随着物联网技术的飞跃发展,智能家居行业逐渐得到应用和发展,智能家居系统的出现改变了人们的家庭生活方式,全球市场规模和需求增势强劲,中国逐渐成为全球智能家居市场增长重心,前景广阔。本文针对当前智能家居系统存在的耦合度高、扩展性差和安全性低等问题,采用云端融合开发模式,设计基于云平台的智能家居系统。分析低功耗、自组网、普及度高、安全性好、多端遥控等需求,将系统总体架构分感知控制层、网络层、平台层和应用层,分别设计Zig Bee终端、嵌入式智能网关、云平台端和应用端四大功能模块,将具有共性的接口和协议抽象出来并进行封装和统一管理,按照嵌入式系统设计的流程依次设计硬件、软件和云平台端:(1)系统硬件设计。根据系统整体架构和功能定义,硬件分成Zig Bee终端模块和STM32网关模块两大部分,自下而上对各个硬件模块进行具体选型与电路图设计。详细介绍主控模块、电源管理模块、下载调试模块、功能模块等各个子模块的型号、电路和接口。(2)系统软件设计。根据系统各个模块的功能要求,逐一对Zig Bee终端CC2530和智能网关STM32的程序进行详细设计。利用Zig Bee低功耗、自组网的特点,把散布的各个终端连接起来,组建家庭内部无线传感局域网,负责终端和网关的双向传输,一方面将数据进行收集上报给网关,另一方面下发控制指令给终端。利用Wi-Fi模块接入到家庭最广泛的以太网协议IEEE 802.11,负责网关和云平台的连接和数据传输。(3)云平台端设计。基于MQTT消息传输协议对IEEE 802.11和TCP/IP进行协议转换,建立物模型,使用阿里云Io T物联网平台进行设备导入,基于Io T Studio物联网应用开发平台,完成服务流、Web和App应用的搭建,实现应用端与设备端数据交互。为用户提供直观友好的人机交互界面,实时显示环境参数和设备的运行情况,远程控制家电设备。经测试,系统总体达到了预期设定的目标,不仅解决了耦合度高、扩展性差和安全性低的问题,增加了系统的可移植性和可扩展性,还改变了传统的开发模式,简化了开发的流程,降低了开发难度,提高了项目的开发效率。最后,对论文的研究成果进行了总结,对下一步的研究方向和内容进行了展望。