在建立模型时考虑环境温度、环境湿度和太阳辐射率等因子，设计了一种基于红外的土壤含水率检测系统，主要研究内容和结果如下：（1）在室外实验条件下，分别测量不同时间段、不同深度的土壤温度和土壤含水率，深度为0～20cm的土壤平均含水率与温度具有较好的线性关系，决定系数R2为0.658。在外界环境条件变化不大的情况下，中午时段土壤表层含水率和温度之间决定系数R2为0.794。（2）土壤温度和土壤水分测量方法与单因子实验相同。通过大量试验和数据，建立了土壤含水率和土壤温度与环境因子之间的数学模型，验证了模型的合理性，训练得到的模型精度为79.58%，实测值与预测值的最大绝对误差为3.04，最小误差为0.19。（3）完成了含水率红外检测的硬件系统。系统由8位单片机AT89S52、土壤温度检测模块、太阳辐射检测模块、环境温湿度检测模块、键盘输入模块和液晶显示模块等组成，可以实现对土壤含水率、土壤温度、环境温湿度、太阳辐射率的检测，并显示土壤含水率。（4）采用C51语言编写了含水率检测仪的软件。分别是系统主程序、土壤温度数据采集程序设计、环境温湿度采集程序设计、键盘输入模块程序设计、液晶显示子程序设计及土壤含水率计算程序设计。（5）设计并制作了控制系统的印制电路板，并进行了硬件系统的制作与软件的调试。