近些年,物联网成为当今学者关注和研究的热点。物联网技术的不断发展为智能家居系统带来了新的概念以及发展,智能家居系统用为物联网的一种重要应用,目前主要集中在高端群体,专业人士认为,性价比是导致智能家居市场狭窄的主要原因。因此,开发中低端、性价比又高的小型智能家居系统具有重要的现实意义。首先,本文分析了平面路由协议和层次路由协议的优劣,选择具有良好可扩展性的层次路由协议作为本系统的路由协议。然后针对层次路由协议中LEACH算法的簇头节点集中在网络的某一区域的问题做出了改进,提出将节点剩余能量作为是否成为下一轮簇头节点的主要指标。改进后的算法通过Matlab进行仿真验证,表明可均衡网络负载,延长网络寿命。其次,本文基于改进的LEACH算法对本系统进行设计。本系统采用Cortex-M3为内核的STM32微处理器为嵌入式控制器的核心CPU,并采用GSM模块和无线收发模块nRF24L01作为通信模块,实现各模块间的相互通信和信息传输。然后,对防盗模块、家电控制模块及防灾模块进行了设计,对家居环境进行实时监控。在硬件设计中,采用模块化的思想分析器件的工作原理及模块功能,设计了模块的电路图。在软件设计中,根据硬件电路原理和模块的功能分析,设计模块的算法流程图。最后,通过对STM32固件库的研究和通信协议编程的研究,结合设计的硬件模块和改进的路由算法,实现了系统设计的功能。