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嵌入式电路LoRaWAN小型气象站的制作

发布日期：2022-04-18

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在嵌入式电路场景中，您发现人们构建气象站㊣　系统是很常见的。连接传感器、微控制器和 Wi-Fi 等网络协议的一种●非常简单的方法是构建气╲象站。如今，IoT（物联网）领域发展非常迅速，并且越来〓越需要有关网络协议的新技术。

本项目的主要思想首先是：搭建一个使用LPWAN网络协议的自动气象站。LPWAN（低功耗广域网）网络提供了通过长距离传输创建低功耗系统的可能性。

特点：

7项环境措施：温度、湿度、大气压力、紫外线辐▓射强度、降水量、风向和风速

带有光伏板和电池的自治系统

LoRaWAN 基础设施（远程传输）

LoRaWAN

让我们解释一下 LoRaWAN 网络是如何工作的：End-Device功能正在发送数据包；在这★种情况下，它是一个气象站读取环境变量。该网关负责接收这个包被称为“有效载荷”，并在一个JSON格式转换这个包。网关使用 TCP/IP 协议将转换后的信息重新发送到网络服务器。然后，网络服务器能够存储此数据或发送到向用户显示所有数据流量的应用服务器。

嵌入式系统

该项目分为三个系统：传感器系统、通信系统和电力系统。传感器系统包括 MCU (ESP32) 之间的所有传感器集成。通信系统包括 LoRaWAN 收发器模块和 ESP32。LoRaWAN 网关设置也包含在通信系统中。电力系统包括光伏系统，其■中包含电池、充电控制器和太阳能电池板。

农业气象站集成了空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤水分㊣　传感器、叶面湿度传感器、光照强度传感器等设备，可用来实时监测以下几种对农业生产影响较大的气象参数：降雨量、相对湿度、温度、光照强度,以及叶片表面湿度和土壤含水量。
气象站采用太阳能独立供电，具有断电数据保护功能，支持220V交流供电，使用GPRS无线远传，通过无线公网进行实时回传数据。

基于物联网技术，可组建遍布全国的数据监测、数据采集、数据上报的传感器网络，信号无线◥回传，并上传到服务器端，对历史数据做云存储处理，便于科研及农业生□产人员在获取实时数据的同时，也能够随时查询分析历史数据，依此做出相应的预防和补救措施，保证农作物有∮一个良好的、适宜的生长环境。

参数	测量范围	分辨率	测量精度
风速	0～60m/s	0.1m/s	±0.2m/s or 2%
风向	0～360°	0.1°	±2°
温度	-40～50℃	0.1℃	±0.2℃
湿度	0～100%	0.10%	±2% RH
露点温度	-40～50℃	0.1℃	±0.2℃
光照	0～24h	0.1h	±0.1h
降雨	0～200mm/h	0.1mm	±0.3mm or 3%
土壤温度	-50～80℃	0.1℃	±0.5℃
土壤湿度	0～100%	1%	±3%
土壤 EC 值	0～19.9ms/cm	0.1 ms/cm	±0.1 ms/cm