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一. 气象灾害预警方案简介% y+ c2 W4 F2 o0 [; w9 b2 y
# H9 T" N3 G" X
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# _1 ^( |4 W% O/ a
+ n! }# G$ u% I2 Z3 V* Y* K
二. 解决方案设计依据
! F5 d. Y ?6 j! E% f8 i0 N4 p2.1 技术标准! Q. {6 [1 N/ Z! r
LoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。 G. Y: \ e: Y* a: @
: q( l/ n% Q# [: [) D' n" g5 O& Y" G8 [
A/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。1 Q/ P3 b0 K$ O {4 V6 |
0 l. `5 o% S' v' F- V% T/ t自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。9 G0 y, C1 Y5 S! ]
8 A( d$ g2 P, P) P* b2.2 硬件基础
" g# }: X( U/ P) RE78-433LN22S系列LoRaWAN模块：
4 _; g8 q* G8 U# n# v( x; {7 G4 q
2 B4 l; K% k; ]7 e- @频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。
& A0 `8 b2 e# [, t3 j4 o" h6 s) `/ G6 V
多参数气象站 ：
! _+ U- B# b+ E* Y
0 ]) J4 z+ R2 f- ]5 U5 I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）。- J- c' _% c6 M3 l
* I! M. E- B4 _$ T8 ^7 P4 `
接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。
* i2 D) I; D* u$ n( R4 z/ ~$ F. _' Z: M) `
2.3 网络架构' r6 ]1 K$ N5 \, l) k' h: i D
星形拓扑 ：
8 T% e c( n* o- }0 y- J' c5 n# k4 kLoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。
+ H# N( m2 ?6 A* ~$ k7 V: j4 H- A8 ` x+ Z. b
三、 系统架构
$ g8 j. |9 \0 ?. I8 Z3.1 网络拓扑
+ x' L' G( Z2 u# g& B w# C q- I终端设备层 ：: p1 \: I' h/ O/ ?# v4 }* X5 \' h% A
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。
1 c6 p! p+ U* R4 w, ?" Y
2 Q% Q6 T1 ?1 q1 s2 }3 ?# O6 d网关层 ：
' u* g! \1 a7 i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。
8 j& h1 b3 O' Y/ k
0 r8 k8 {, e" b/ C( V6 Y' ]服务器层 ：; L- z3 Q, G5 {; }' s5 w9 G4 m
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。
* x- W2 m* \( R: H
5 t6 f+ B. C7 p% {) ^# F% v应用层 ：
! A2 F+ i1 o2 K* B$ q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。4 n8 W3 l e: t- s B) J* O/ @" }# T; q
/ ]' Q0 [' ], n
3.2 硬件设计
4 j" _5 ^6 y" v# ]1. 气象站模块
& o/ L: g4 e: ]$ p: j( D/ g: O8 P7 b; |# |/ @8 J# }
传感器套件 ：
- q& W, L. U& S* d$ I( _2 T8 Z* I% P& x4 e0 q0 T( A
传感器% S* H# C/ U: r% K- ]7 T) j
8 ~, ^3 g9 [, J
范围
: n- L/ O. A3 v
) D) j ~: O" W C准确性$ d. M7 E1 W: e% s" n
* x5 v; x2 k) a3 L4 F; j0 o
温度/湿度
! f$ A2 R% J. h$ i5 L4 d& X& T# U5 A1 ?2 F* l
-40°C–85°C / 0–100%相对湿度2 Z- K. U d2 V- B. L5 `
* [% X9 A( c( N6 L, ^8 Y3 @±0.5°C / ±2%相对湿度
* [% D1 ~( [- z; _
" U8 a! i+ l+ U" R气压 l. J: v$ U8 S' |7 j' p9 k5 _
5 A) W/ L. n* V. W4 @
300–1100hPa5 v% y* z# N* r9 Q. x4 S, `4 [
. f% U1 x- B7 {& o) ?
±1hPa
* L/ a4 h- u. c, y6 k: ?2 J
" {6 g7 _4 b, h* k$ b风速
5 g3 P: G3 D5 H- Q$ g5 b6 Q
, q' D9 A# s8 x9 S7 b0–60米/秒" Y: W4 j( p( l: N: H) U3 f
! `( r% L5 f1 c5 r D' g±0.3米/秒( R! }* [5 Y3 E/ T0 h4 ]
2 o: U- s7 c0 o
雨量7 c5 e0 r# _+ p7 x9 N! w
! @/ w; N- x: V$ Q
0–4 毫米/分钟$ `4 W" D1 R2 s+ g6 P; o
4 H" F8 s5 L1 O/ W5 S9 S±5%
* [6 n b$ \, j+ I2 y! h( [5 e+ @* M9 c2 [6 \6 F
通讯接口 ：7 V% L: d7 V" W/ e. u# q/ T+ L, `
RS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。" e4 _' |% l7 e" D- p/ q2 J
8 |# m9 \( X- m/ p+ x
2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置
0 U$ h' S9 e$ I: g5 W* _
`/ ^1 ?0 D& M9 u: a射频参数 ：+ G' f! }7 |6 n6 b0 ]& h
1 P( P) Q6 H! [( X# g! a发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。
9 u1 {. N) ^ T# e& g T. d/ T8 N* ]* W0 f
接收灵敏度：-148dBm。* `* k+ S& V0 q) r4 h
! r+ E" X8 E( o$ A0 [
电源 ：2 i2 y' Z+ L6 w. d
太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。) T6 T8 m8 _' d4 `/ |* \8 }% v
# ?1 b! T' v5 e
. T2 l" @2 l) f: Q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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