随着物联网、计算机互联网通信技术的迅猛发展,智能家居系统也得到了快速的发展,各种解决方案层出不穷,然而传统的有线方案由于综合布线的局限性、安装不便、扩展性不强使得其大范围普及受限。针对这些问题,本文基于无线传感器网络和嵌入式系统,设计并实现了一套基于Android网关的智能家居系统,并将手势识别技术融入到智能家居系统的解决方案中,研究空中手势识别技术在智能家居系统中的应用。论文首先介绍了课题研究背景以及国内外研究现状,然后对系统所采用的近距离无线通信技术、Android系统框架、消息推送机制以及基于智能设备的手势识别等关键技术进行了论述。其次,本文阐述了智能家居系统的需求与总体架构,详细介绍了智能嵌入式网关中主控模块与协调器模块硬件设计、主控模块系统软件、应用软件和协调器模块的软件开发。然后对基于ZigBee的无线智能插座进行软硬件设计,尤其是2.4GHz小体积PCB天线的设计,并在两种场景下测试插座的通信距离,测试表明在空旷的环境下通信距离至少为50m,穿透墙壁时至少30m,证明其通信能力能够满足家居环境的要求。最后,提出了一种基于智能手机内嵌惯性测量单元的智能家居控制终端的设计方案,首先对加速度传感器和陀螺仪的原始输出信息进行预处理,根据自适应阈值判断手势运动的起点和终点,然后对欧拉角进行误差补偿,解算出姿态转换矩阵.将加速度从手机坐标系转换到导航坐标系中。最后,针对传统的轨迹重建中直接对速度进行修正消除累计误差的方法的不足,提出了先对加速度进行修正、再对速度进行修正的方法,将修正后的速度积分得到手势的三维空间轨迹。经仿真和测试表明,该算法能够较好的提高手机空间轨迹还原的精度,手势识别率高达94%,优于现有方法。本文设计与实现了系统中的嵌入式网关和智能插座,并提出了一种改进的误差补偿算法提高空中手势识别率,进而更准确的控制家居设备,该系统为手势识别技术在智能家居中的应用提供了参考价值。