21世纪被普遍认为是信息的时代,新的科学技术正在不知不觉中渗入到现代住宅。家居环境中出现了越来越多的网络化电器,如智能灯泡、智能冰箱以及智能空调等,这些设备都可以实现联网。与此同时,随着我国经济的持续增长,人们越来越追求高品质的生活。因此,充分利用定制的软硬件将住宅中的家用电器构成智能家居环境的需求显得尤为迫切。从技术的角度而言,智能家居是电子、信息和通信技术的自然延伸。近年来,智能家居广泛的应用前景已经引起工业界和学术界的普遍关注,并投入了大量的时间和精力实现家庭自动化,智能家居俨然逐渐成为当代科技发展的潮流。尽管智能家居技术不断涌现,但这些技术普遍存在成本高、可管理性差以及缺乏安全性等特点,阻碍了它们的广泛应用。因此,本文为智能家居系统设计并实现了一种中间件架构解决方案来克服这些不足。首先,本文设计了智能家居整体拓扑结构方案并详细介绍其相关技术。然后,基于嵌入式系统设计并实现了安全多功能智能家庭网关,它作为中间件解决方案用于处理家居环境中网络的异构性,从而能够为各种网络化设备之间的信息交互提供通用平台。与此同时,该智能家庭网关的部署能够减少初期投资并且它采用认证和授权机制来确保整个系统中应用程序的安全性和可靠性。再次,本文设计了智能家居系统整体架构,同时为智能设备与家庭网关之间通信建立数据聚合系统模型,并采用基于OSGi框架的面向组件编程模型开发了智能家居系统中的bundles,实现了智能LED灯光控制系统。最后,本文设计并实现了基于浏览器/服务器模式的应用程序来测试和验证所设计智能家居系统的有效性。实际试验结果表明设计的智能家居系统具有良好的可行性、高可靠性、灵活的管理性以及易集成性等优点,并且还具有低成本、低功耗和稳定性强等特点。与此同时,智能家居系统可以对住宅中的智能电器实现远程或者本地的自动监控和智能控制。此外,住宅网关还能提供足够的服务质量并且保证足够等级的网络安全。总而言之,本文研究的课题能够达到预期目标。