基于Proteus IOT Builder的室内环境监控系统设计

丁亚茹 李文趋

摘 要：基于Proteus IOT可视化技术设计了一个室内环境监控系统。该系统以Arduino UNO 328作为核心，ESP8266作为wifi通信模块，使用外设模型Gokit3，包括：DHT11温湿度传感器、直流电机、红外对管和RGB灯等;传感器采集到的室内参数数据通过WIFI模块发送到手机APP（IOT Controller），用户可以通过手机APP实时查看当前的室内环境质量。通过软硬件结合，系统能够精确对室内环境各项参数进行精确的监控同时可以及时的获取室内参数数据。

关键词：Proteus;环境监控系统;可视化编程;IOT Builder

中图分类号：TP 391.9  文献标识码：A

1 概述

Proteus软件是英国的一款EDA工具软件，它功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款电子线路设计与仿真软件。在Proteus的8.8版本中有一个新的模块IOT Builder，利用该模块可以实现可视化的物联网应用开发。[1]本文就是利用IOT Builder制作了一款物联网室内环境监控系统，通过WiFi模块与手机APP连接，实现无线控制。

2 总体设计

室内环境监控系统总体方案结构如图1所示，包括：8266WiFi模块，DHT11传感器，直流电机，Arduino UNO，红外对管和RGB燈等，并实现如下功能：

（1）DHT11传感器采集室内环境的温湿度;

（2）直流电机进行抽湿和送风操作实现对室内湿度的调节;

（3）红外对管显示室内人员情况，若有人则亮灯，无人则灭灯;

（4）RGB灯可实现室内灯光的调节。

3 硬件设计

本系统硬件采用风标公司出品的Playkit物联网可视化设计套件，采用Arduino UNO 开发板并且配备了ESP8266WiFi模块作为底板，配合Playkit功能板。Playkit功能板的外设包括：DHT11传感器，直流电机，红外对管和RGB灯等，硬件连接图如图2所示。

4 软件设计

IOT Builder采用可视化设计。在IOT Builder的流程图中，SETUP函数完成初始化的工作，LOOP函数完成不断监听手机APP请求并采集DHT11温湿度数据的功能。读取温湿度数据的功能模块如图3，创建一个Temperature变量，利用readTemperature函数读取数值，湿度数据同理（略）。

直流电机的控制在Onwind函数和Ondehum函数中实现，以Onwind函数为例，判断按钮状态，如果按钮按下则开启马达，否则停止马达，主要流程如图4，Ondehum函数同理（略）。

红外传感器检测室内是否有人，首先判断检测开关打开否，如果打开就读入2号引脚，读取红外检测结果并显示。关键流程如图5。

RGB灯的控制如图6，读取RGB分量数据取整后赋值给相应变量再写入RGB灯控制芯片即可。

5 电路仿真与分析

进行仿真时，用户可以调节仿真页面右侧的调试弹出窗口里面的传感器和外设模型，前面板的控件能够与之实时交互，仿真效果如图7。烧写程序到开发板用IOT Controler搜索设备就能能实现APP与开发板的交互。

6 结语

本系统基于Proteus IOT Builder模块对软硬件综合进行仿真和程序调试，经过测试，本系统可实现对室内环境的监测和控制，用IOT Builder开发物联网应用具有开发效率高的特点。

参考文献：

[1]http：//www.proteusedu.com.

[2]李文趋.Proteus IOT Builder在单片机教学中的应用[J].电子技术与软件工程，2018，（144）：240-241.

[3]曾宇，宋永端，王弼堃.基于Proteus和Keil软件的温室环境监测系统开发[J].农业工程学报，2012，28（14）：177-183.

作者简介：丁亚茹（1997-），女，河南驻马店人，本科，物联网工程专业;李文趋（1979-），男，硕士，讲师，毕业于福建师范大学数学与计算机科学系计算机专业，主要研究领域：物联网、单片机、无线传感器网络。