项目名称：IoTea项目
部署地点：中国雅安
目标行业：茶园
项目合作伙伴：

近几十年来，各行业不可持续的做法逐渐曝光，让人们意识到我们的生活与这些行业密不可分，也看到了这些做法对环境和社会的巨大危害。这种认识开始改变消费者行为，他们更加关注产品的环境影响和社会责任，推动了消费观念的转变。因此，”生态创新”概念日益受到关注，被视为引导各行业走向可持续发展的重要途径（Gunarathne & Peiris, 2017）。在这种背景下，创新成为企业实现可持续发展、求生存和增长的关键工具（Han et al, 1998；Schaltegger et al, 2017）。创新涵盖多个维度，这里我们将重点关注传统行业中的可持续性技术创新——茶园。

挑战是什么？

如何解决高人工成本、出芽不均、产量低以及农村茶叶品牌知名度低等问题？

项目内容是什么？

2018年，Seeed寻找合作伙伴在现场部署SenseCAP LoRaWAN产品——无线IoT传感器网络解决方案，进行小规模试点项目。邓先生成为这个名为”IoTea”试点项目的理想候选人（图1）。他是”一叶生”高山茶品牌的创业者，也是一位茶农，接管了家族在中国四川省雅安市蒙顶山3.3公顷的茶园业务。智慧农业解决方案部署在邓先生位于蒙顶山海拔1100米的茶园中，靠近雅安市。这个IoTea项目旨在帮助该地区茶农提高资源效率，并通过增值茶产品建立客户信任。

图1. IoTea项目终端产品

首先，IoTea项目的茶园属于”高山茶”，指在海拔1000米以上高山种植的茶叶。由于昼夜温差巨大，以及高空气湿度和浓雾，在这种环境中生长的茶叶通常含有更高程度的叶绿素和氨基酸，这些是决定茶叶品质、颜色和口感的关键因素。高山茶以质地厚实、色泽鲜绿、毫毛密度高为特点，呈现丰富的奶香和令人愉悦的花香（图2）。

虽然高山茶园在中国家庭农场已有数千年历史，但21世纪的新一代茶农发现，仅仅依靠传统种茶技术来延续家族传统变得困难，这些技术在环境变化的地区可能不再完全适用。在此背景下，邓先生在蒙顶山种茶多年期间遇到了3个挑战：

  1. 种植密度低 → 管理成本高
  2. 出芽不均 → 产量低
  3. 难以推广茶园在高山有机环境（知名度低）→ 难以获得客户认可和对其茶叶品牌的信任

图2. 邓先生在四川雅安蒙顶山的高山茶园

为了解决这些挑战，邓先生决定将智慧农业技术理念融入他的茶园，通过SenseCAP LoRaWAN系列IIoT产品来实现（图3）。该系列的LoRaWAN版本基于LoRaWAN协议（低功耗广域网），其多个ISM频段使其可以轻松在全球部署。SenseCAP采用IP66防护外壳，适用于各种需要低功耗、长距离和长期数据收集功能的户外远程传感场景，如本案例中的智慧农业。

图3. 邓先生茶园区域部署的Seeed SenseCAP LoRaWAN无线传感器

在IoTea项目案例中，部署流程如图4所示。首先，在茶园中布置各种传感器后，传感器收集环境数据，如CO2水平、气压、光照强度、空气温湿度以及土壤湿度和温度。在测量环境数据的所有传感器中，空气温湿度和气压的SenseCAP传感器是2个重要参数，可以证明茶叶有机纯净的生长环境。其次，收集的数据通过网关传输到云服务器，在云服务器中存储和集成。第三，集成数据在数据平台上显示，无论是在网页还是微信小程序上。

图4. IoTea项目系统部署图

对于那些可能有兴趣在种植类似作物中复制IoTea项目的人，蒙顶山茶园使用的SenseCAP IoT设备如下：

  1. SenseCAP户外网关 – LoRaWAN
  2. SenseCAP无线空气温湿度传感器 – LoRaWAN
  3. SenseCAP无线气压传感器 – LoRaWAN
  4. SenseCAP无线光照强度传感器 – LoRaWAN
  5. SenseCAP无线CO2传感器 – LoRaWAN
  6. SenseCAP无线土壤湿度温度传感器 – LoRaWAN

