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一. 气象灾害预警方案简介
8 [3 m5 O9 {. d: R
% }, ]- C, E. z! K8 k S 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7 ]" f$ e7 K. T) i8 L
4 y% X$ Y& }* B二. 解决方案设计依据2 U1 a. m6 G3 C0 v5 b
2.1 技术标准
! ]8 H6 z, L4 Z# h% xLoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。$ k5 l" B3 _ _$ j3 F6 g
& s1 c' x: B W; j* M/ rA/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。
, o3 X& B1 N0 z$ e& H/ _- z: z8 C7 c+ o
自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
4 w4 u6 C. Y* F6 d4 o4 V
/ t; V1 M; d5 Q3 s9 ]) d4 A2.2 硬件基础
) v0 F0 ^6 E0 B& zE78-433LN22S系列LoRaWAN模块：
& I1 h: P7 b Y1 |' H: X5 m& J/ l0 s$ b/ O3 N" W
频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。( t$ x4 g- \- E2 ~" v: i5 O* o
$ W! J- i$ K& a) _7 f4 t- I$ ]
多参数气象站 ：* G# o% N. q) F. \$ u
. `- t: g0 o: ~9 l8 O( 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）。
; K; Z6 y) q4 R K* z0 z; r4 y
4 _0 e, s6 S. x" e# O' ]2 h接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。
! Q+ s5 N/ `# Q7 c) ?* @0 }9 j: ?, J, X# Y5 x, k
2.3 网络架构# f1 K$ Y. R! `
星形拓扑 ：4 v1 E1 F8 F( t, s
LoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。
; ?3 e' x* l8 o9 s5 t) D, W" \6 `/ U1 t1 _7 J' o: u+ X0 c- [
三、 系统架构; B: T8 w& P1 A( S, N N2 q
3.1 网络拓扑
& `) j0 X* ], E& [% i终端设备层 ：$ ^: f% `! s; i7 ]. d1 n
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。
: E, F" D$ L( |* G# E
$ J$ s$ W- G3 M/ [4 r# ~网关层 ：
1 V1 ~' W" B) b* A" 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。
7 T/ ?3 c8 Q. F+ h! w9 r
/ d; z0 a4 S8 n* V" e1 N服务器层 ：7 G1 a- {- f+ j. X
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。
l& B) g0 M, ^, j
7 B: f% q9 w) C' n应用层 ：3 B) C7 X+ g* S) T. k8 {0 V
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 |4 P) F" m2 I+ L2 m
1 c* T/ v$ _- h
3.2 硬件设计% `+ Y" h* i6 G6 O$ e6 `! t
1. 气象站模块) W s$ ^6 G: a& L- m: N* w }* l
' _4 s1 w; ~ J
传感器套件 ：+ `; B/ b, V4 G# O
# ?& a* V, C" C, y
传感器7 x: ^% P* p2 [6 G3 Y( x
( |+ x/ u4 H1 {: L$ T
范围/ [' H1 M/ x! l: h
' | b9 |( G* l准确性2 Q, H) _% F' w6 u1 P$ _
, V/ x" n5 D. ? `& h8 f% `温度/湿度& N* Q- l! V& ^: [( F- _
2 f0 v. i \9 K-40°C–85°C / 0–100%相对湿度6 ?4 D5 n: U0 h4 X
& ~7 x$ [2 f" ^- R4 M
±0.5°C / ±2%相对湿度
) L" N- Y( F9 ~/ T/ a& s, ?! T k" [# Y
气压/ r: X) a& E0 c0 f5 }8 ?! S
1 A' E; H' H* J3 @3 {# }300–1100hPa
/ W J$ ~' Z" d% K; ?- B+ q0 _% r9 ?2 G9 L! m7 r
±1hPa
) j5 D' K0 G7 _+ s: m# |" f& e7 K- `6 e2 J/ g4 Q9 P
风速1 Y0 I% n/ ?+ Q* |" I
s$ h p& b1 @0 Z9 G" y' Y0–60米/秒4 }% w5 V Y/ V0 M+ Q
1 R l) v7 v. \- a1 L; |
±0.3米/秒% B. x- v2 H0 V
2 t- I8 N0 g W6 ^: ?雨量
6 B' j- l* o' Z- w. y& E& F* I$ U/ F
0–4 毫米/分钟
8 `8 s, h9 d4 i+ W( ^: V$ Y/ F
+ `8 z- L/ A4 x6 d5 Y±5%; |+ M: L/ K" M- K
3 ?" I5 |% e8 Z通讯接口 ：8 @! i* H& e4 f" g) _
RS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。
- @6 c; G$ }5 N# p6 E) W7 O2 V9 h$ }2 L' W0 U
2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置! z2 P" g; |0 z6 F4 c4 ~, `
& d% I: {8 L/ t( J# U射频参数 ：
7 `. ?" w: p" K$ S
! H) \8 O% ^/ O/ \! Y发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。3 i8 \( s; ?' e- M' P3 a
2 l/ ?( p$ V0 m* F$ r7 M
接收灵敏度：-148dBm。; k, u3 G+ G8 r7 h
; d% Y) ?; u) C! t
电源 ：
: z/ n \ ]8 [. X2 v太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。
' g Q" F- q% x1 \% C2 B: u% ^6 A! l$ t- Q8 c2 N
6 F% Y$ B2 {4 ^5 @
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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