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标题: 基于E78-433LN22S系列LoRaWAN和多参数气象站的气象灾害预警方案 [打印本页]
作者: 成都亿佰特 时间: 2025-9-2 14:03
标题: 基于E78-433LN22S系列LoRaWAN和多参数气象站的气象灾害预警方案
一. 气象灾害预警方案简介
/ k, \/ {9 v& H, d: }5 O7 s
- E3 h4 l8 \$ X! Z. ~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
6 U% r; K, {0 ^; u8 _! y2 w* E0 j# ^8 W# E8 e" ]
二. 解决方案设计依据& E; S, r, F6 v5 r- _3 c, F
2.1 技术标准
: @: c/ N( {; u ^' |LoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。
4 y3 t& x- f( F& B, S2 T3 p1 f* q
5 F! P9 p \9 @2 M* k+ {8 y* ^A/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。
' I, a9 Q0 \% Z6 _! z4 C( B- ~; B9 u$ {0 a$ q7 Z; G
自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
+ I5 _6 R( S; f; U W8 J, [. U3 O/ j5 e% ?+ s" y
2.2 硬件基础
6 M) G4 r6 q2 [0 Y2 w4 [6 [E78-433LN22S系列LoRaWAN模块：
$ I& z- P( ~4 ?: Y, ^% `4 k
: u, E$ F4 Q6 z7 a& o/ d频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。
% L( j& N/ _8 A% O+ c+ C6 |
5 ]. V1 p$ m2 a2 S6 |+ W多参数气象站 ：6 m6 F/ S. n) l, Z
1 E/ p1 x1 H/ @
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）。6 H0 e( u- P0 O, C9 L: F
- @0 p# v6 q& U# A7 k' o接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。
% h( r, R) n& x- D" R/ X3 H, e& V4 k8 J
2.3 网络架构6 r3 G" ]; k% Z' o
星形拓扑 ：
+ h1 _/ o9 h5 c4 m$ K% c# _; A' OLoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。
$ d! w( D0 t7 e$ M7 P9 m @( Z& }. c* T
三、 系统架构$ `! K3 I3 U z% L: U) d) N
3.1 网络拓扑
, n/ b1 ^- w# G6 J终端设备层 ：
- W7 l5 K2 o' @2 j2 o- K: Z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。
; F7 D0 `+ z$ b* ^# k' {' m
+ h1 u& E1 J0 n/ P, U' B' a* `网关层 ：2 v" ^- O- e- G9 s
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。
; i9 C' h. o8 r2 J$ t& N! C: S# y* s4 {
服务器层 ：* s2 O( R# w$ M. R1 `
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。% Y# F& ~* g y# R" r, R$ d
! N: X4 P. {5 f; b" R/ @) |3 G. h8 r应用层 ：, O- M0 o4 d% k' M8 h; |! 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。- O: X7 v I8 ~& [* E$ e' k
t/ \( v4 N; ?# L3.2 硬件设计
% ?. x# \, ^6 k7 @1 o1. 气象站模块. J8 [( q" B8 j1 Y7 d- c
1 r* [% i5 D7 j4 d, H' g) Q$ k
传感器套件 ：
( ` O2 D; ~. H3 F2 k. v. v
: ` q; q) G3 k6 T1 w! i* J/ E传感器
/ V6 Z6 Q1 O( M4 y& k# q+ N/ J% m# }3 n! Q' I9 k q/ r
范围
6 W& `( @5 y! l4 ^
0 h5 z$ M% a3 m" k5 m准确性
: E9 P/ W$ B4 H+ N$ K! ?! s6 o# B# f# f& V. x( e5 X* A& J* x
温度/湿度) G( A+ @) Q1 i: R* I! p4 z
# R; Z6 S0 {' D& g) u
-40°C–85°C / 0–100%相对湿度
6 r3 ?1 F) p7 o5 _! E
/ @2 _" \: V! B+ `7 \5 x/ T- V! {±0.5°C / ±2%相对湿度# q9 a- n" N( h5 a+ k! n
8 q H3 j$ a' c' f& i. u气压
. B( S& y. H0 n' x: z4 _& _+ i s. \
2 s2 F2 T& g8 a& R2 q# X300–1100hPa* S2 Q% x9 @% d+ _# f9 ~" k( s
( w7 V# `: k6 M, x3 E±1hPa
: h2 S+ f7 m0 s$ P, ^* C* M0 A, ~' f; w1 m. d
风速
6 X4 w, x P1 b/ }
2 t1 ?( G$ O8 ~! ]+ N$ e0–60米/秒% X; r1 M- |* z: G% L( B& n
: D7 _# o' m9 ~) b" |0 i±0.3米/秒
' R( \2 ]% q/ X' V. ]) O/ y, W7 I; j$ W& x0 p
雨量
2 c! _ N! o6 ^ |3 T) O9 a- |5 E) u/ R7 d0 l
0–4 毫米/分钟
$ C8 g& i7 c" Z- K" ]+ m3 u: h+ K1 w9 O, p2 K( M, U
±5%( o) r \. j l3 Z1 W6 I: f3 l
& W- Z0 \. z, \! v通讯接口 ：
3 w% A* ]- u: b1 [3 m8 q. RRS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。
! r, ^1 p5 E5 n: E8 I
" |2 W7 ^. M# n9 b( X% x2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置
& X+ t2 G$ K0 G2 }% m
. o% T! E, C6 p$ }射频参数 ：
- N) X3 c2 b$ U; U% F" {. _
$ V0 x4 G- h3 m% ?$ ?发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。( B, [$ o0 [9 D7 R R, X! Q/ D: r% a
1 c1 M" [( b' T$ E3 K8 V1 B: J- C接收灵敏度：-148dBm。6 d1 n) x& S2 D- _3 `4 z; d
5 V# }! l5 C; U电源 ：
# L) z9 m1 J" A太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。
8 I" H. I$ E9 x
" ]2 c8 H5 U& k! S0 M! J" z3 ~+ B5 G) N) m' P$ K
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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