1、隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們迫切的希望構(gòu)建一個安全、舒適、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居系統(tǒng)作為管理家電設備的有力工具，已經(jīng)得到廣泛的應用。這種系統(tǒng)通過成熟的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)，將不同類型的家電設備聯(lián)系在一起，讓人們能夠利用便捷的移動終端設備，隨時隨地掌握家電設備的信息。迄今為止，智能家居領(lǐng)域的先行者已在多方面進行了探索與研究，并取得了顯著的成就。
　　本論文從智能家居系統(tǒng)的服務器到家庭網(wǎng)絡，再到家庭網(wǎng)絡各模塊都進行了重新設計。

2、在服務器的實現(xiàn)過程中，為了提高服務端的并發(fā)量，使用Netty網(wǎng)絡架構(gòu)；家庭網(wǎng)絡由Wi-Fi網(wǎng)絡與ZigBee網(wǎng)絡構(gòu)成，其中Wi-Fi網(wǎng)絡完成高清、高速率數(shù)據(jù)的傳輸，ZigBee網(wǎng)絡則負責低速率設備的數(shù)據(jù)傳輸。Wi-Fi網(wǎng)絡與 ZigBee網(wǎng)絡之間通過樹莓派完成信息交換。
　　在本智能家居系統(tǒng)的設計過程中，智能家居系統(tǒng)分為三部分，一是服務器模塊，二是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，三是移動客戶端模塊。三者之間通信時涉及到 Wi-Fi網(wǎng)絡、ZigBe

3、e網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)絡、移動網(wǎng)絡所構(gòu)成的異構(gòu)網(wǎng)絡。服務器模塊通過Netty架構(gòu)實現(xiàn)，該架構(gòu)使得服務端的通信模塊與業(yè)務處理模塊分開，用戶無需關(guān)心通信模塊的內(nèi)容而只需要完成業(yè)務邏輯的處理。服務器模塊為所有的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和移動客戶端提供服務。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊作為家庭信息的訪問點，是家電設備與服務器模塊的樞紐。
　　在智能家居系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊中，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)程序部署在OpenWRT路由器系統(tǒng)中，智能家電系統(tǒng)的采集模塊由樹莓派完成，因此，高清視頻流

4、的傳輸直接通過樹莓派由Wi-Fi網(wǎng)絡與路由器進行數(shù)據(jù)的交互，而低速率、小批量的數(shù)據(jù)則由ZigBee相關(guān)設備采集，通過ZigBee網(wǎng)絡匯集于樹莓派，然后由樹莓派與無線路由進行數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)的服務器完成了移動客戶端的后臺處理，但移動客戶端的開發(fā)并不在此設計之列。
　　在當前智能家居系統(tǒng)中，家庭娛樂是系統(tǒng)必不可少的模塊，因此，存在同一時刻傳輸多路高清視頻流的可能性，而當前Wi-Fi技術(shù)所采用的IEEE802.11n標準在同一時刻只能為

5、一個客戶端提供服務，故在本智能家居的設計過程中使用IEEE802.11ac標準。低速率的ZigBee網(wǎng)絡存在多種拓撲結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)從丟包率與組網(wǎng)靈活性的角度出發(fā)，選擇網(wǎng)狀網(wǎng)絡作為ZigBee的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。
　　智能家居在業(yè)界尚未形成統(tǒng)一的標準，本論文從該系統(tǒng)在服務器與網(wǎng)絡模塊的設計出發(fā)，嘗試了一次新的探索。本論文完成了智能家居系統(tǒng)服務器模塊、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊的設計與實現(xiàn)。在服務端通過Netty架構(gòu)對服務器的優(yōu)化，實現(xiàn)服務器程序?qū)Χ鄠€終端