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计算机科学的进步,人们生活水平的提高,智能家居产品已经走进千家万户,市场潜力巨大。目前智能家居产品使用的协议标准五花八门,如Sub-1G、Z-Wave、ZigBee等等,不同品牌之间的智能家居产品无法实现互联互通。2015年物联网标准认证五大联盟之一的Thread Group提出了一种以IEEE 802.15.4为基础的简化版Mesh网络标准Thread。该标准为智能家居行业标准化提供了技术基础,适用于智能家居、物联网领域,从此不同品牌的智能家居产品有望能够互联共通。基于Thread标准的开源OpenThread协议具有支持IPv6、结构简单、低功耗、扩展性强等优点,本文选用OpenThread协议为本文开放互联智能家居系统通信协议解决方案。本文首先介绍智能家居国内外发展现状,总结了当前智能家居领域碎片化严重的问题,然后介绍了智能家居领域几种常见的通信标准和通信协议,引出了本文要使用的OpenThread协议。针对OpenThread协议中IPv6地址头太大,不利于数据传输的问题,压缩了IPv6地址,简化了IEEE 802.15.4数据链路层帧格式,节省了传输消耗。针对OpenThread内节点IPv6地址靠随机分配的问题,改进了IPv6寻址,使边缘节点与其路由节点通信更加方便。此外还改进了路由节点的维护机制,使用节点升级和降级,提高网络维护效率。为了能够连接OpenThread网络和外部IP网络,设计了一款OpenThread边界路由器,能够连接两种异构网络的同时,也提供了对外部专员认证设备的支持。为了保证OpenThread网络安全,使用外部专员认证和内部专员认证结合的方式,全面保护网络安全。为了能够在PC机上仿真OpenThread网络的功能,设计了一款OpenThread仿真实验平台,可用于理论研发阶段功能测试。最后设计了一套智能家居系统硬件模型。本文选用OpenThread智能家居解决方案能够应用于智能家居产品中,具有一定的学术和经济价值。