基于E78-433LN22S系列LoRaWAN和多参数气象站的气象灾害预警方案

成都亿佰特

一. 气象灾害预警方案简介

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

二. 解决方案设计依据
2.1 技术标准
- c9 m, O- S8 y$ J: [: F* Z! L& N% DLoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。
3 E4 H2 X, A% B* L  {. ^8 t; f
! f9 x9 ]$ Y: I3 m: R9 x% p" V/ D9 PA/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。

' M  I2 J6 B, t自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
) n1 _4 T8 {- K) ^
' c" u: W8 n1 r) p  B& [% f! j' _2.2 硬件基础
E78-433LN22S系列LoRaWAN模块：

频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。
4 Q- T" \- n3 B0 \/ c3 Q
) u0 S( ^; f0 Z/ P1 [+ M7 V* ^多参数气象站 ：
/ z8 R$ a4 B7 q9 j- b
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）。
- i3 C; [7 {' q4 F8 A. D# Q
接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。

/ l& f7 t1 b2 F7 y$ U; l# T2.3 网络架构
9 w7 c) E7 `  {, j) {! ?, U" T星形拓扑 ：
LoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。

三、 系统架构
: K, O& Q" v7 V4 B  X3.1 网络拓扑
终端设备层 ：
' H8 m' ?) r: _( j# ^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。

网关层 ：
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。

, d, [0 y7 Y$ L: b( L0 p服务器层 ：
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。
' n% }* f) j! f+ ^* f. Z
& W: Y- d" u3 u应用层 ：
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。

3.2 硬件设计
% M) B& r4 l( X  b1. 气象站模块
7 r0 b! V- H$ m5 f
传感器套件 ：
* c2 E, _4 \; ^9 m
传感器

范围
/ M: B; O/ {! R5 n6 p# ]7 c
: {# H2 V3 R8 \9 i9 Y# @2 s/ N准确性
0 I1 m2 _& C, o5 J
温度/湿度

, |* R! m* C$ t  ^2 Y-40°C–85°C / 0–100%相对湿度
" ^4 a& Y. |) r+ U/ e' n+ S' x4 `
±0.5°C / ±2%相对湿度
& ^/ `1 n3 m  R+ Z5 H5 H
气压
9 Y" U% U" f' ]! J) ]$ }
" ~+ L- i% v( D( R. G- U0 u300–1100hPa

±1hPa

& [# l' u7 V) Q# b4 L, R风速

0–60米/秒

" @! \8 N+ h: y±0.3米/秒

雨量
, N2 r& g. K, A; r' y
1 o! m4 s+ w- b4 j" G" U! b0–4 毫米/分钟
, w9 p7 _: N* s6 M  I. T' L* X, h' }
$ [; P  n( R0 M3 ?; C±5%
# a( ]$ A' s" ?+ i+ W
) [5 \" q/ X- H通讯接口 ：
RS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。
+ H7 m3 Z# U  o7 y( \2 H& U
2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置
5 x; I8 z, h* m5 [( w5 x% Y
射频参数 ：

9 H5 \+ K- x0 C8 w+ \  G" C8 T6 Y发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。
) ?4 s9 B; \# g. h. p
: }0 x: S; [* {2 _接收灵敏度：-148dBm。
. P) x* n3 l; P
' X2 a+ Y) r. e* g" `9 E8 |7 T电源 ：
3 H3 r0 H4 V! W( l8 D/ W太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。
( e+ g9 x% x# C# b

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。