科幻电影里充斥着对未来的各种想象，看过漫威电影《钢铁侠》的朋友都知道，钢铁侠托尼·史塔克的家，堪称黑科技豪宅。一句简单的语音，就能操控虚拟桌面、窗帘、空调、冰箱和电视。一个口令，智能管家就能搞定所有事情。这就是智能家居。
智能家居，就是通过物联网技术将你家中的各种设备连接到一起，包括家电、灯光、门锁、窗帘、摄像头、面板、语音音箱等智能设备，融入物联网技术、AI技术，进行统一集中控制，让你的家变成智能可控。智能家电就是将微处理器、传感器技术、网络通信技术引入家电设备后形成的家电产品，具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态，能够自动控制及接收住宅用户在住宅内或远程的控制指令。智能家电作为智能家居的组成部分，能够与住宅内其它家电和家居、设施互联组成系统，实现智能家居。
智能家电市场增长迅猛
当前全球家电市场处于快速增长期，根据GFK最新发布的调研数据显示，2021年上半年，全球家电市场需求增长旺盛，大家电和小家电零售额同比分别增长了31%和21%。预估，2021年全球家电市场总零售额将会达到3620亿美元，整体增长8%。中国家电市场增长速度更快。数据显示， 2020年我国智能家电市场规模达5155亿元。2021年我国智能家电市场规模进一步增长，市场规模突破5500亿元。
▲ 来源：中商情报网 2022年 3月29日，GFK在2021家电市场趋势及2022年市场机会洞察报告中指出，“2021年全球大型家用电器（白电厨电等）和电视机市场分别实现销售额同比增长13%和6%。这是前所未有的，也是我们在过去几十年中从未见过的。”
▲ 来源：GFK 新冠疫情完全颠覆了人们对家的看法，在居家成为人们优先选择的同时，购买和升级家用电器的消费需求得到了很好的激发；在2021年第一季度和第二季度的大幅增长的带动下，全球家电市场2021年全年的增长率达到了创纪录水平。大家电和小家电市场的零售额增长迅猛，甚至超过了疫情前2019年的销售水平。
▲数据来源: Smart Home - 4Q 2020 – ABI Research
据ABI Research数据显示，未来几年，智能家电将进入一个更快速的增长阶段。空气净化器和空调将会持续高速增长，智能冰箱冰柜、智能洗衣机紧随其后，智能洗碗机、智能干衣机以及智能厨房电器也同样保持着增长。消费升级也在加速。GFK数据显示在购买大型家用电器的消费者中，主动升级大型家用电器的消费者比上一年同期增加了16%。
▲ 来源：GFK
无论是智能冰箱（+33%）、游戏电视（+57%）、大尺寸电视（+49%）还是自动投放的智能洗衣机（+71%），其市场增速都远远超过2021年全品类大家电市场的平均增长率（11%）。
具备技术优势、创新能力、附加值的产品、与消费者价值观贴合的产品，会带来“溢价”的空间。关注环保、节能、以生态和可持续为导向的家电消费品将具备增长潜能。商务部在《2020 年家电消费趋势报告》中对未来家电行业的发展趋势做出了预判，指出家电行业呈现出更舒适、更便捷、更智能、更安全、更节能等消费趋势。
MCU 为智能家电赋能
在各种创新技术的加持下，每一个物联网智能家居终端都需要一颗强大的MCU芯片 。作为市场主流MCU，STM32能给家电厂商创造什么样的价值呢？事实上，STM32的发展路线与家电的发展路线是相当契合的。 ✦ 更舒适 空调、冰箱、电吹风、吸尘器、洗衣机等各种家电的使用感受对于消费者非常重要。而决定使用感受的关键就是电机。
电机是很多家电的核心部件。传统的电机，如定频空调风机中所使用的交流异步电机，噪声大、温度波动大、无法快速制冷或制热，严重影响舒适性，也不省电。而变频空调使用了永磁同步电机，噪声小、温度波动小、可快速制冷或制热，也比定频空调省电，舒适性也大大改善。但永磁同步电机的控制系统要复杂很多，必须使用FOC方案来提供正弦波驱动。STM32中的高级定时器可以完美实现永磁同步电机的正弦波驱动。所有的STM32系列都具有高级定时器，用户可以选择STM32G0系列、STM32G4系列以及STM32H7系列，单个型号最多提供了三个高级定时器，可以驱动三个永磁同步电机。其中，STM32G4还提供了大量的模拟外设，比如可编程运放、比较器、DAC、ADC，等等，极大地减少了电机控制环路系统中的外围电路。另外，性能越高，就可实现更复杂的控制算法，更高的控制精度，进一步提高舒适性。在电机控制方面，STM32还提供了电机软件库STM32 MC SDK，以协助工程师加快电机控制的开发。
STM32 MC SDK还包含了两个上位机软件，一个是Motor Profiler，它可以用来自动识别电机参数，包括电机的电感、电阻、反充电常数，同时也可以识别转动惯量和阻尼系数。另一个软件是MotorControl Workbench，它可以用来对整个电机驱动系统进行配置，结合STM32CubeMX生成代码，并通过串口通讯作为交互调试工具，可以在线修改参数，读取转矩、速度等数据。为加速电机控制开发，STM32提供了整个流程所需的各种开发软件。
➤点击查看电机控制相关资源“颜值即正义。”这句话也适用于家电领域。当代消费人群注重个性化和时尚的外观设计，也希望家电能拥有类似手机界面又酷又炫的显示与交互。目前在市场上，一些高端的家电产品已经用上了彩屏，其中就有STM32的加持。
