最近几年,伴随着信息技术日新月异的发展和生活水平的提高,促使人们追求更高的生活质量,向往更加智能化和个性化的家居生活方式。现在市场上已经有许多的智能家居产品,这些产品让人们体验到了舒适快捷的同时也存在一些问题,如部分家庭网关存在成本高、信号易受干扰、无法穿越障碍物、不兼容异构网络、安全性差等问题。无线通信方式以其布置成本低、施工和维护简单逐渐取代了传统智能家居以有线的布线方式,现有的网关产品以ZigBee、WiFi和GPRS等无线通信方式为主。如何实现使用上述不同网络协议的模块间互联互通是现在迫切需要解决的问题。电力载波通信技术是传统的智能家居有线解决方案之一,它的最大特点是不需要重新架设网络,只要有电力线就能够进行数据传送。具有实时性好、抗干扰能力强、可靠性高等优点,能够解决无线信号易受干扰等问题。为了解决上述问题,首先本文根据智能家居现今发展状况,分析了现阶段智能家居网关的应用场景和实际功能需求,然后研究对比了现阶段各种局域网主流无线通信技术和有线通信技术优缺点,设计了一种能够在网关内部使用的兼容异构网络通信的协议标准,其中异构网络包括电力线网络、WiFi网络、ZigBee网络、Ethernet网络和GPRS网络。设计了采用内核为Cortex-M4的STM32F407ZGT6作为硬件平台,应用μCOS-II操作系统以及LwIP协议栈作为软件平台,支持电力载波网络、WiFi网络、ZigBee网络、Ethernet网络和GPRS网络的智能家居网关。针对登录安全问题,本文设计了一种基于短信的动态口令身份认证技术,解决了口令在网络中传输可能存在的被窃听、篡改等问题。为了将家庭内部消息实时推送到手机,本网关使用了最新的物联网云平台技术。同时本网关应用集中管理,分散控制的模块化的设计,解决了结构复杂、可扩展性差等问题。网关通过WiFi路由器连接到Internet,用户使用IE浏览器登陆智能家居网关Web服务器从而进行远程控制,也可以通过使用手机App实现对家居实时监测管理。同时针对家居环境的突发情况,本网关具有实时报警的功能:当网关侦测到家居环境异常时会发送报警短信到手机端,远程用户收到短信后登陆App端进行操控,用以防患家居内灾害的发生。实验表明,本文所设计的智能家居网关解决了家庭内部异构网络兼容问题和通信安全问题,具备远程控制、实时监测和灾害报警等功能。经过测试和分析也证明本网关具有实时性好、性能稳定、安全性高等优点,为智能家居网关研发,提供了一种可实际应用的产品方案。