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文末有彩蛋
科幻電影里充斥著對未來的各種想象，看過漫威電影《鋼鐵俠》的朋友都知道，鋼鐵俠托尼·史塔克的家，堪稱黑科技豪宅。一句簡單的語音，就能操控虛擬桌面、窗簾、空調、冰箱和電視。一個口令，智能管家就能搞定所有事情。這就是智能家居。
智能家居，就是通過物聯網技術將你家中的各種設備連接到一起，包括家電、燈光、門鎖、窗簾、攝像頭、面板、語音音箱等智能設備，融入物聯網技術、AI技術，進行統一集中控制，讓你的家變成智能可控。智能家電就是將微處理器、傳感器技術、網絡通信技術引入家電設備后形成的家電產品，具有自動感知住宅空間狀態和家電自身狀態、家電服務狀態，能夠自動控制及接收住宅用戶在住宅內或遠程的控制指令。智能家電作為智能家居的組成部分，能夠與住宅內其它家電和家居、設施互聯組成系統，實現智能家居。當前全球家電市場處于快速增長期，根據GFK最新發布的調研數據顯示，2021年上半年，全球家電市場需求增長旺盛，大家電和小家電零售額同比分別增長了31%和21%。預估，2021年全球家電市場總零售額將會達到3620億美元，整體增長8%。中國家電市場增長速度更快。數據顯示， 2020年我國智能家電市場規模達5155億元。2021年我國智能家電市場規模進一步增長，市場規模突破5500億元。
▲?來源：中商情報網2022年 3月29日，GFK在2021家電市場趨勢及2022年市場機會洞察報告中指出，“2021年全球大型家用電器（白電廚電等）和電視機市場分別實現銷售額同比增長13%和6%。這是前所未有的，也是我們在過去幾十年中從未見過的。”新冠疫情完全顛覆了人們對家的看法，在居家成為人們優先選擇的同時，購買和升級家用電器的消費需求得到了很好的激發；在2021年第一季度和第二季度的大幅增長的帶動下，全球家電市場2021年全年的增長率達到了創紀錄水平。大家電和小家電市場的零售額增長迅猛，甚至超過了疫情前2019年的銷售水平。
?▲數據來源:?Smart Home - 4Q 2020?–?ABI Research
據ABI Research數據顯示，未來幾年，智能家電將進入一個更快速的增長階段。空氣凈化器和空調將會持續高速增長，智能冰箱冰柜、智能洗衣機緊隨其后，智能洗碗機、智能干衣機以及智能廚房電器也同樣保持著增長。消費升級也在加速。GFK數據顯示在購買大型家用電器的消費者中，主動升級大型家用電器的消費者比上一年同期增加了16%。無論是智能冰箱（+33%）、游戲電視（+57%）、大尺寸電視（+49%）還是自動投放的智能洗衣機（+71%），其市場增速都遠遠超過2021年全品類大家電市場的平均增長率（11%）。
具備技術優勢、創新能力、附加值的產品、與消費者價值觀貼合的產品，會帶來“溢價”的空間。關注環保、節能、以生態和可持續為導向的家電消費品將具備增長潛能。商務部在《2020 年家電消費趨勢報告》中對未來家電行業的發展趨勢做出了預判，指出家電行業呈現出更舒適、更便捷、更智能、更安全、更節能等消費趨勢。在各種創新技術的加持下，每一個物聯網智能家居終端都需要一顆強大的MCU芯片 。作為市場主流MCU，STM32能給家電廠商創造什么樣的價值呢？事實上，STM32的發展路線與家電的發展路線是相當契合的。
空調、冰箱、電吹風、吸塵器、洗衣機等各種家電的使用感受對于消費者非常重要。而決定使用感受的關鍵就是電機。
電機是很多家電的核心部件。傳統的電機，如定頻空調風機中所使用的交流異步電機，噪聲大、溫度波動大、無法快速制冷或制熱，嚴重影響舒適性，也不省電。而變頻空調使用了永磁同步電機，噪聲小、溫度波動小、可快速制冷或制熱，也比定頻空調省電，舒適性也大大改善。但永磁同步電機的控制系統要復雜很多，必須使用FOC方案來提供正弦波驅動。STM32中的高級定時器可以完美實現永磁同步電機的正弦波驅動。所有的STM32系列都具有高級定時器，用戶可以選擇STM32G0系列、STM32G4系列以及STM32H7系列，單個型號最多提供了三個高級定時器，可以驅動三個永磁同步電機。其中，STM32G4還提供了大量的模擬外設，比如可編程運放、比較器、DAC、ADC，等等，極大地減少了電機控制環路系統中的外圍電路。另外，性能越高，就可實現更復雜的控制算法，更高的控制精度，進一步提高舒適性。在電機控制方面，STM32還提供了電機軟件庫STM32 MC SDK，以協助工程師加快電機控制的開發。STM32 MC SDK還包含了兩個上位機軟件，一個是Motor Profiler，它可以用來自動識別電機參數，包括電機的電感、電阻、反充電常數，同時也可以識別轉動慣量和阻尼系數。另一個軟件是MotorControl Workbench，它可以用來對整個電機驅動系統進行配置，結合STM32CubeMX生成代碼，并通過串口通訊作為交互調試工具，可以在線修改參數，讀取轉矩、速度等數據。為加速電機控制開發，STM32提供了整個流程所需的各種開發軟件。“顏值即正義。”這句話也適用于家電領域。當代消費人群注重個性化和時尚的外觀設計，也希望家電能擁有類似手機界面又酷又炫的顯示與交互。目前在市場上，一些高端的家電產品已經用上了彩屏，其中就有STM32的加持。2018年，ST收購TouchGFX軟件的開發商及供應商Draupner Graphics，將TouchGFX GUI方案免費提供給廣大STM32用戶。華麗，流暢，強勁，這是屬于TouchGFX的三個關鍵詞。TouchGFX可實現從簡單到與智能手機媲美的GUI設計，具備針對STM32優化的GUI庫，采用C++語言編程，支持1/2/4/16和24 bpp，具有可生成完整代碼的GUI構建器。目前，TouchGFX已完全集成在CubeMX中。越來越多的用戶將其用在自己的STM32方案上，創造出時尚前衛的咖啡機、電飯煲、洗衣機等家電產品。
