河南科技大学本科毕业设计（论文） DS18B20和CHR-01湿敏电阻两种传感器组合，对于该组合来说，其中的DS18B20作为一线连接数字温度传感器拥有十分突出的优点。工作电压为3～5.5V/DC，其温度测量范围十分广阔为：-55～+125℃，温度转换延时仅为750ms，测量结果以9～12位数字量方式串行传送，精确度最高可调至0.0625℃。并且可以将分辨率设定参数和温度阈值存储到EEPROM中，即使掉电也不会丢失。对于湿度采集，该组合中的CHR-01湿敏电阻，最高工作温度120℃，工作电压AC1V(50～2KHz)，特征阻抗与范围为30(21～45)KΩ，测量范围：20%～90%RH，精度±5%RH，响应时间≤12s，湿度漂移(/年) ±2%RH，具有检测精度高、性能稳定可靠、响应速度快、防水等特点。
另一种方案是直接采用DHT11数字温湿度传感器。该传感器自身已经校准，并且将温度与湿度传感器复合为一体，工作电压为3.3～5.5V/DC，温度量程为：0～55℃，湿度量程为：20%～90%RH，精度分别为：±2℃和±5%RH。分辨率：湿度1%RH、温度1℃，湿度漂移：＜±1%/RH/年。转换延时小于5s，一般通电后仅需等待1s左右，并且它采用单总线输出使用方便，可直接与高性能单片机相连。
虽然方案一具有测量精度高和测量范围广的优势，但考虑到组合的形式，会增加系统复杂度进而降低了系统的稳定性，并且方案一的湿度传感器还需要单独添加一个AD转换模块，从而进一步增加了系统的复杂度和成本。所以处于简单稳定、成本低廉同时又满足需求的考虑，本系统温湿度传感器选择DHT11。
2. 光照传感器
基于经济实用、简单稳定的考虑，本智能农业监测系统的光照传感器为TSL2561。它具有高速度、低功耗、宽量程、可编程灵活配置等优点，并且它集光照强度采集与积分式A/D转换器于一体，可将光敏电流直接转化为一个数字输出，采用I2C总线协议与MCU进行数据传输，使用简单方便。
3. 二氧化碳传感器
目前检测CO?浓度的传感器主要有固体电解式（如TGS4160）、钛酸钡复合氧化物电容式、电导变化型厚膜式等。而这类传感器存在对气体选择性
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河南科技大学本科毕业设计（论文） 差、易出现检测错误、稳定性差需要频繁校准、使用寿命较短等缺点。而红外吸收型CO?传感器具有宽范围、灵敏度高、响应速度快、选择性能好、稳定性强等特点，所以本智能农业监测系统采用红外吸收型CO?传感器MH-410D5。
4. 烟雾传感器
为了给本智能农业监测系统增加火灾预警功能，本系统选择MQ-2气体传感器作为烟雾检测模块，它独特的气敏特性使它处在可燃性气体环境中时，电导率可以随着空气中可燃性气体浓度的增加而增大。所以使用简单的电路即可使它的电导率的变化转化为与空气中可燃性气体浓度相对应的输出信号。MQ-2可检测多种可燃性气体，是一款应用广泛的低成本气体传感器。
§3.2.2 传感器简介
1. DHT11
DHT11为一款免校准数字温湿度复合传感器，其基本参数如表3-1。
表3-1 DHT11技术参数
供电电压 输出类型 温度测量范围 湿度测量范围 温度测量精度 湿度测量精度 分辨率 湿度漂移 3.3～5V DC 单总线串行输出 0～50℃ 20～90%RH ±2℃ ±5%RH 湿度1%RH，温度1℃ ＜±1%RH/年
实物如图3-4所示：
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图3-4 DHT11模块
DHT11内部不含有电阻式感湿元件和NTC测温元件。可以直接与MCU相连，并且直接输出数字量免除了AD转换的烦恼。其传输距离在20M以上，并且它体积小、功耗低、性能稳定可靠、封装简单、连接使用方便、成本低廉等特点，使其在应用上广受欢迎。
2. TSL2561
TSL2561是TAOS公司推出的一款高速度、低功耗、宽量程、可编程灵活配置的光照强度数字传感器。其基本参数如表3-2所示：
表3-2 TSL2561技术参数
供电电压 输出类型 测量范围 工作温度 2.7～3.5V DC I2C 1～70000Lx -30～70℃
实物如图3-5和图3-6所示：
图3-5 TSL2561
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图3-6 TSL2561模块
由于它突出的优点，该传感器被广泛应用于多变光照条件下的光强检测，如街道灯光照明控制、安全照明等众多场合。
3. MH-410D5
MH-410D5是一款通用型、智能型、微型红外气体传感器，它利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的CO?进行检测，具有良好的选择性、无氧气依赖性、性能能稳定、使用寿命长等特点。其基本参数如表3-3所示：
表3-3 MH-410D5技术参数
工作电压 工作电流 测量范围 输出信号范围 输出方式 分辨率 预热时间 响应时间 重复性 3.5～5.5V DC 75～85mA 0～5%vol（0～100%vol范围可选） 0.4～2V dc UART串行输出 1%FSD 90s T90＜30s 零点＜±100ppm SPAN＜±500ppm 长期漂移 零点＜±300ppm/月 SPAN＜±500ppm/月 温度范围 湿度范围 寿命 -20～50℃ 0～95%RH ＞5年 注：1%vol = 10000ppm
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实物如图3-7
图3-7 MH-410D5
MH-410D5内置温度传感器，可进行温度补偿；该传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与微型机械加工技术、精良电路设计技术紧密结合，制作出的小型红外二氧化碳气体传感器。该传感器使用方便，被广泛应用于各个场所的CO?检测。
4. MQ-2
MQ-2气体传感器是使用气敏材料二氧化锡（SnO?）制成，二氧化锡在洁净的空气中电导率较低，但其所处环境中存在如：液化气、丙烷、氢气、可燃蒸汽、天然气等可燃性气体时，它的电导率会随着这些可燃性气体在空气中的浓度的增加而增大。由于它的这种特性使MQ-2成为一款可以检测多种可燃性气体，并且适合多种应用的低成本传感器。其基本参数如表3-4。
表3-4 MQ-2技术参数
Vc回路电压 Vh加热电压 Rl负载电阻 Rh加热电阻 Ph加热功率 使用温度 储藏温度 ≤15V (AC or DC) 5.0V±0.2V (AC or DC) 可调 31Ω±3Ω(室温) ≤900mW -10℃～50℃ -20℃～70℃ 小于95%RH 21%(标准) 相对湿度 氧气浓度 15