基于Proteus IOT Builder的室內環境監控系統設計

丁亞茹 李文趨

摘 要：基于Proteus IOT可視化技術設計了一個室內環境監控系統。該系統以Arduino UNO 328作為核心，ESP8266作為wifi通信模塊，使用外設模型Gokit3，包括：DHT11溫濕度傳感器、直流電機、紅外對管和RGB燈等;傳感器采集到的室內參數數據通過WIFI模塊發送到手機APP（IOT Controller），用戶可以通過手機APP實時查看當前的室內環境質量。通過軟硬件結合，系統能夠精確對室內環境各項參數進行精確的監控同時可以及時的獲取室內參數數據。

關鍵詞：Proteus;環境監控系統;可視化編程;IOT Builder

中圖分類號：TP 391.9 ?文獻標識碼：A

1 概述

Proteus軟件是英國的一款EDA工具軟件，它功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設計愛好者青睞的一款電子線路設計與仿真軟件。在Proteus的8.8版本中有一個新的模塊IOT Builder，利用該模塊可以實現可視化的物聯網應用開發。[1]本文就是利用IOT Builder制作了一款物聯網室內環境監控系統，通過WiFi模塊與手機APP連接，實現無線控制。

2 總體設計

室內環境監控系統總體方案結構如圖1所示，包括：8266WiFi模塊，DHT11傳感器，直流電機，Arduino UNO，紅外對管和RGB燈等，并實現如下功能：

（1）DHT11傳感器采集室內環境的溫濕度;

（2）直流電機進行抽濕和送風操作實現對室內濕度的調節;

（3）紅外對管顯示室內人員情況，若有人則亮燈，無人則滅燈;

（4）RGB燈可實現室內燈光的調節。

3 硬件設計

本系統硬件采用風標公司出品的Playkit物聯網可視化設計套件，采用Arduino UNO 開發板并且配備了ESP8266WiFi模塊作為底板，配合Playkit功能板。Playkit功能板的外設包括：DHT11傳感器，直流電機，紅外對管和RGB燈等，硬件連接圖如圖2所示。

4 軟件設計

IOT Builder采用可視化設計。在IOT Builder的流程圖中，SETUP函數完成初始化的工作，LOOP函數完成不斷監聽手機APP請求并采集DHT11溫濕度數據的功能。讀取溫濕度數據的功能模塊如圖3，創建一個Temperature變量，利用readTemperature函數讀取數值，濕度數據同理（略）。

直流電機的控制在Onwind函數和Ondehum函數中實現，以Onwind函數為例，判斷按鈕狀態，如果按鈕按下則開啟馬達，否則停止馬達，主要流程如圖4，Ondehum函數同理（略）。

紅外傳感器檢測室內是否有人，首先判斷檢測開關打開否，如果打開就讀入2號引腳，讀取紅外檢測結果并顯示。關鍵流程如圖5。

RGB燈的控制如圖6，讀取RGB分量數據取整后賦值給相應變量再寫入RGB燈控制芯片即可。

5 電路仿真與分析

進行仿真時，用戶可以調節仿真頁面右側的調試彈出窗口里面的傳感器和外設模型，前面板的控件能夠與之實時交互，仿真效果如圖7。燒寫程序到開發板用IOT Controler搜索設備就能能實現APP與開發板的交互。

6 結語

本系統基于Proteus IOT Builder模塊對軟硬件綜合進行仿真和程序調試，經過測試，本系統可實現對室內環境的監測和控制，用IOT Builder開發物聯網應用具有開發效率高的特點。

參考文獻：

[1]http：//www.proteusedu.com.

[2]李文趨.Proteus IOT Builder在單片機教學中的應用[J].電子技術與軟件工程，2018，（144）：240-241.

[3]曾宇，宋永端，王弼堃.基于Proteus和Keil軟件的溫室環境監測系統開發[J].農業工程學報，2012，28（14）：177-183.

作者簡介：丁亞茹（1997-），女，河南駐馬店人，本科，物聯網工程專業;李文趨（1979-），男，碩士，講師，畢業于福建師范大學數學與計算機科學系計算機專業，主要研究領域：物聯網、單片機、無線傳感器網絡。