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一. 气象灾害预警方案简介 B. Z1 k8 q- e( B4 R2 M9 s
9 ]) I6 f# B/ Q" v7 q% V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
* v M7 i* ?2 ]. y B& [
3 P2 E# M2 c0 K1 e# N: U7 i) u二. 解决方案设计依据: `+ R5 A; P6 Y' j; O
2.1 技术标准
. a9 r0 }4 J, i% G! \1 c/ i ^1 gLoRaWAN 协议 （基于 Semtech SX1301 网关架构）。
: K5 M* P" r1 B/ Y" K0 M) Y# r2 y3 s3 o( k! y% l& [
A/C 类双模通信 （由 E78-433LN22S 支持，文档 2.2）。/ z- \; i7 Q! u L/ e8 }( k. @
6 @9 ^: [- y: ~9 W+ W0 i自适应数据速率 （ADR） 算法 （文档 2.3）。
: b: K9 ?$ E4 Z
! b& n( b0 {$ {# u) n$ j+ x& @2.2 硬件基础
* S1 p' R& I& Q4 K& t7 S& YE78-433LN22S系列LoRaWAN模块：
4 r) f* \! |3 Q- R# L
, k( Z6 q# Z8 M1 I# {9 R6 J4 c" c! g9 j频率：433MHz，支持OTAA/ABP激活，兼容ASR6601芯片（参见 2024 EBYTE产品手册 ）。
. d+ d* [' q0 ~* F) W7 g* p% A7 ~& i. k: Z
多参数气象站 ：
! e: [5 m8 L9 Q1 V# p8 S9 X+ h% D) T# s6 b) T8 T! W& I8 ]
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）。: B0 z% s y" Z( T# ?- N* i
7 B. S% x U: J4 y接口：RS485/I2C，用于连接E78模块。1 i3 D& \" S. ?4 A! ?" j0 r/ c( g
& p3 i# [) n* s" l. }* d2.3 网络架构3 u; Z. T+ {, B0 b& W- M: ?
星形拓扑 ：; Z1 N, m$ V- l
LoRaWAN 网关→网络服务器→应用服务器→终端节点（文档第 5 章）。
3 q; }) W% w4 d F
* W D# S0 X! y三、 系统架构! l4 J/ |2 l! d3 k H; H# E
3.1 网络拓扑: b7 }! g& d( j0 Q( [5 S/ z
终端设备层 ： f: E: v0 ^2 a9 l4 l# g
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。) `- H5 h( E/ m
) p1 Z0 K3 [8 y- U9 Y
网关层 ：# O4 i o1 @6 a4 l4 t1 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。
5 B* ?4 X- z% w# R5 U: i9 p7 r& ^4 E: U% {+ c. n
服务器层 ：
/ i7 t1 A8 I4 i9 q+ MTTN（ 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 p4 }9 S$ q+ T1 n6 M" H0 S `' h
应用层 ：$ y: g; A$ }# y3 X3 c( 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 Z% x) R8 c2 Q7 R5 I
5 V/ O: Y; P5 m' O8 }6 P% M7 l r3.2 硬件设计' M0 Z; N5 R; _8 \; Z0 S3 }
1. 气象站模块
- V2 {& r4 w4 K5 |6 Q6 N/ Q3 e# m6 z' D: M9 t& A
传感器套件 ：, o. k3 w0 K) k8 T
$ h8 Q, r) a" o7 }
传感器. K8 w" [* M! x4 q$ u+ d6 q
) i4 ]: i7 Q; F: ~2 \范围# t' {5 m7 i2 P3 H9 @ w0 ]4 f
. |# Y, a0 S! D% G6 O# M5 Z准确性
% p- u' q+ q! _5 ~4 Y- G$ \4 X) d, f
温度/湿度
/ Y4 ^9 W2 i! f! F- ]+ E2 P' B8 Z: s2 y6 ~/ h( E
-40°C–85°C / 0–100%相对湿度- |& k$ M2 L: r- W4 G
6 d5 l- ~5 b9 F1 @; d±0.5°C / ±2%相对湿度
. o0 l. ]5 B4 n. T" ?$ ?; }7 K0 _) h2 E z+ i: |" D
气压
& k6 G5 S& o4 g; A5 C" F# k6 }, r0 U% S. G% u0 V# H" n, ^
300–1100hPa$ X5 V% d4 d' ^( X" i5 w
4 h/ S$ q9 g# m$ N
±1hPa% T8 v( I* q4 s9 S" f
" q- V* D5 [7 O: G5 f( L风速
5 k% m$ V7 ?, @5 ~
; k9 c8 @7 h6 A$ A3 q2 V8 D0–60米/秒6 _+ D5 X, c( N( y% \
( f# y7 ?/ f, f: G+ _1 ^
±0.3米/秒
5 S" |) s+ c2 M5 ?, ^) u
2 o% ?. i O' _雨量
+ g8 R+ c" R! G5 P& C, A" C. a# C5 E! p7 ~* y& B
0–4 毫米/分钟" S- J2 n# V% b, H9 r
1 _- c9 K8 m# n1 I/ m. d
±5%; b9 u. L9 F* @) A" Y
6 @" _( [* z, o+ E. d+ E8 p& }- m& _
通讯接口 ：. ^0 J2 [( V: E( `- e
RS485（Modbus RTU 协议）或 I2C，用于 E78 模块集成。! j* A1 {) t( t+ n+ ?9 u
) @( t, p: r6 p
2. E78-433LN22S系列LoRaWAN模块配置
( v* P0 h$ \# E' O- o0 _- m6 a1 K% |% G. u; o3 \
射频参数 ：* D% m5 r9 o6 Y" @6 E( L
4 G" h" ? v3 j
发射功率：27dBm（支持ASR6601芯片， 2024 年产品手册 ）。
& g+ e& i9 y8 F, P7 t+ h
/ Q; Q0 J E. u$ C接收灵敏度：-148dBm。
& o; W$ O$ R/ D
8 l: c+ A& O: F9 Z6 Y" W A( V8 M" p电源 ：! x' E) G' c+ T9 t6 l2 p: h
太阳能供电（12V/2A电池）+低功耗模式（待机电流<A类为10μA）。, U6 m" z% s* P
5 E5 t; V X" `, y5 J% g! ^) b' ~" {( j* p
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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