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一. 气象灾害预警方案简介
6 u8 e1 v. m2 }* J% v# I! {2 w+ A/ m7 o2 p, l2 p1 d% }9 Y
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
& j" Z4 D& C+ Z9 `5 K3 r* _
* Z3 s# t( w X0 U二. 解决方案设计依据
7 Z0 [! g$ S* w- N, y" b, ~2.1 技术标准9 [, }9 |7 I1 _2 t& k
LoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。/ S, S- L. A! \0 e
+ Z3 S' T0 N* p6 ~3 b# F
A/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。 S/ x0 Z" S k( x
/ g3 S+ T! R% g2 G自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
% D: |$ ?# k9 T7 l5 i- @3 s. {
- K7 R; N3 a8 F. d6 T2.2 硬件基础
& V5 o3 b2 i* f! j) L: NE78-433LN22S系列LoRaWAN模块：- d; W5 Q, E- Q* ?; Q6 A5 P( l
V3 [: J( E9 @
频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。
7 x' T) S& `$ Z# E) S# L
/ W/ C9 p) W$ A( e多参数气象站 ：( I8 f3 q$ K3 C' d
& Y& f8 ?6 O, b& l6 `( S
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）。: c; a$ W |; }- C5 W
: r- }/ I; k4 b9 D
接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。" ^2 J5 g% `* w9 l
' J+ m: j1 i# {. B
2.3 网络架构: L4 n7 E2 F7 L, N
星形拓扑 ：
+ }3 o0 K) v3 U! T5 d; T/ H6 OLoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。8 B6 b0 \9 J6 Y) E" {1 C
$ y3 w8 N) p/ ~- e. \
三、 系统架构
}& @% f5 H# X5 t9 m3.1 网络拓扑3 H2 f/ @9 A: l2 E0 m- ^, x
终端设备层 ：9 U" u& [6 A0 d: A5 X. 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。4 t* C* ~9 X8 W! Q' E
2 U; p7 E L: i
网关层 ：" |0 m8 A. G# w1 s6 H& n* I+ Z
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 g* z3 G6 A0 C( Q* `
# `" {+ V* L/ i: t服务器层 ：* l' [9 y8 v" c1 J' p
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。
" k! X C* n& C! v
/ _2 w" @1 I0 V7 e% @) j/ i# w应用层 ：' i( y# A) u, N! F. ^; h
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。8 [% o( a1 K1 F2 ^2 [8 O
1 \# J5 u& C+ a, z1 e! r% f3.2 硬件设计
! |4 t/ L$ w# Z1. 气象站模块; a# V5 l# H0 a g, E
6 B% d( N7 s1 ^传感器套件 ：
8 ?; o# g: J& H% x
& g9 S) g& n7 T/ A# i7 [! P传感器
% y2 `5 R/ @: c$ L% Q3 }: m: ]# ?; l5 y% N1 D9 ~
范围6 n' ^1 s O+ g# I) B) B
4 ~' r# m+ N5 l- ^# N9 K5 J) x准确性# M9 R2 {# e: i$ n' p
- z1 x$ R2 Q: @2 C. F) U温度/湿度
; J5 F' a. V: S+ i
: a: n% X8 T: ?' m+ O+ D: J) k-40°C–85°C / 0–100%相对湿度4 T0 A9 {9 E' K( A
% e3 z' Z2 f! c2 p3 c/ J: j" j±0.5°C / ±2%相对湿度
- c* n9 `) R' C* ~1 B- M, V X* k+ b
7 p. Q" T2 `, c6 `+ Y4 f8 e$ u气压
% [# c+ J' ?& K. @2 @1 D' q. p$ i9 m4 N, R* {7 X
300–1100hPa% M% b- g: p w/ o& [4 Z7 T
5 L) P2 A5 c T: B) l
±1hPa% x, S: h5 l! z6 m
) D; v9 ]' k' T0 P8 `/ q0 z
风速' D- k' W( [$ Z4 `
5 D4 b% @- H: Z1 ]0 E" i0–60米/秒0 F3 y: q7 U# I$ g
% m9 x U8 j* a2 ?2 o$ ]0 W' S
±0.3米/秒
. V" j; K* Y6 H0 I: {* ]
3 i% b' M* o# q; H8 G# p雨量
# o& B# B6 y6 |( g6 M1 V
' U( V: i" {& m0–4 毫米/分钟# w$ S w2 `) ~8 T$ g: W: Q. n2 J
9 }+ Z% A+ f1 K& x3 T& w) v0 D±5% l, B$ e" P/ [8 D3 ?6 ^
: u$ R$ U$ L! q% V [
通讯接口 ：' p( Z+ B7 [$ t0 P M
RS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。4 t7 D6 M5 z4 Z- S7 a9 I
: C+ _; `" [7 O. A2 U: Z$ _
2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置2 c- `2 e; |; J7 n: q
' r% p' k7 [. Q& W$ f射频参数 ：4 t* `3 P1 ?1 `
! Y( K5 n+ {9 x6 r
发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。
3 e$ X% h3 M1 h, m. @) q
- k5 \% a' Y9 H# c7 W# P- l+ O接收灵敏度：-148dBm。
7 |4 L! z* N' `' k0 V" F: v7 m% _2 p9 G
电源 ：
$ U4 J9 w( L, X* F4 G# y太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。
0 a8 T. z* l4 i- P; i
2 q7 a, \% [+ o2 h8 g @/ K$ t
' h' D; g+ `( e0 J3 c: e, [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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