城市林业和绿化的不断发展与城市水资源紧缺的矛盾日益加剧,园林绿化植物的群体甚至个体如树木的根区土壤水分分布差异性大,监测植物根区区域尺度上的土壤水分以实现变量精准灌溉有着巨大的社会以及经济效益。传统监测手段以其测量范围可以分为点测量和面测量,论文设计了一种测量范围为线测量的土壤水分传感系统,它仅使用1个基于频域振荡法的土壤水分传感器就能够测量线区域尺度上的土壤水分,测量精度能够媲美点测量,优于面测量,同时测量范围大于点测量,测量植物根区土壤水分的成本远低于传统点测量的方案。论文从电介质物理学和电磁场理论出发,首先设计了基于介电法中的频域振荡法的环状电极土壤水分传感器。接着设计了线区域土壤水分传感系统的机械机构和以STM32型单片机为核心的系统控制器,系统主体结构为“U”型PVC套管,两端为步进电机,拖拽土壤水分传感器在横向的PVC套管中运动。最后进行了一系列实验室环境下的传感器性能检测试验,结果表明传感系统具有良好的准确性、动态响应性能、稳定性、定位精度,能够很好的响应水分变化,具备了实际应用的条件。在此基础上,将传感系统与6个BD-Ⅲ型土壤水分传感器安装在野外环境下,埋设深度为30cm,同时在现场架设1台Vantage Pro 2型无线自动气象站,试验表明：传感系统测量精度能够媲美BD-Ⅲ型土壤水分传感器；30cm深度处的土壤水分在无降雨或浇灌时短期内基本保持稳定；传感系统能够检测到因降雨或浇灌而引起的土壤水分的变化情况,同时其数据反映了土壤的滞后性、达西定律所描绘的规律。综上所述,设计的线区域土壤水分传感系统具有良好的准确性、稳定性以及可靠性,能够实际用于植物根区土壤水分监测或其他土壤水分测量相关领域,为精准变量灌溉提供了一个有效的手段。