随着人们生活水平的日益提高，家居设备逐步普及，智能家居是利用控制技术和通信技术实现对家居设备的管理，提升家居的安全性、便利性，而智能家居控制系统则是智能家居管理的核心，是智能家居控制功能实现的基础。目前智能家居控制系统存在不能同时适应局域网和互联网、用户数据隐私安全差、数据传输延时大等问题，因此，本文以实现无需信息多次传递且减少网络流量和响应时间为目的，设计一款基于边缘计算技术的智能家居控制系统。
本研究通过分析传统智能家居控制系统在系统架构方面的局限性，以及边缘计算结构的优点，确定该智能家居控制系统采用边缘分层的结构进行设计，该控制系统通过控制应用层的LCD显示屏、云平台或者手机APP的方式实现对终端层传感器和家居设备的监测和控制。
本控制系统通过终端层的传感器模块实时采集家居环境的信息，并通过边缘处理层的智能网关进行信息的分析、预测，对家居设备进行控制并将信息推送到云平台，用户通过云平台实现对智能家居系统的远程监测和控制。终端层包括传感器和家居设备，采用ZigBee内部组网的方式进行通信；边缘处理层为智能网关，由STM32主控芯片，结合以太网模块和WIFI模块等构成；控制应用层包括云平台、LCD模块和智能终端（手机、电脑等），采用互联网、WIFI连接的方式与智能网关通信，并进行相应的硬件电路设计。
在硬件设计基础上，利用边缘分层结构进行智能家居控制系统软件设计。终端层传感器和家居设备通过ZigBee进行组网，并通过自定义通信协议保证信息交互的安全性和便捷性；边缘处理层智能网关通过WIFI与以太网软件，实现与控制应用层的交互，利用uC/OS-III操作系统和边缘计算的优先级调度算法保证控制系统的实时性与低延时性，并进行家居设备的自动控制设计；控制应用层实现与云平台的交互、进行LCD模块驱动程序的设计和手机APP的设计。
为验证系统功能，搭建了集成终端层、边缘处理层及应用控制层的智能家居控制系统实验平台。以温湿度、烟雾、光线等传感器模拟家居终端层，以STM32开发板为核心的智能网关为边缘处理层，购进Android智能手机、LCD屏幕和云平台的应用控制层，进行基于边缘计算的智能家居控制系统的测试实验，验证了本文设计的基于边缘计算技术的智能家居控制系统的有效性。
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