随着物联网相关技术的日益发展,物联网产业应用受到了越来越多的关注。其中,和每个人密切相关的智能家居概念正在逐渐渗入我们的日常生活。对于这种情况,研究家用的单线制智能开关对于实现智能家居具有重要意义,另外,目前市场上的智能开关大多数采用两线制连接,而现阶段装修好的家庭在一般的灯光开关处不会布置零线,因此单线制智能开关在便捷安装方面格外有意义。本文主要完成了单火线智能开关的研究与设计。首先,本文通过阐述本课题的研究背景及其意义,介绍了国内外智能开关的研究和发展现状,概述了智能开关的关键技术。通过对各种技术方案的比较分析,提出了本课题智能开关的总体构架和设计思路。接着介绍了智能开关要实现的功能和技术要求,并在此要求下对指标进行总结,给出了设计任务要达到的指标。接着,介绍了几种单火线电路方案,包括漏电流方案、充电电池方案和电磁感应方案,对电路进行详细的仿真,并详细阐述了各种电路的工作原理,最后对仿真结果进行分析。在仿真的基础上,对取电电路进行设计,重点是电源模块的设计,在分析了实际需求后,完成元器件的选型并进行PCB板的制作,最后对主要的电源模块和电子开关模块进行调试。然后,完成智能开关的软件设计,包括ZigBee的实现,Z-Stack协议栈,OSAL的使用,组网机制,消息机制以及数据收发,并在终端引入睡眠模式,以降低终端功耗。最后介绍了在开发工程中使用的调试方法及功能测试情况并展示了联调结果,完成了控制各种灯具的要求。最后,对本文的工作进行了总结,针对智能开关的一些问题,对后续工作作出了展望。