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一. 气象灾害预警方案简介
) ]: @% g8 {9 s0 H) F9 x M X0 ~0 Q3 k
气象灾害（如暴雨、台风、寒潮等）的特点是突然发生，破坏性强。传统的监控方式受限于通信距离短、功耗高、成本限制等问题，使得大规模实时监控具有挑战性。该方案提出了一种 和多参数气象站的低功耗广域物联网预警系统 基于 E78-433LN22S系列LoRaWAN模组 。利用LoRaWAN技术进行远距离、低功耗数据传输，并利用自适应数据速率（ADR）优化网络性能，构建高可靠性的气象灾害监测网络7 |' n, {0 j! Z+ s
d) x- k7 \- g" v4 P3 c二. 解决方案设计依据0 W$ I/ {! E0 T/ V! r0 V: Z
2.1 技术标准
- S4 n' I6 p, G. m( U( I$ ALoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。
' n6 ^$ U& y! F; ]
" j2 e& r$ V: J, ]# }# H4 V& yA/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。; N7 t5 ~. s( f
2 y& ?& Y/ r' h3 v4 G/ ^3 y1 d! b自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
) E+ b+ T5 p% l9 t" H" u% K5 M1 v) H' ~6 I8 G
2.2 硬件基础
; {! \. c8 z7 P9 BE78-433LN22S系列LoRaWAN模块：2 h& k7 c( i1 P7 x" L
9 y0 G9 A" f' r/ r2 T
频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。
9 K& U; J0 v( x: K/ @6 r) @1 v, g; ^# ?* [5 W) s0 t1 M
多参数气象站 ：! Q0 X7 E. L* l' W9 ^$ d) K2 K
" N' h* Y; P8 j* W' X+ q. _
集成传感器：温度/湿度 （±0.5°C/±2%RH）、气压 （±1hPa）、风速/风向 （0–60m/s）、降雨量 （0–4mm/min）。! J" B1 G% {& N5 V
' u8 R7 A- @( A/ l) D) c( ]接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。, }) U3 C/ M1 T, Q3 D; l
% R/ B- ?1 V; P# M" S; @, e2.3 网络架构
! |% s: }) E8 L$ l+ A7 X" r4 l星形拓扑 ：5 z( P# t0 T0 D
LoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。( {! N R8 B" W& u- I
5 i( r1 o) N7 h ~( y, c3 R
三、 系统架构) X- h3 y8 k5 h2 C: r
3.1 网络拓扑
( r* W3 }, c2 U, c: W) p8 l) e终端设备层 ：/ `$ E8 Y; t" ^; N/ r" C
配备 E78-433LN22S系列LoRaWAN模块的气象站作为 LoRaWAN A/C 类节点运行，按需收集环境数据。- }5 H/ M1 Z6 d6 [& z) ^4 v
4 u5 U/ r- E+ B网关层 ：4 |; W" e0 o4 f# M+ P) L& A. H2 p
部署 E870系列LoRaWAN网关设备（例如，网关 ID： e890-915）接收节点数据并将其转发到网络服务器。+ \4 W. C* h; m/ w" X
' O: f4 K7 g/ m$ |服务器层 ：; C+ \8 K: q7 J
TTN（ The Things Network ）或运行 ADR 算法的自托管LoRa网络服务器，以动态调整传输参数。
2 }$ S* S6 n1 \7 Z
$ n0 K7 M2 |; O" | T4 O2 M应用层 ：% b: I$ Z ~5 x0 K, A5 |/ \' P; u/ c
云平台（例如阿里云物联网）分析数据、触发告警并将通知推送到管理界面。( W- }* b9 w* m$ h3 C- o, v
( ~0 i6 i' w' k0 ]6 C3.2 硬件设计5 \% q! @$ _* T" ^+ u) }9 ?
1. 气象站模块
; S* o4 x6 g% Y' y" [% ~, `+ N
1 H6 e2 x- {. I传感器套件 ：1 v. h7 ~! Z. ~$ h2 q, Z0 }
q" R4 S0 K/ v/ V: |. Q传感器2 C& X$ n& b3 l. g. |+ \0 g8 \( I: }
b9 h& f( R9 Z" W
范围
- |9 ^- S; c% |/ K3 N+ u: n) P0 y8 S0 V) {3 d+ Q# b
准确性& T/ S; @9 w3 E
% y1 Y0 W* b! v4 w: v6 K' Z o温度/湿度4 ~; t8 ]% q9 S9 O$ y3 ?
" a: @$ V" |- k& v! Q" v3 U+ d z! w-40°C–85°C / 0–100%相对湿度
; o' g: |) F. V& ]+ n( x" w( m2 F9 T" g* p
±0.5°C / ±2%相对湿度- g+ W ], {( ^" X7 H* O d, |( L' p
8 } A. }' B6 H气压' D3 R* a% I* k4 u0 B1 @
+ N" A, x" r2 f7 o3 G" M4 ~. p300–1100hPa
! y0 M/ c; }+ v' h
' K) g8 J: `9 I0 I1 ~/ [5 `±1hPa
" K4 E. M1 r' u/ j0 d* X% d. F! g; Y; t- k. r7 ?
风速! Y8 q8 u% Y# j' E- t5 M4 J3 q: D# }
& m, f6 m' \& i5 T0 ?
0–60米/秒" y. ]! ~% o* F; c/ ^
" i9 w. K; O9 S, a( C+ t
±0.3米/秒: n6 v0 B+ V7 i2 z5 e8 I
3 o% _- }* N" Y$ d6 o
雨量9 m& ]5 E0 Z5 w* P5 f# ]7 w* {2 ]
( ]0 ^, o9 O6 t: B) o A% u% H0–4 毫米/分钟0 x, w" \( _9 {$ w
- H7 e2 G, S- b* j
±5%! \& E5 g/ Y9 U- T
4 A1 `" v' v; W, @
通讯接口 ：) l, u: n/ {% [ g/ t
RS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。
/ x9 R: ~( L" s* m& n" R1 K% r6 [% X* d3 c/ s0 H: l: v3 @& a5 n
2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置
& q5 O R; D- q+ `( \% k. T% m5 U& o! o( @3 l2 E" k
射频参数 ：
# a0 l j+ M7 |) n) N. ~. ^/ Q9 ]" L5 n; v$ s
发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。
+ B' `7 X }; P) j) \" l6 y/ e6 Y+ J6 M9 N
接收灵敏度：-148dBm。
" E% q" D. F U) S' |1 I4 K& O0 \9 Y0 K3 v% C' j
电源 ：* L3 z, f& q( j( `* D
太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。8 _( O" N! U! L5 g$ T! `& ~6 n8 @
* }! J6 [& U9 y( W3 l: X9 Z5 z" B6 W
该方案详细介绍 了LoRaWAN参数配置、硬件接口和安全机制 ，以保证 低功耗、广覆盖、高可靠性 的气象灾害预警网络。现场部署需要信号优化和规则引擎调优，以最大限度地提高性能和响应速度。 |
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发表于 2025-9-2 14:03:08
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