土壤水分是作物生长发育的主要限制因素，也是决定产量和品质的关键因素之一。在农业生产中，土壤含水量的测定与研究已成为一项十分重要而又复杂的工作。土壤墒情监测站是记录土壤含水量变化的设备，对指导农作物灌溉具有重大作用，它能够自动连续测量土壤含水量并能将其传输给计算机进行处理分析，为科学施肥提供可靠依据。

以往采用人工观测方法来采集土壤水分数据。这种方法劳动强度大、效率低，而且不能及时反映田间土壤水分状况。随着现代电子技术和计算机技术的发展，利用数字信号处理方法来实现水分信息的实时监测越来越受到人们重视。土壤墒情监测系统以单片机作为核心处理器，通过传感器获取土壤温度、湿度等相关参数，经过A/D转换后送入单片机内部，由单片机根据所需的数据类型选择相应算法计算出土壤含水率值，再把结果发送到上位机显示出来，从而完成了土壤墒情监测过程的自动化控制。

土壤墒情监测站的硬件结构分为三部分：信号采集器模块（包括温度传感器和土壤水分检测电路）；通信网络模块；主控芯片模块。其中信号采集器模块负责对现场各种传感器采集到的电信号进行采样，然后送到主控芯片内的CPU;通信协议层模块用于连接外部网络，接收来自其他节点的请求以及发送命令；下位机软件部分则是用来实现各个功能的程序代码。