国内外从 20世纪中叶就开始进行土壤水分的监测，一直都在进行各种测量方法的研究，尽然原理、特性各有不同，但从终端设备的结构和功能来看，目前已经市场化的可以分为以下4类。
插针式土壤水分传感器由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量。与数据采集器配合使用，可作为水分定点监测或移动测量的工具。
优点：
结构小巧、简单、价格便宜,单个传感器价格相对便宜。
缺点：
A. 所测量土壤水分的土样代表性不够高
感应的土壤范围是直径125毫米、高为200毫米的圆柱体，土壤水分代表性不足够高，当插针位置土质不均匀，影响数据准确性。
B. 破坏土层结构，造成土壤扰动
当监测不同土层深度土壤含水量时，需要挖开土壤剖面，在土壤中插入针式水分仪后，再回填土壤。这种不得已的做法实际上已经破坏了土壤的结构，因为回填土壤的容重、土壤颗粒间的结合方式已经被改变。
C. 安装现场组成复杂，易受到外界信号干扰
插针式是半数字化的，从传感探针到数模转换模块之间传输的是十分微弱的模拟量，这一段就十分容易受到外界信号干扰，影响分辨率、可靠性和准确性。
插针式要成组多点应用的时候就涉及复杂的连线，实施时需要在土壤中挖一个深坑掩埋，安装时如此维护时也需要同样的工作。由此产生的是设备的不可靠、安装和维护时对被测对象的彻底干扰，工作量和人员因素影响大。
D. 使用寿命有限
外露的钢针，钢针长期使用会变形、表面会有腐蚀或者污染。
E. 能耗高，安装现场工作量大，后期设备残留。
插针式组成的系统往往结构复杂、大量的连线及连结装置、耗能较高（电源一般采用铅酸电池）。特别是大规模野外实施时，一旦需要回收，插针式系统即使地面上的电池以及太阳能板和无线发射单元拆卸收回，人们往往不会再将其地下部件挖出，势必会有大量传感器探头、金属连线留在土壤中造成长期重金属、塑料等污染。
F.
G.多深度监测时，综合安装、施工成本较高
当监测不同土层深度土壤含水量时，需要挖开土壤剖面，在土壤中插入针式水分仪后，再回填土壤。目前中国大部分农村为留守老人和儿童，当野外安装部署水分监测仪时，寻找人工显得极为困难。
当插针式水分传感器与数据采集器配合使用，就是插针式土壤水分速测仪。优缺点同上插针式土壤水分传感器。
优点
导管式土壤水分仪设计精巧、安装要求高、精度和稳定性能够达到长期科学研究的要求。在国内仅在气象系统有规模性应用。
缺点
安装复杂，耗时耗力
为了追求最小的土壤扰动，导管式采取钉管、管中掏土、内壁清理、现场校准、现场密封的操作流程。基本上属于现场组装类产品。在我国幅员辽阔、受训技术人员不足、农村和野外劳动力缺乏、自然环境复杂等情况下，大规模应用导管式的可能性是没有的。
没有温度校准
根据测水原理可知，土壤含水率的检测本质上是检测土壤和水混合物的介电常数，其中水在80左右，土壤在3-5之间。水的介电常数其实是随温度变化的，这个变化经过一些实验，可以测到每10摄氏度的变化，会导致土壤0.6%的含水率变化。所以理论上说，要在户外环境中，测准土壤含水率就必须对温度进行校准。
在重新审视土壤水分的应用要求和社会环境基础上，借助互联网的颠覆性创新理念，结合现代工业设计中用户体验的分析技术，以及大数据和物联网的平台，重新设计的产品，它继承了导管式和插针式的各项优势，又弥补了他们的不足，开发了面向大规模、更广泛的应用场景的号称“中国管”的新一代土壤含水率测量设备。它拥有自主知识产权的土壤水分监测系统（具有受发明专利保护的水分仪，自主版权的软件系统）；它具有土壤水分数据的处理、分析能力，可以为客户提供灌溉咨询指导。此产品在最近公布的水利部《第一批土壤水分监测仪器检测合格产品目录》上轻松夺冠，排在第一位。(水利部政府网址：http://fxkh.mwr.gov.cn/tzgg/201402/t20140221_548660.html)
第一代“中国管”的产品已经具备如下特性：
① 低能耗、集成一体化
即物联网通讯终端、数据存储和处理单元、多深度水分及温度传感器、高性能电池在一个管中集成；低能耗，可用太阳能电池供电，无外部供电工作时间超过30天；
③ 精度和稳定性
精度达到正负2%以下，含同位温度校准；稳定性达到0.05%；
④ 安装及实施
15分钟现场操作，无土壤扰动，无需现场校准，智能启停，极大降低人力需求；
⑤ 环境保护
工作期间对环境无污染；设备撤场后对环境无残留污染；
⑥ 大数据支持
产品生命期数据完整记录及备份，支持大数据分析及移动设备访问；
⑦ 知识产权
跟国外产品在知识产权上无现实的和潜在的冲突，能够对核心特性的知识产权进行保护。
