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一. 气象灾害预警方案简介" I& o: k6 `2 k
- C$ ^$ }" W- _7 m& y2 }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- u1 w) f) |. ?0 A# U5 e
& i r$ X9 B8 C: G- H8 s9 J+ q* h二. 解决方案设计依据# T8 \4 P1 r0 _8 y6 o
2.1 技术标准
; t3 A5 p9 b0 ~3 Z1 n0 ?LoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。! h6 M- z5 l" J( z0 b. V: Q
3 \( B5 `6 F8 Z9 l l& ]
A/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。
; D$ B1 G, ]0 d, S3 e0 z2 r3 B( p1 K* }
自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
( d( ]) s2 y' S5 j7 ]# x0 h$ b' o5 N! v A
2.2 硬件基础# |. ]# |. c& U6 x5 q
E78-433LN22S系列LoRaWAN模块：
& E8 w. N5 H: u9 z9 P) H" O" l+ N# {: k6 \% }; H* `
频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。
' e# D. ?) i! |! H$ F" b, _
& }. d* q, [5 I6 U多参数气象站 ：
2 B- Y$ B. c4 d0 r2 P* J, `
5 \4 v! J! v: `8 i0 l$ o+ ^集成传感器：温度/湿度 （±0.5°C/±2%RH）、气压 （±1hPa）、风速/风向 （0–60m/s）、降雨量 （0–4mm/min）。
" k; u% g' T7 ^/ ~6 {- u7 U# i0 G3 d& J' x9 b3 v- r: X1 q0 Q' j
接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。/ U/ ^! ^ @1 A; J* _: v
" M" o! v. I5 d4 t) f, d
2.3 网络架构
* X6 t( f7 G/ @0 v p5 `4 u+ d星形拓扑 ：8 c) ~0 l* X5 O m! S9 |
LoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。
A% h/ o: i- B% b) W" N% ?0 V& A. v3 ^
三、 系统架构
$ U9 M; h2 X7 M5 P# K! a3.1 网络拓扑1 d2 m- ], c, `) P7 x0 W
终端设备层 ：
; M8 H4 x/ {: l' V7 f \1 ]" ~& W4 K/ |配备 E78-433LN22S系列LoRaWAN模块的气象站作为 LoRaWAN A/C 类节点运行，按需收集环境数据。' g C5 d' S G4 [$ F
4 s# {' w- f q! r' H, q/ P网关层 ：
7 g& ^1 t: i1 Z7 W, H- Y部署 E870系列LoRaWAN网关设备（例如，网关 ID： e890-915）接收节点数据并将其转发到网络服务器。. s2 }5 F4 y* X+ w# ~$ w4 E7 }
6 r; e: A, |- v! `
服务器层 ：
" b4 }$ |( {% d7 j; v+ `( N+ ITTN（ The Things Network ）或运行 ADR 算法的自托管LoRa网络服务器，以动态调整传输参数。
1 S# ^( e; j: p, I/ B
5 g g, q) y% G4 A- o" a应用层 ：
/ C% q4 P' f; ^% c. m; i云平台（例如阿里云物联网）分析数据、触发告警并将通知推送到管理界面。& k0 \; w1 z c2 L
" P8 v* `' e2 S2 w3.2 硬件设计
: x7 Y3 `3 Y8 C1. 气象站模块* s% i. O& v' H* P2 g
: S2 R0 J5 Q" ?" c, Z) M
传感器套件 ：4 k7 V1 t$ v+ c1 k+ [4 n
" I* B& a/ b' |/ d4 D
传感器
! ^1 \) U5 V0 Q3 g; O, p4 [) }
( Z5 f b4 V" q4 Y/ D3 d8 e) C& N范围+ S) B, u9 c9 f" O/ M
% f% j; z0 k; p# P* V5 Y准确性5 p0 T- j( V6 e" x
# u, H5 ^) L( L# B" {4 G% i3 N
温度/湿度1 F! B# K; l- J
6 v9 S8 q$ G( `& L; Y% j* g-40°C–85°C / 0–100%相对湿度4 ^. P# P, l, x) c
5 {8 l! U) j" h |0 e, C0 L
±0.5°C / ±2%相对湿度
% b3 s4 ^- ]. Y7 w, M
- _1 I$ U( N4 s, H9 t气压
- K, E6 x8 u# S9 P1 f) s& U
( C3 Y1 Q9 Z7 z& i3 [- W% }! w5 _300–1100hPa ]9 [- ]. h; e
. _$ D0 `! c2 L" [7 ~±1hPa
1 b4 h' K4 V/ l7 r' m7 r8 j5 [& N" F
6 s! u$ y; f4 ^' } s风速
( ~3 l. U/ x. V+ K2 X r i* X8 x6 z& K, a. m8 b0 G0 ?2 D
0–60米/秒9 b( [) S/ G. k
( `( m9 s9 s0 G+ U+ k; g
±0.3米/秒
+ C) R! J+ P, o( L6 x4 J+ D6 E% Q- [4 H" m1 B* M$ I
雨量9 E: L h: g) c9 _' U. v& B) \
' @$ s, c& C" z8 ]7 v# L7 E3 V0–4 毫米/分钟
- z) z6 q' g5 U
9 p0 I6 A2 d: m, }' x" ?# e4 X±5%* e4 q7 E+ a% }( _
8 x; S7 ~0 c- p' k; Y
通讯接口 ：. n* y; ^) k% k: n
RS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。
9 B, d% Q4 ~! H( {6 k) T+ g
! c% R3 w8 O w( |. |2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置$ }/ ~; ]) X N' ^7 l, O0 |
8 e# `2 O1 ]4 ^: }射频参数 ：
8 E3 D2 |# ]: ? i p$ U& O& H+ S# C& \% @% s) Y: n' T
发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。
1 p3 L3 w S0 V# b9 E9 }7 b+ ]( F# h* i+ i9 Z$ e& ?" X
接收灵敏度：-148dBm。; {6 y/ w/ U( C( j
0 O# a; n9 t+ D' J5 J) H电源 ：$ t( O+ H+ g& O1 R# C, A
太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。
- |% g- P: s1 [; }
. A+ B P: j* N
' r( x1 N! }4 ]: [2 h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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