智能手機已經成為智能家居、智能家電的核心控制器。越來越多的家電通過嵌入無線連接技術，如Wi-Fi、藍牙等，加入家庭智能網絡，通過手機進行控制。
家電廠商一般選擇接入某一主流云平臺，并在手機上實現一個APP，客戶通過操作APP控制家電。STM32一直跟眾多主流云平臺有深入合作，如AWS、Azure、Watson等國外的主流云平臺，以及阿里云、百度云、機智云等國內云平臺，并提供了相應的云連接套件，支持Wi-Fi、2G/3G、NB-IOT、LoRa和以太網等連接方式。用戶可以根據其自身需求，使用STM32云連接所提供的開發套件，來快速實現云平臺的連接。同時，STM32也提供了基于設備和云平臺的開發教程，可以更好地協助用戶理解云連接的概念及方法。
越來越多的人工智能被應用于各個行業中。位于邊緣側的家電設備也可以實現AI功能，比如通過分析用戶的使用數據推測使用習慣，在不同的條件下直接幫用戶做好相應的設置；通過環境數據判斷用戶的使用場景；通過電機的運轉情況來判斷電機的使用壽命，在出現故障前提前通知用戶進行保養等等。
邊緣側的人工智能需要強大算力支持。從STM32G0系列到STM32H7系列，甚至到STM32MP1系列，STM32提供了不同層次的算力。STM32還提供了一套可以用于解決客戶需求的STM32Cube.AI解決方案。客戶可以使用任何主流AI框架訓練神經網絡，然后將神經網絡的模型通過STM32Cube.AI壓縮轉換成可以在MCU上運行的AI算法，并推薦可以使用此算法的MCU型號，還可以直接到目標板上驗證代碼的運行情況，獲得準確率和推理時間，以判斷是否符合需求。在家用電器的設計中，不能忽略了安全這個最基本的要求。在智能家電時代，“安全”分兩個方面：一是“功能安全（Safety）”，一是“信息安全（Security）”。功能安全是為了避免使用者的受傷等意外情況。MCU是控制的核心，必須要承擔起安全相關的功能。為了保證使用安全，防止由于硬件隨機故障和系統故障所帶來的嚴重風險，越來越多的行業規定產品必須取得相應的功能安全認證才能上市。比如，IEC60730是在歐洲銷售的家用電器的強制性標準，在產品設計上必須要實現其Class B功能安全要求。STM32針對三大安全標準認證，提供了相應的功能安全設計包。用戶通過ST所提供的Class B功能安全設計包，在使用STM32和STM8進行家電產品設計時，可以降低產品開發的成本，并縮短開發的時間。通過手機遠程操作家電時，我們還不得不關注另一種安全——“信息安全”。信息安全是在云端、通信管道、邊緣及終端節點的完整安全策略，終端節點設備不應成為整個系統安全的薄弱環節。STM32Trust的目標就是幫助客戶在設計其產品時能加強信息安全設計，利用STM32 MCU的硬件特性和生態系統來實現信息安全設計。STM32Trust提供了安全啟動、安全固件更新、代碼保護、安全存儲、密碼學算法引擎、安全隔離和安全生產等等的一系列典型的信息安全需求。在需要連接到互聯網或連接手機的家電產品中，應該考慮信息安全的設計，以保護用戶的隱私、安全等等多方面的要求，在家電的網絡中提供保護盾。
具備“中國能效標識”是家電的基本配置。在電器使用上，除了考慮到工作狀態下的能耗控制，家電設計者要充分考慮產品的待機功耗。國際上也有一些家電待機功耗的標準，比如IEC62301。
另外，家電產品中也不乏使用電池供電的產品，比如電動牙刷，其運行功耗及待機功耗都要特別考慮。STM32一直在向超高性能、超低功耗MCU的方向發展。在超低功耗系列上，從STM8L、STM32L1、STM32L0、STM32L4/L4+、STM32L5，到2021年推出的新一代旗艦型產品STM32U5，每一代都在功耗控制上下了極大的工夫，使得STM32的低功耗系列深得眾多用戶喜愛。從上圖可以看到，Flash從8KB到4MB，運行性能DMIPS從30到230，ULPMark-CP從233到535，STM32都有合適和產品進行覆蓋。客戶可以根據自身的需求選取到最合適的MCU型號，進行超低功耗產品的設計。家用電器的發展呈現出更舒適、更便捷、更智能、更安全、更節能的趨勢，這些趨勢與。STM32的發展理念不謀而合。除了豐富的STM32型號可供選擇之外，STM32豐富的生態系統資源，也進一步為客戶開發出具有更新理念的產品提供了強有力的支持。有了STM32，電影中亮瞎眼的智能家電，已經近在咫尺了！活動時間：即日起-7月7日
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溫馨提示：本活動僅限電子及相關行業從業人員參與。
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