2018年，ST收购TouchGFX软件的开发商及供应商Draupner Graphics，将TouchGFX GUI方案免费提供给广大STM32用户。华丽，流畅，强劲，这是属于TouchGFX的三个关键词。TouchGFX可实现从简单到与智能手机媲美的GUI设计，具备针对STM32优化的GUI库，采用C++语言编程，支持1/2/4/16和24 bpp，具有可生成完整代码的GUI构建器。目前，TouchGFX已完全集成在CubeMX中。越来越多的用户将其用在自己的STM32方案上，创造出时尚前卫的咖啡机、电饭煲、洗衣机等家电产品。➤点击查看GUI相关资源✦ 更便捷 智能手机已经成为智能家居、智能家电的核心控制器。越来越多的家电通过嵌入无线连接技术，如Wi-Fi、蓝牙等，加入家庭智能网络，通过手机进行控制。
家电厂商一般选择接入某一主流云平台，并在手机上实现一个APP，客户通过操作APP控制家电。STM32一直跟众多主流云平台有深入合作，如AWS、Azure、Watson等国外的主流云平台，以及阿里云、百度云、机智云等国内云平台，并提供了相应的云连接套件，支持Wi-Fi、2G/3G、NB-IOT、LoRa和以太网等连接方式。用户可以根据其自身需求，使用STM32云连接所提供的开发套件，来快速实现云平台的连接。同时，STM32也提供了基于设备和云平台的开发教程，可以更好地协助用户理解云连接的概念及方法。➤点击查看云连接相关资源✦ 更智能 越来越多的人工智能被应用于各个行业中。位于边缘侧的家电设备也可以实现AI功能，比如通过分析用户的使用数据推测使用习惯，在不同的条件下直接帮用户做好相应的设置；通过环境数据判断用户的使用场景；通过电机的运转情况来判断电机的使用寿命，在出现故障前提前通知用户进行保养等等。
边缘侧的人工智能需要强大算力支持。从STM32G0系列到STM32H7系列，甚至到STM32MP1系列，STM32提供了不同层次的算力。STM32还提供了一套可以用于解决客户需求的STM32Cube.AI解决方案。客户可以使用任何主流AI框架训练神经网络，然后将神经网络的模型通过STM32Cube.AI压缩转换成可以在MCU上运行的AI算法，并推荐可以使用此算法的MCU型号，还可以直接到目标板上验证代码的运行情况，获得准确率和推理时间，以判断是否符合需求。
➤点击查看人工智能相关资源✦ 更安全 在家用电器的设计中，不能忽略了安全这个最基本的要求。在智能家电时代，“安全”分两个方面：一是“功能安全（Safety）”，一是“信息安全（Security）”。功能安全是为了避免使用者的受伤等意外情况。MCU是控制的核心，必须要承担起安全相关的功能。为了保证使用安全，防止由于硬件随机故障和系统故障所带来的严重风险，越来越多的行业规定产品必须取得相应的功能安全认证才能上市。比如，IEC60730是在欧洲销售的家用电器的强制性标准，在产品设计上必须要实现其Class B功能安全要求。STM32针对三大安全标准认证，提供了相应的功能安全设计包。
用户通过ST所提供的Class B功能安全设计包，在使用STM32和STM8进行家电产品设计时，可以降低产品开发的成本，并缩短开发的时间。➤ 点击查看功能安全相关资源通过手机远程操作家电时，我们还不得不关注另一种安全——“信息安全”。信息安全是在云端、通信管道、边缘及终端节点的完整安全策略，终端节点设备不应成为整个系统安全的薄弱环节。STM32Trust的目标就是帮助客户在设计其产品时能加强信息安全设计，利用STM32 MCU的硬件特性和生态系统来实现信息安全设计。
STM32Trust提供了安全启动、安全固件更新、代码保护、安全存储、密码学算法引擎、安全隔离和安全生产等等的一系列典型的信息安全需求。在需要连接到互联网或连接手机的家电产品中，应该考虑信息安全的设计，以保护用户的隐私、安全等等多方面的要求，在家电的网络中提供保护盾。➤ 点击查看信息安全相关资源✦ 更节能 具备“中国能效标识”是家电的基本配置。在电器使用上，除了考虑到工作状态下的能耗控制，家电设计者要充分考虑产品的待机功耗。国际上也有一些家电待机功耗的标准，比如IEC62301。
另外，家电产品中也不乏使用电池供电的产品，比如电动牙刷，其运行功耗及待机功耗都要特别考虑。STM32一直在向超高性能、超低功耗MCU的方向发展。在超低功耗系列上，从STM8L、STM32L1、STM32L0、STM32L4/L4+、STM32L5，到2021年推出的新一代旗舰型产品STM32U5，每一代都在功耗控制上下了极大的工夫，使得STM32的低功耗系列深得众多用户喜爱。
从上图可以看到，Flash从8KB到4MB，运行性能DMIPS从30到230，ULPMark-CP从233到535，STM32都有合适和产品进行覆盖。客户可以根据自身的需求选取到最合适的MCU型号，进行超低功耗产品的设计。家用电器的发展呈现出更舒适、更便捷、更智能、更安全、更节能的趋势，这些趋势与。STM32的发展理念不谋而合。除了丰富的STM32型号可供选择之外，STM32丰富的生态系统资源，也进一步为客户开发出具有更新理念的产品提供了强有力的支持。有了STM32，电影中亮瞎眼的智能家电，已经近在咫尺了！
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