土壤墒情的精准监测是节水农业灌溉、生态保护及科研试验的核心支撑，其数据质量直接影响生产调控与决策制定。土壤墒情监测仪器作为核心监测设备，凭借先进技术与稳定性能，广泛应用于温室园艺、草地牧场、科学试验等多个领域。

一、仪器原理与核心特性

监测仪器采用 FDR 原理，通过电磁波在不同介电常数物质中的频率变化测量各土层湿度，搭配高精度数字温度传感器同步获取土层温度数据。部分定制型号内置倾角传感器，运用静电容量 3D-MEMS 技术检测加速度，经计算得出倾斜角度。仪器支持内置锂电池供电，可通过 RS485 接口或无线通讯网络将数据传输至物联网平台，方便工作人员实时查看。

设备采用优质塑料管外壳与环氧树脂密封设计，可抵御土壤酸碱盐腐蚀并防止渗漏，电源线与信号线防误接保护机制提升使用安全性。标准监测深度涵盖 10cm、20cm、30cm、40cm，最多可定制 10 层监测节点，满足多深度动态监测需求，且具备功耗低、体积小、安装维护简便的特点。

二、核心技术参数

供电方式支持 DC12V 或太阳能供电，输出形式包含 RS485（MODBUS 协议）及无线通讯两种模式。土壤体积含水率测量范围覆盖干土至饱和土，实验室精度 ±3%，分辨率 0.1%；土壤温度测量范围 - 40℃~80℃，精度 ±0.5℃，分辨率 0.1℃。选配功能中，GPS 定位精度 10m 内，倾角传感器角度分辨率 0.005 度，震动报警功能可自动上报 GPS 数据。仪器直径 63mm，标准长度约 1000mm，功耗低于 70mA，地面部分防护等级 IP67，地下部分 IP68，适配复杂野外环境。

三、监测站选址要求

监测站（点）需选取区域内作物与土壤类别代表性最强的地块，综合考虑土壤类型、种植结构及地形地貌。选址应远离地块边缘、路边 20m 以上，与沟槽、供水渠道保持 50m 以上距离，避开低洼积水区域。山丘区代表性地块面积需大于 1 亩，且位于坡面比降小、面积较大区域；平原区地块面积大于 10 亩，确保平整不易积水。监测位置确定后需保持稳定，保障数据的一致性与连续性。

四、安装操作规范

安装时用取土钻垂直打孔，钻满后清理并重复操作至所需深度，孔深需比安装深度增加 5cm。传感器放入孔洞需顺畅，遇阻碍需扩孔处理。调配适中浓度泥浆倒入孔洞至一半位置，插入传感器后左右旋转使其周围泥浆分布均匀，当地平面与传感器 0cm 点水平且泥浆溢出时安装完成。太阳能供电时，太阳能板需以 45° 角对准南方安装，再连接防水插头与仪器电源接口，安装过程中严禁敲打仪器，需确认开关处于工作状态。

五、通讯协议要点

串口格式设为数据位 8 位、停止位 1 或 2 位、无校验位，波特率 9600，两次通信间隔≥1000ms。读写设备地址需遵循指定数据格式，地址位固定为 00，Address 范围 0-255。读取实时数据包含设备地址、操作码、寄存器信息及 CRC16 校验，返回数据涵盖电压、各通道温湿度等信息。CRC 码计算需按固定步骤操作，最终结果放入信息帧时需高低位交换。

该类监测仪器通过精准测量、规范安装与稳定传输，为各领域墒情监测提供可靠数据支撑，成为农业生产与科研工作的重要技术保障。