高集成、低功耗智能家居MCU国产替代方案

【导读】随着人工智能(AI)、物联网(IoT)、大数据等技术应用的成熟，智能家居渗透率不断提高，市场容量持续增长。人们对居住环境的舒适性、安全性、便捷性的要求逐渐提高，进一步增加了对智能家居的需求。MCU作为智能家居核心的元器件，是实现智能化、安全性、便捷性的重要基础。通过MCU的运算和控制功能，智能家居系统可以实现设备控制、数据采集和安全防护等功能。

据IDC预计，未来五年中国智能家居设备市场出货量将以21.4%的复合增长率持续增长，到2025年，智能家居设备市场出货量将接近5.4亿台，届时，该市场规模将达8000亿元，并在不久的将来突破万亿。市场需求攀升，家居智能化对MCU性能要求更高。未来，高性能、高可靠性、低成本和低功耗等特性成为智能家居MCU产品在市场竞争中的主要因素。

纵观整个家电MCU市场，虽然目前大部分MCU市场份额仍然被瑞萨、英飞凌、TI等国外MCU厂商所把持，但国内MCU厂商的份额呈逐年上升的趋势。其中不乏有许多优秀的MCU厂商，包括中微半导体、乐鑫科技和瑞芯微等，其产品应用范围不断扩大。

中微半导体的CMS32M65系列芯片专为简化系统和降低系统成本而设计，集高性能与高集成于一身，适合对尺寸和成本敏感的智能家居、绿色骑行、白色家电、电动工具及工业电机控制等紧凑级轻量型电机应用，是目前直流无刷电机领域最具性价比的产品之一。

乐鑫科技的S0C Wi-Fi方案采用ESP32-C3FN4芯片设计,集成了32位RISC-V单核处理器,主频高达160MHZ,具有行业领先的低功耗性能和射频性能。

瑞芯微智慧视觉芯片RV1126，内置2T算力的人工智能专用处理器（NPU），支持0.4秒快速启动，可实现系列AI功能。

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1、中微半导体

竞争优势： MCU集成了触摸控制、屏幕显示、ADC转换等功能模块的数模混合芯片，具有高可靠性、高集成度且满足家电产品的要求。产品在强电磁杂讯、浪涌雷击、高温、等恶劣环境下能够长期可靠运行，寿命可长达20年。

方案推荐：基于中微半导体CMS32M65系列的冰箱压缩机方案

压缩机作为家用冰箱整个组成中机械部件最复杂、技术含量最高部分，决定了冰箱的制冷效率、能耗、噪音等功能参数。中微半导体推出主控采用CMS32M65系列的冰箱压缩机方案。该方案以超高性价比满足冰箱压缩机系统应用要求。

应用框图

性能特点

  ● 单电阻FOC控制 

  ● 弱磁或过调制可选 

  ● 零速闭环 

  ● 弱磁升速功能，进出弱磁平滑 

  ● 过压/欠压，过流，缺相和堵转保护

2、乐鑫科技

竞争优势：产品性价比高，公司产品在物联网WiFi、MCU通信芯片领域据领先地位，在智能家居领域成绩突出。

方案推荐：乐鑫ESP32-C3系列Wi-Fi蓝牙二合一模块

RF-WM-ESP32B1模块是RFstar 全新推出的一款嵌入式Wi-Fi+BLE二合一模块，该模块采用乐鑫科技（ESPRESSIF）的S0C Wi-Fi方案ESP32-C3FN4芯片设计,集成了32位RISC-V单核处理器,主频高达160MHZ,并包含多种外设:UARTPWM、SPI12S12C、ADC等。模块支持80211b/g/n(2.4GH)的Wi-Fi无线标准和蓝牙5.0协议,具有大容量存储空间(FLASH:4MB)、运行空间(SRAM:400KB)。

ESP32-C3 系列MCU优势

（1）RISC-V 32 位单核处理器，四级流水线架构，主频高达 160 MHz

（2）行业领先的低功耗性能和射频性能

（3）内置 400 KB SRAM、384 KB ROM 存储空间，并支持多个外部 SPI、Dual SPI、Quad SPI、QPI flash

（4）完善的安全机制：基于 RSA-3072 算法的安全启动、基于 AES-128-XTS 算法的 flash 加密、创新的数字签名和 HMAC 模块、支持加密算法的硬件加速器

（5）丰富的通信接口及 GPIO 管脚，可支持多种场景及复杂的应用

ESP32-C3 系列芯片参考设计原理图

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3、瑞芯微

竞争优势：凭借大算力，高智能，全面革新了传统防盗门的功能，并打开智能家居新的品类市场，为实现更多智能应用场景提供可能。

方案推荐：瑞芯微RV1126 Linux智能视觉主板

搭载瑞芯微智慧视觉芯片RV1126的智能门锁，支持0.4秒快速启动，内置2T算力的人工智能专用处理器（NPU），可实现系列AI功能包括人脸/活体识别、数据分析、语音互动、门前监控、信息安全等，支持172°微光全彩猫眼监控，2K超清分辨率，夜间白天均清晰可见，家门口动态细节尽数掌控。

除高性能的RV1126/RV1109芯片外，瑞芯微针对智能门锁领域推出了新一代方案RV1106及RV1103，搭配结构光门锁模组RMSL311及312，可满足终端伙伴的多样产品设计需求。

快包项目推荐

项目名称：智能家居中控屏

项目详情：

1、可以连接到音乐播放器，实现智能音乐播放功能；

2、可以通过触摸屏幕、语音控制、移动设备等多种方式，实现对家居设备的控制；

3、智能中控屏连接到互联网，可以展示天气、新闻等；

4、内置语音识别功能，用户可以通过说出指令，让智能家居设备完成相应的控制，例如打开灯、关闭窗帘等；

5、方案细节、预算详谈。

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