Si24R03高集成度低功耗RISC-V無線SOC芯片智慧畜牧場(chǎng)景應(yīng)用說明

一、芯片核心特性概述

     Si24R03是一款面向物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景打造的高集成度低功耗RISC-V無線SOC芯片，具備超低功耗、少引腳設(shè)計(jì)、寬電壓供電三大核心優(yōu)勢(shì)，可有效降低終端硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度與整機(jī)功耗，適配各類低功耗傳感監(jiān)測(cè)終端需求。芯片外設(shè)資源豐富且精簡(jiǎn)易用，片上集成高精度ADC、LVD、UART、SPI、I2C、定時(shí)器、喚醒模塊、獨(dú)立看門狗、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘及2.4G無線射頻收發(fā)單元，可覆蓋大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)終端外設(shè)(2.4G私有協(xié)議）對(duì)接與數(shù)據(jù)傳輸需求。

     SI24R03芯片內(nèi)核采用RISC-V RV32IMAC架構(gòu)，主頻性能可達(dá)2.6 CoreMark/MHz，運(yùn)算能力足以支撐終端側(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理、傳感數(shù)據(jù)校準(zhǔn)等輕量化計(jì)算需求。原廠為芯片配套了完善的調(diào)試工具與標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)庫，可大幅簡(jiǎn)化項(xiàng)目開發(fā)難度，有效縮短終端產(chǎn)品研發(fā)周期，幫助客戶快速完成產(chǎn)品落地。

二、核心功能模塊適配優(yōu)勢(shì)

 （一）高精度ADC測(cè)溫能力優(yōu)勢(shì)

     SI24R03芯片內(nèi)置13~16位可調(diào)高精度ADC，測(cè)溫采集分辨率優(yōu)于市面常規(guī)12位藍(lán)牙SOC，溫度采樣精度更高、響應(yīng)更靈敏，能夠精準(zhǔn)捕捉牛、羊、駱駝等牲畜細(xì)微體溫波動(dòng)，顯著提升活體體溫監(jiān)測(cè)可靠性，為牲畜疫病預(yù)警、健康狀態(tài)研判提供高可信度的數(shù)據(jù)支撐。

     SI24R03 NTC測(cè)溫功耗表現(xiàn)：

條件：發(fā)射間隔10S，2.4G 在7dBM,發(fā)送10個(gè)字節(jié)的前提條件下，芯片的整體功耗為幾十個(gè)uA；實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下，還可以繼續(xù)優(yōu)化相關(guān)功耗問題。

 （二）通用外設(shè)接口適配優(yōu)勢(shì)

    芯片配備靈活通用的SPI、I2C通信接口，可便捷外接三軸加速度傳感器，目前已完成幾款國產(chǎn)加速度計(jì)的適配移植與實(shí)測(cè)驗(yàn)證，適配性穩(wěn)定可靠，無需客戶額外進(jìn)行驅(qū)動(dòng)調(diào)試，可直接對(duì)接傳感外設(shè)采集牲畜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

（三）2.4G射頻通信優(yōu)勢(shì)

    依托片上集成的2.4G射頻通信單元，終端設(shè)備可實(shí)現(xiàn)低功耗、高穩(wěn)定性的無線數(shù)據(jù)傳輸，滿足畜牧場(chǎng)景下大面積部署、多終端并發(fā)傳輸?shù)耐ㄐ判枨螅瑪?shù)據(jù)傳輸抗干擾能力強(qiáng)，可適配戶外復(fù)雜養(yǎng)殖環(huán)境的使用要求。

   RF部分的通信模塊可以兼容nRF52系列2.4G私有協(xié)議的芯片，可以跟nRF24L01+做無縫對(duì)接通信；

三、智慧畜牧場(chǎng)景應(yīng)用方案

    基于上述核心優(yōu)勢(shì)，Si24R03可廣泛適用于智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，支撐構(gòu)建全鏈條的牲畜智能化管理體系：

        · 體征狀態(tài)監(jiān)測(cè)：終端設(shè)備可將牲畜體溫、運(yùn)動(dòng)活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至網(wǎng)關(guān)，通過后臺(tái)算法精準(zhǔn)分析牲畜健康體征與生理狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)異常體溫預(yù)警、發(fā)情行為識(shí)別、疫病提前篩查等功能，降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)，提升養(yǎng)殖效率。

       · 智能化資產(chǎn)管理：終端標(biāo)簽ID數(shù)據(jù)可同步上傳至云端后臺(tái)，快速實(shí)現(xiàn)畜牧盤點(diǎn)、存欄統(tǒng)計(jì)、全生命周期溯源等智能化管理功能，解決傳統(tǒng)畜牧養(yǎng)殖中盤點(diǎn)效率低、資產(chǎn)流失難追溯等痛點(diǎn)，大幅降低養(yǎng)殖管理人力成本。

四、SI24R03有源耳標(biāo)的應(yīng)用場(chǎng)景：

   4.1 系統(tǒng)工作原理：

       給每一頭動(dòng)物佩戴一個(gè)2.4G耳標(biāo)（具備防拆功能），確保每張卡片的唯一性，也是每頭動(dòng)物的身份標(biāo)識(shí)。

  4.2 養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)

      在飼養(yǎng)的關(guān)鍵位置（如投食區(qū)域、圍欄出入口、放養(yǎng)位置等）安裝讀卡器，當(dāng)動(dòng)物經(jīng)過時(shí)，讀卡器自動(dòng)讀卡，并將ID號(hào)、溫度、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息傳送至云端。

   4.3 智能監(jiān)管

      云端收集到動(dòng)物的各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，提醒養(yǎng)殖戶和監(jiān)管人員關(guān)注異常的動(dòng)物，對(duì)其做出快速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)智能化管理，減少人工監(jiān)測(cè)成本。

          -監(jiān)管人員可以通過PC端畜牧管理平臺(tái)和手機(jī)APP實(shí)時(shí)查看動(dòng)物動(dòng)態(tài)情況；

          -養(yǎng)殖戶通過手持機(jī)尋找問題動(dòng)物

五、整體系統(tǒng)功能概述：

    后臺(tái)記錄所有動(dòng)物日常數(shù)據(jù)，便于大數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)發(fā)射報(bào)警包，實(shí)現(xiàn)真正的智能化管理。

    相比其它RFID方案，除了身份識(shí)別外，還具備活體檢測(cè)功能。

      實(shí)時(shí)體溫監(jiān)測(cè)： 耳標(biāo)實(shí)時(shí)測(cè)量動(dòng)物體溫，精準(zhǔn)至±0.1℃。在溫度出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)射報(bào)警提示，提醒養(yǎng)殖戶精準(zhǔn)關(guān)注體溫異常的動(dòng)物，降低病害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

      活體檢測(cè)/震動(dòng)感應(yīng)： 通過檢測(cè)外部開關(guān)震動(dòng)/加速度計(jì)，定時(shí)發(fā)送間隔到了后將數(shù)據(jù)發(fā)射出去，可對(duì)監(jiān)測(cè)動(dòng)物的活體特征進(jìn)行判斷。

實(shí)時(shí)定位、電子圍欄 通過動(dòng)物經(jīng)過讀頭的數(shù)據(jù)和讀頭的定向天線判斷動(dòng)物位置，形成后臺(tái)軌跡，監(jiān)管人員可通過平臺(tái)終端實(shí)時(shí)查看動(dòng)物動(dòng)態(tài)。（反向定位：利用2.4G手持機(jī)的定向天線和RSSI值輕松找到問題動(dòng)物）

六、系統(tǒng)概述框圖