第七届（2024）全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛报名活动正在如火如荼地进行中，众多高校学生非常关注的ST赛道已公布7个选题方向：嵌入式人工智能、数字电源、汽车-车规MCU（含额外奖励）、工业4.0、智能可穿戴设备、MPU应用方向、IOT。
其中MPU应用方向明确规定该选题只能使用MPU开发，即选用STM32MP1系列或者 STM32MP2系列开发板。为了更好助力赛前的准备和学习，推荐一款华清远见研发的可用于该赛道的STM32MP157开发板FS-MP1A，针对这个板子我们会陆续推出一些方案，包括智慧医疗、智能安防、智慧家庭案例供学生参考，帮助学生有效提升赛前学习效率及竞赛作品质量。
前两篇和大家分析了智慧医疗和智能安防项目，这篇我们一起来了解智慧家庭这一参考案例。
一、行业概述
智慧家庭又可称为智慧家庭服务平台，是综合运用物联网、云计算、移动互联网和大数据技术，结合自动控制技术，将家庭设备智能控制、家庭环境感知、家人健康感知、家居安全感知以及信息交流、消费服务等家居生活有效地结合起来，创造出健康、安全、舒适、低碳、便捷的个性化家居生活。
随着信息化技术的逐步发展、网络技术的日益完善、可应用网络载体的日益丰富和大带宽室内网络入户战略的逐步推广，智慧化信息服务进家入户成为可能。居民通过电视机遥控器、手机等终端即可实现互动，方便快捷地享受到智能、舒适、高效与安全的家居生活。
从产业融合角度看，近年来无论是IT行业、传统家电行业、通信运营商、楼宇智能、安防报警产品、传统照明灯具制造商、音视频厂商等都不断融合，推动着智慧家庭的发展。同时智能家居行业作为全新技术产业，是国家产业扶持的对象。国家十二五规划中已经明确将无线智能家居产业与新能源、文化创意产业等并列为战略性新兴产业。智慧家庭服务平台系统属于智能家居的范畴，在未来将拥有广阔的市场前景。
二、智能室内主机/网关型智能面板功能
随着科技的发展和人们生活水平的提高，智能家居已经成为现代家居生活的重要组成部分。智能家居又称智能住宅，通俗地讲，它是以住宅为平台，融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。
智能室内主机和智能面板作为智能家居的核心产品，具有很多的优势。
智能室内主机主要实现以下功能：
- 集中控制：智能家居主机可以实现对家中各种智能设备的集中控制，包括照明、空调、窗帘、安防等，用户可以通过手机、平板等设备随时随地远程控制家中的设备，提高生活便利性。
- 语音控制：智能室内主机支持语音控制，用户可以通过语音指令实现对家中设备的控制，无需手动操作，更加便捷。
- 自动化控制：智能室内主机可以根据用户的生活习惯和环境因素自动调节家中的设备，例如自动调节室内温度、自动开关照明等，提高家居舒适度。
- 安全可靠：智能室内主机具有安防功能，可以实时监测家中的安全状况，及时发现异常情况并报警，保障家庭安全。
智能面板体积小巧，安装方便，具备智能化的特点，主要有以下功能：
- 便捷操作：智能开关面板采用触摸或按键操作，用户可以通过简单的操作实现对家中设备的控制，无需复杂的设置和操作。
- 多种控制方式：智能开关面板支持多种控制方式，包括手机APP、语音控制、定时开关等，用户可以根据自己的需求选择合适的控制方式。
三、智慧家庭设计方案
上述方案主要是基于FS-MP1A开发板，该开发板是基于意法半导体公司的STM32MP157AAA3高性能MPU 设计，ARM 双核异构架构，包含2个主频 650MHz的Cortex-A7核，1个主频209MHz的Cortex-M4 核，既充分满足多种应用的灵活性需求，又实现了最佳性能和低功耗特性，还支持3D 图形处理单元 (3DGPU)。
FS-MP1A开发板将STM32MP157AAA3 芯片资源最大化利用，开发板尺寸为105mm*75mm*19.5mm，主要硬件接口包括 eMMC、DDR3、千兆以太网、USBHOST 接口、miniUSBOTG 接口、MicroSD 卡槽接口、HDMI、Wi-Fi/ 蓝牙模组、耳机接口、RGB 接口、MIPI-DSI 接口、DVP 摄像头接口、LED 指示、SWD/JTAG 调试端口、UART 调试端口、扩展接口等。FS-MP1A 开发板支持 5 寸 MIPI 电容屏、7 寸 RGB 电容屏、300 万摄像头、500 万摄像头、SWD 仿真器 ( 调试 Cortex-A7/Cortex-M4 内核 )、外设扩展板等多种配件，帮助用户快速实现平台开发与项目验证。
FS-MP1A开发板适合用于智慧家庭方案的评估与验证，开发板搭配仿真器（独家配件可仿真A7和M4）、显示屏、摄像头、资源扩展板等丰富的扩展模块，支持智能面板设备的功能实现。可参考华清远见开发板提供的“智慧家庭”项目学习资料（配套项目文档、项目源码及项目教学视频），根据实际需要扩展设计，可用于嵌入式项目提升、学生毕设、个人开发学习实战、竞赛等。
四、智慧家庭练手项目
我们基于FS-MP1A开发板，提供了15个综合项目案例，下面简单介绍下智慧家庭项目案例。
项目功能介绍
该项目分为WiFi连接模块、智能门禁模块、数据采集模块、智能检测模块、设备控制模块、天气预报模块、与百度云交互模块。涉及传感器数据采集（包括温湿度传感器、环境光照传感器、光电开关、火焰传感器等），设备联动，数据库存储，设备连接云端，微信小程序通过云端远程控制设备等多种知识。
项目涉及技术点
1.通过设备文件读取传感器的数据，来实现相应的功能
2.使用wpa_supplicant工具，来配置WiFi连接
3.通过设置的阈值来进行数据比较发生联动
4.申请天气预报API，将数据上发云端，再将云端得到的JSON数据进行解析
5.通过数据库保存注册的用户名和密码
6.编写微信小程序，通过MQTT将命令进行下发，实现相应的功能
项目界面展示
项目硬件平台
FS-MP1A嵌入式开发板 （五寸屏/七寸屏豪华套餐）
上述项目案例提供了一个学习的基础平台和项目练手，呈现给参赛者一个完整的项目逻辑，助力同学们思维发散。用户可以基于上述智慧家庭案例练手项目，自己再外接传感器，拓展资源更全面的智能家居项目。
参赛者如果想拓展类似更多的项目去参加比赛或做毕业项目，可以购买开发板练手，通过实践去将案例里的项目逻辑打通，融会贯通才能达到举一反三的效果。
五、开发板资料介绍
华清远见FS-MP1A 教学开发板，开发板配套了丰富的学习资料，包括8大方向教程、500+视频，并提供了15个Linux+Qt 综合应用项目，案例中使用了嵌入式、物联网、人工智能多技术，包括Linux应用开发、Qt开发、Linux驱动开发、多核通信、MQTT协议、物联网云端接入、AI人脸识别、AI语音识别、json字符串等知识点，还配套丰富资料（包括开发教程、视频课程、程序源码、 综合项目等）。
