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一. 气象灾害预警方案简介' m3 o9 ^# ^2 `* k& s7 P K
& G) N5 b; E/ r
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
" b0 n B+ k- G' K& Q) F3 t
; E8 K! Q" p; f二. 解决方案设计依据% \- }* \! T( q
2.1 技术标准, M# c& d' f: k2 z! o6 }: i
LoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。
8 v9 t/ B) f7 I* L$ c& `( @; s/ r" C6 q& j$ K6 [
A/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。
# b# x: V, _5 {
. C0 i% s0 H0 U& l自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
. @* n0 G- y# Z
6 O! Q9 t- d' z! b" V. I a! I' P2.2 硬件基础& D3 ~" L' n4 h, P
E78-433LN22S系列LoRaWAN模块：
; R- s8 f' i/ l K7 Q. ?' J# P
" t; ~+ y! [3 O' Q& z* O: z频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。9 }$ V& y1 {( L5 ]7 Q# A" G1 W4 Y6 L
6 b% l/ a) Z9 z8 r; n4 R3 @9 ]/ P多参数气象站 ：% B7 ]( x. m0 H" Q
7 M8 g4 Y! ]' e6 O \% v6 n/ u- e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）。
1 `) ~. Q4 V4 b" c1 C
- e7 p* I2 r8 y% D- b接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。
8 ?. v4 s2 Y% s
3 e# ?/ v0 }2 o9 {" z/ x; T3 `2.3 网络架构
* [6 z& L; c; q4 K2 p1 T5 @星形拓扑 ：
. N; Y! v l$ d& y, CLoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。
Q+ ?: f3 |0 s; W9 R$ S% f8 x% W% p) @6 m! b+ @' w0 Z
三、 系统架构
& i% U/ C- l/ h0 N7 B3.1 网络拓扑% T- Z5 G% @* M7 n( c) K- @
终端设备层 ：2 [2 E2 A' b- y2 O3 g8 \6 h% |% H
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。
6 z$ u7 [ J2 m2 l/ [; E q# C9 `) ^( t
网关层 ：
2 G2 d0 o5 K" D1 Z, ^7 [' R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。; P/ f( ^& P) i* ?! Y' Z: A
1 o& v ~$ o4 O$ V! y# J服务器层 ：$ x5 Q6 g0 j! s' R1 Q0 l8 H* E
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。
+ A1 M4 s1 Q) b. h; Z9 S1 [. @. F& [- G, b8 }) S3 {& N. s
应用层 ：
. h* W2 h% n8 x: i* O% F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。$ d5 a. ~" o/ E1 X$ Q
2 E) o: L; y3 H, b/ O d3.2 硬件设计
6 M. Q: d0 n9 J ?3 f- u1. 气象站模块7 v% O' @, H5 n( b1 L; T( b% S- [
+ c: @3 d# \6 n, S$ s& M传感器套件 ：
" Z- n7 {4 `- I2 R. Z0 c$ y& L/ V1 P
传感器
/ [$ N0 c! g7 g% f
& z/ R: j7 z y& x5 O范围
# i7 w$ U( t( t/ P, ]' `3 F. N& O' h7 M
准确性
/ L. } j6 z% V% z
6 i( _; A/ b! A" R温度/湿度" T2 P: h# y7 S4 V) U
& K6 C8 t+ ~' {9 q. n4 l-40°C–85°C / 0–100%相对湿度6 z" x# J' Y9 ]& ~! F2 }
" `9 q( N, K' y* n±0.5°C / ±2%相对湿度
8 v# }5 R" E) c8 {# h
* A! }0 P1 y; T( O. Q" _气压
! L6 N2 Q0 P9 I, e6 k7 [5 L2 m( b. g& p) u4 }$ d
300–1100hPa
" a; A' _: K8 H6 G3 ?
3 L, k! r. Y, m6 X, K) ]7 \: ]) C±1hPa- {) _, ^! r3 P8 X4 C
- P! z4 f/ R5 [. Z
风速
: H% T% [( D. R5 e7 J
9 H& g% R9 m' Z% Y1 Y0–60米/秒& E% \, P9 d# o" s5 E! A, m& ~ X% ~5 D( A
+ ~9 G5 c/ h7 O±0.3米/秒
' B: c! @4 o. I! i( I) n, f: \
- W3 E; }7 t# U* v" q雨量* M* N9 T# ^( j7 {$ n" G- O* }* ^: C
* n! Z' F% m& v5 q5 z0–4 毫米/分钟
4 e+ Z! \' w1 m$ X6 R& D i: o2 H7 S# S' k+ g
±5% a! j2 o. ]# l3 N
, P. X1 B) e( {1 `/ R4 M: Y1 |
通讯接口 ：
! ]6 i* }+ v+ K5 pRS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。, x& @/ N O5 e3 ?- b
$ {6 m5 q; x9 z# U* b9 `
2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置
; k" }9 Z+ R+ M, d! ^
( V8 K i# |& m& i, p7 q射频参数 ：
2 _1 n( y; J# y( G8 A$ A, T, o6 Q+ t! D+ H! q0 T! r t) p
发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。% K* I. W& G* z/ V
7 t; U& y, B8 [5 }
接收灵敏度：-148dBm。
; y" @$ o' Z' M" C8 R7 q+ \) `' `6 k8 w
电源 ：
- C- V0 F- A0 [; _0 P6 H" T! V太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。
$ w; m% O9 F, o) v5 `1 N3 g3 h: R' a9 |
: s. N: Q& N% U, `) _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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