21世纪以来,随着物联网和自动控制技术的进步,我国的智慧家居行业得到了长足发展。人们对智慧家居的要求和需求量也在不断提高,智慧家居市场发展与挑战并存,目前市面上的智慧家居大多存在着功能单一、智慧化程度不足、终端设备之间无法互联互通等问题。针对上述问题,本文以规则引擎技术为核心设计并实现一种可以对家庭环境综合管理和对终端设备自动控制的智慧家居网关,形成一种将家庭安防、终端设备控制、环境管理等多种功能融为一体的新型智慧家居模式。本文根据网关的功能需求和性能指标,提出总体设计方案,对规则引擎进行研究,并对网关的软硬件进行详细设计。本文主要工作如下:1.规则引擎研究方面,结合实际应用对规则引擎核心算法——Rete算法做出改进,通过采用节点复用、规则排序、并行化匹配等改进方法提高Rete算法的匹配效率,然后对改进后算法进行性能分析,最后分析规则引擎工作原理并对其在智慧家居中应用的可行性进行验证。2.硬件设计方面,选用基于ARM Cortex-A8内核的处理器AM3354作为主控芯片,按照功能模块完成核心电路、电源电路、接口电路的设计以及对网关内部干扰信号的抑制。3.软件设计方面,在完成开发平台搭建和驱动移植的基础上,重点设计基于改进Rete算法的规则引擎工作流程和各功能模块,同时制定以太网、ZigBee、串口通信三种应用层数据帧格式,实现多通信数据转发功能,设计ZigBee网络数据可靠性传输流程。最后,本文对网关进行详细测试。设计测试方案和测试内容,搭建实验室测试平台,对网关整体功能进行测试与分析,并依据性能指标进行性能测试。测试结果表明:网关能够稳定可靠地运行,满足预期的功能需求和性能指标。