2019年全球物联网总连接数已达到120亿,预计2025年将达到246亿。由于新的硬件设备和操作系统层出不穷,物联网设备的异构性越来越强。在实际开发过程中,开发者必须安装和配置硬件、测试应用,不仅提升了开发难度和开发门槛,还影响了开发效率。随着图形技术和芯片技术的发展,3D动画的渲染效果大幅提升。利用三维引擎对物联网应用开发场景进行建模,结合仿真引擎,在虚拟场景内进行开发和调试,可以有效降低开发难度。本文基于Unity3D引擎和TinySim仿真引擎,以智慧家居和智能工厂两个场景为例,设计与构建了物联网实验仿真系统。首先,对TinySim进行了扩展,添加了新的设备API,以支持更多种类的设备以及设备行为。为了给物联网传感器提供真实的环境数据,根据本地实际的天气数据,在TinySim内实现了天气引擎。本文设计了一种同步机制,目标是连接独立运行的TinySim和虚拟场景,实现两者之间的状态同步。同步机制使运行速度更快的TinySim,始终以不慢于虚拟场景的速度进行仿真。这样使得TinySim在接收和插入外部事件时,能及时进行回退处理,尽可能降低延迟的产生,实现虚拟场景运行和仿真结果的正确性。其次,利用Unity3D引擎搭建了智慧家居和智能工厂两个虚拟场景。分别为两个场景内的设备进行建模和制作设备行为动画效果,渲染了场景环境。设计了UI界面和交互方式,支持用户改变设备和天气状态、调整运行速度等,便于对已开发的应用进行调试。最后,将搭建的场景发布成WebGL应用嵌入在浏览器内运行,结合WebIDE实现了物联网应用开发的完全线上化。本文实现了两个场景在LinkLab远程物联网开发测试平台的部署。经过实验表明,TinySim仿真的设备行为、天气数据等仿真结果能在虚拟场景中正确表现,虚拟场景也能在浏览器中几乎以最低30帧每秒的速率流畅运行。本系统提供了线上化的物联网应用开发和测试的环境,降低了应用的开发难度。