科学技术的不断进步和生活水平的不断提高,让人们对居住环境的要求不断升级。人们希望居住的环境不再仅仅能提供物理上的休息空间,还能够具备舒适和便捷的特性,因此智能家居系统在近年来得到了越来越多的发展。智能家居是一个兼备建筑、网络、通信、自动化,集管理和服务为一体的高效舒适、安全环保的居住环境,能够根据不同用户的需求提供个性化的生活空间。由于无线传感器网络具有扩展能力强、通信能力强、自组织能力强等优点,基于无线传感器网络的智能家居系统成为了现在智能家居领域的主要发展方向,因此本文开展了基于无线传感器网络的智能家居系统的设计与实现。论文分析了智能家居的基本结构和主要功能,研究了无线传感器网络的基本原理和主要特点,设计实现了基于ZigBee协议的无线传感器网络智能家居系统,并通过研究对无线传感器网络路由协议的改善优化了智能家居系统的网络性能。在此基础上,完成了智能家居系统的软硬件设计,实现了智能家居系统的开发,论文的主要工作包括以下几个方面:1.针对智能家居系统的需求和无线传感器网络的应用范围广,适应能力强的特点,深入研究了实现低工作能耗、长生命周期的智能家居网络需要重点解决的问题,基于ZigBee协议构建了无线传感器网络智能家居系统。2.分析了不同的无线传感器网络路由协议的功能、特点和使用范围,将基于地理信息位置的能效路由协议引入到本文设计的智能家居系统中,采用信息反馈机制和节点交替使用的方法改进了路由空洞问题的解决方法,仿真结果表明本方法可提高能效路由协议的节能性,在相同的仿真条件下,采用改进算法后,节点的平均能耗要比采用未改进算法降低约10%,第一个节点的死亡时间较未改进算法延长了约42%。3.完成了智能家居系统的软硬件设计。设计了主控制器的电源、时钟、串口等部分电路,以及传感器节点的电源、时钟电路、开关控制器等部分电路,并针对无线传感器网络智能家居系统的应用要求,完成了应用软件的编写。4.完成了系统测试。分别开展了系统的组网测试、无线通信功能测试和系统整体功能测试,验证了系统的组网能力,极限通信能力和系统对不同传感器节点的控制能力以及系统的数据采集和处理能力。各项测试结果表明论文实现的智能家居系统满足设计要求。