随着物联网(Internet of Things)概念在中国的提出,以及“感知中国”和“智慧城市”等宏伟愿景共同构建了信息化社会的美好蓝图,智能家居作为家庭智能自动化的一种实现方案,已经逐渐成为社会智能信息化发展必不可少的一部分。本文在密切关注国内外智能家居发展的最新动态基础上,同时对市场上现有的智能家居系统进行了充分的调研,从整体上了解了智能家居系统的组成结构。然后根据智能家居系统具体的业务进行需求分析,以及对诸多无线通信技术进行分析比较后,提出一种基于Zigbee和Android的智能家居系统。本文的主要研究内容如下:第一,提出了基于白名单的Zigbee认证入网机制。首先通过对Zigbee网络形成机制的理解,提出了按键方式进行Zigbee入网认证的方案。然后通过对按键入网认证方案的验证和改进,提出了白名单认证入网方案。这种方案是以软件的方式替代了按键的方式,从而实现了认证入网的功能且从原理上消除了按键认证入网方式出现的串网问题,同时也简化了用户操作,提升了用户体验。第二,提出了基于任务的规则冲突检测及冲突避免模型。智能家居系统中随着用户定制规则的多样性和复杂性的增加,各个规则之间更易出现冲突。为了解决系统中各种任务的冲突,本文提出了基于任务的规则机制,主要包括:定时任务规则冲突检测和场景任务规则冲突避免策略。定时任务冲突检测机制将用户新添加的规则根据定时任务冲突算法与定时任务规则库中的所有规则进行冲突检测。场景任务冲突避免时针对不同的场景任务执行时才会发生冲突的特点,采用了一种动态优先权的冲突避免策略。第三,设计实验检测并验证了上述的入网机制和规则模型。对于Zigbee网络模块的测试,本文运用抓包工具查看和分析协调器节点组网过程的报文帧,从而验证白名单入网机制的有效性。对于Android客户端模块的测试,本文首先测试了Android客户端设备状态的更新和下发控制命令的执行。其次,针对定时任务规则冲突检测和场景任务规则冲突避免策略,在Android客户端分别定制了各种类型的定时任务和场景任务,通过对比发现Android客户端系统执行的结果与算法预期得到的结果一致,从而表明了Android客户端实现的基于任务的规则机制的准确性和完善性。本智能家居系统采取混合模型的开发思想,为了验证整个系统的功能,本文采用模块化的测试方案将整个系统分为Zigbee网络模块和Android客户端模块并根据交互的协议对各个模块分别开发和测试。最后,进行整个系统测试,测试结果表明,系统实现了预期设计的功能。