通过在茶园部署IoT解决方案，邓先生能够通过数据平台监测维持最佳茶叶品质的关键环境数据（图5）。这种数据洞察解决了邓先生面临的挑战，大大降低了管理成本，增加了经济产量，并完善了一叶生作为智能、可持续和环保茶叶的品牌形象，提升了客户关注度和企业知名度。更重要的是，茶园的实时和历史环境数据为终端客户提供了茶叶的来源和种植过程信息。客户只需扫描茶叶包装上的二维码，就能直接查看充满图形数据的网页。通过这种方式，客户可以追溯种茶环境，证明他们享用的茶叶确实来自具有最佳环境属性的高山。最终，邓先生可以与忠实客户逐步建立可持续的品牌形象，并以更好的价格直接向终端消费者供应。

图5. IoTea项目数据平台显示的实时数据和历史数据

2020年4月，邓先生分享了他在当年3月底在茶园拍摄的一些照片（图6），庆祝经受风雨的SenseCAP IoT解决方案在蒙顶山坚持2年的成就。

图6. 2020年IoTea项目SenseCAP IoT解决方案坚持运行的照片

哪些SDG相关？

今天，IoTea项目与大家分享，希望能够激发我们内心的灵感和”我能做到”的精神。将SenseCAP LoRaWAN设备部署到高山茶园只是技术创新可持续扩大传统农业行业的一个例子，通过为行业配备新工具、新想法和整体规划。最终，该项目正在为以下联合国SDG做出贡献（图7）：

图7. IoTea项目最明显影响的SDG（UN, 2016）

目前，您可能被IoTea项目影响的SDG数量所震撼。更好的是，联合国的17个SDG实际包含169个具体目标，其中我们选择了与IoTea项目最相关的目标：

  1. 通过劳动密集型部门的技术创新实现更高水平的经济和农业生产力，为小农户服务（目标8.2和2.3）
  2. 通过增强小规模企业获得价值链和新兴市场的机会，促进可持续和包容性工业化（目标9.2和9.3）
  3. 通过部署清洁技术减少环境危害和增值，提升所有行业的资源效率用于能力建设（目标8.4、9.4、9.5、9.B和12.2）
  4. 通过将生产和收获后期间的食物损失减半以及预防和减少废物，执行可持续生产和消费实践（目标12.1、12.3、12.5、12.A、2.4）
  5. 逐步提高国民人口最底层40%的收入水平（目标10.1）
  6. 赋权并促进所有人的社会经济包容，包括妇女的技术赋权（目标10.2和5.B）
  7. 在经济、社会和环境维度促进农村、城市和近郊地区之间的积极联系（目标11.A）
  8. 通过扩大从各种资源动员获得技术，减少整个人口群体的多维贫困数量（目标1.2、1.4和1.A）
  9. 促进与变化气候模式相关的脆弱人群的韧性（目标1.5）
  10. 大幅提高用水效率并协助当地社区这样做（目标6.4和6.B）
  11. 将全球能源效率提高一倍，并部署可持续能源服务技术（目标7.3和7.B）
  12. 执行韧性农业实践（目标2.4和2.A）
  13. 大幅增加成人和年轻人的技术和职业技能数量，包括支持可持续发展所需的知识（目标4.4和4.7）
  14. 升级有效气候变化适应的教育和意识提升（目标13.3和13.B）
  15. 促进山地保护和恢复（目标15.1）
  16. 在各个阶段促进包容性、响应性和参与性决策（目标16.7）
  17. 升级公共、私人和民间社会伙伴关系之间的多利益相关者伙伴关系和区域合作，以改善科学、技术、创新和资源的知识共享（目标17.6、17.16和17.17）

IoTea项目已经在为这么多SDG做出贡献，如果所有农业行业参与者联合起来集体为目标做出贡献会怎样？这将是人类历史上创造可持续农业企业的重要转变。我们可能无法一次改变世界所有的农业行业，但我们可以通过创新产生积极影响，改变当地农民的生活。让我们从今天开始进行创新，虽然路还很长，但充满希望。