论文主要研究智能灌溉系统的设计。现在农业用水很紧张。农民浇水靠经验。这样不好。水可能不够。水可能太多。庄稼需要合适的水。我们想做一个系统。这个系统知道庄稼什么时候需要水。系统自己给庄稼浇水。不用人一直看着。这样省水。这样省力。庄稼长得更好。

这个系统有几个部分。第一个部分是感觉部分。我们需要知道土地的情况。我们在土里放一些东西。这些东西能感觉土的湿度。就是土里有多少水。东西很小。它们埋在庄稼的根旁边。它们一直测量。数据传到一个小盒子里。盒子在田边上。盒子里有电路。电路收集所有数据。除了湿度，我们还测量温度。太阳晒着，温度高，水干得快。我们也测量空气的湿度。空气太干，庄稼也需要水。这些感觉的东西一起工作。它们告诉我们土地的详细情况。

第二个部分是控制中心。感觉部分的数据都传到这里。这里有一个小电脑。电脑不复杂。但是它能算东西。它看数据。它知道这是什么庄稼。比如是玉米。玉米在长大的时候需要多少水。电脑里有这些知识。电脑比较现在的水和需要的水。如果土太干，电脑就决定浇水。如果土还湿，电脑就等。电脑也看天气。我们连接网络。电脑能知道明天的天气。如果明天有大雨，今天就不浇水。这样更聪明。控制中心是系统的大脑。

第三个部分是行动部分。控制中心下了命令。命令传到田里的水管。水管上有开关。开关是电子的。可以自己打开，自己关上。开关接到命令，它就打开。水从水管流出来。水流到田里。田里有很多水管。开关可以控制不同的地方。有的地方干，水就多开一会儿。有的地方湿，水就少开或者不开。这样很准。浇水的时间也是控制的。最好在早上浇水。中午太阳大，水会浪费。晚上浇水，庄稼容易生病。系统自己选择早上工作。行动部分完成最后的任务。

我们还要做一件事。我们要让农民能看见。我们在控制中心加一个屏幕。屏幕显示田里的情况。哪里在浇水。哪里湿度是多少。温度是多少。都很清楚。农民用手机也能看。我们做一个简单的软件。软件装在手机上。农民打开手机，就看到自己的田。数据一直在更新。农民不在地里也可以。他可以出门。他可以做别的事。系统自己管理浇水。如果有问题，系统会给手机发消息。比如水管坏了。比如感觉的东西没电了。农民就知道回来处理。这样很方便。

这个系统怎么工作呢？我们从头说。早上，太阳出来。感觉部分开始量数据。土的湿度传到控制中心。控制中心的小电脑开始算。它发现东边的地湿度是百分之四十。西边的地湿度是百分之五十。玉米这个时候需要湿度百分之五十五。电脑查天气。今天没有雨。温度比较高。电脑决定浇水。它命令东边的水管开关打开。开三分钟。西边的水管开关也打开。开两分钟。命令发出去。行动部分的开关打开。水开始流。三分钟后，东边的开关关上。两分钟后，西边的开关关上。浇水停止。感觉部分又开始量新的湿度。数据传回来。电脑看到东边湿度到了百分之五十六。西边到了百分之五十五。好了，够了。电脑停止工作。等下次再量。

我们设计的时候想了很多问题。第一个问题是钱。农民没有很多钱。系统不能太贵。我们选择便宜的材料。感觉用的东西不买最贵的。我们选可靠的，价格低的。小电脑用普通的型号。水管开关用简单的电机。我们自己组装。这样成本低。农民愿意用。第二个问题是电。田里常常没有电。我们给系统加太阳板。太阳板放在控制中心的顶上。白天太阳照，太阳板发电。电存到电池里。晚上用电池的电。这样系统一直有电。第三个问题是好不好用。农民可能不懂技术。我们把系统做得很简单。安装容易。感觉的东西插进土里就行。水管开关拧到水管上。控制中心打开开关。屏幕自己亮。不用设很多参数。农民一看就明白。用的时候，平时不用管。系统自己运行。

我们还做了试验。我们找了一块小田。田里种青菜。我们分成两半。一半用老办法浇水。人来看，人来开开关。另一半用我们的系统。我们看了一个月。用系统的那一半，用水少了三分之一。青菜长得一样好。叶子很绿。用人浇水的那一半，有时候水多，菜地烂。有时候忘记浇水，菜地干。我们的系统很稳定。每天菜地湿度都差不多。菜长得均匀。这个试验说明系统有用。它能省水。它能照顾好庄稼。

系统的知识很重要。电脑里要有每种庄稼的喜好。我们收集了很多资料。比如水稻喜欢水多。它的根长期泡在水里。比如西瓜怕水多。水多了西瓜不甜。我们把资料放进电脑。电脑根据不同庄稼调整浇水的多少。这也需要学习。系统用久了，它会记得这块地的特点。有的地沙多，水漏得快。有的地粘土多，水漏得慢。系统慢慢调整。时间长了，浇水更准。这是系统的学习能力。虽然简单，但是有用。

网络连接是个有用的部分。系统连上手机网络。控制中心可以把数据发到远处。我们可以在研究所看到田里的数据。我们可以看很多块田的情况。如果很多农民用这个系统，我们就能看到一个大区域的情况。哪一片地方缺水。哪一片地方水够。这对管理水有好处。政府可以知道整个地区的情况。可以更好地分配水。网络也让更新变容易。电脑里的知识可以更新。我们从研究所发新的知识过去。农民的系统就变得更聪明。不用农民自己动手。

我们想的另一个问题是扩展。系统现在管浇水。以后可以加别的功能。比如感觉部分可以加测土里营养的东西。土里缺氮，缺钾，系统能知道。系统可以连接一个施肥的机器。自动给土里加肥料。这样就更全了。浇水施肥一起管。再比如，系统可以加摄像头。摄像头看庄稼的叶子。叶子黄了，可能生病了。系统拍照片，发到手机。提醒农民来看。这样系统就不仅是浇水系统。它变成田里的帮手。很多事都能做。我们的设计留了地方。以后想加东西，可以接上去。控制中心的电脑有多的接口。电线可以接新的设备。这样系统能跟着农民的需要长大。

这个系统的核心思想是合适。庄稼需要什么，就给什么。需要多少，就给多少。不多给，不少给。不早给，不晚给。人做事凭感觉，不准。机器做事凭数据，准。机器不累，可以一直看着田。人可以去干别的活。省下的水，可以给别的田用。可以给家里用。对大家都好。我们的设计就是实现这个思想。用简单的东西。用可靠的办法。让农民用得轻松。让庄稼长得顺利。这就是论文研究的主要内容。