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+5V1MRR1AR2P2.1光敏电阻
图3-1 光敏传感器驱动电路
图3-1中，当外界环境光照强时，光敏电阻R2阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R2阻值较大，则A点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否驱动电机开关窗。
2、风速传感器
风速传感器是将空气的流动速度变量转换成有一定对应关系的输出信号的装置。风速传感器种类有采用毕托管测风速、热线热膜测风速、机械式传感器测风速、超声波测风速和三杯式风速传感器测风速。在本设计中采用风杯式—YH12X风速传感器，产品见图3-2。
图3-2 YH12X风速传感器
YH12X风速传感器工作原理：当风杯随着气流的运动而转动时，风速轴带动码盘与风杯成正比地转动，从而输出电脉冲信号，将机械转动信号转换成电信号。风向测量采用进口红外光电管,格雷码盘等器件。当风向标随着气流的运动而转动时，风向轴带动格雷码盘同时转动,从而输出七位格雷码信号，将机械位置信号转换成光电脉冲信号，通过微处理器CPU记录每秒种的产生的光电脉冲的个数，快速运算处理后即可的出气流的运动速度。计算原理如下：
每秒种产生光电脉冲的个数：n 齿轮的圆周半径 ： R (m) 齿轮的总个数： N
风杯轴承的传动系数：η 风杯的线速度 : V1(m/s) 风速：V （m/s）
风速的计算公式为： V?V? (3-1)
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2?R360n (3-2) N可通过转换处理将数据以其他形式输出，传递给其他智能设备。
YH42X风速显示器工作原理：风速显示器对接收到的风速信息进行处理,换算转化成实际风速风级显示到对应的显示器中,风速显示器还可以针对预先设定的报警参数,当风速超过其参数时触发关窗信号，单片机接到信号处理后，通过驱动电路驱动电机，完成关窗动作。
2、湿度传感器
Honeywell公司的HIH3610湿度传感器是为大批量OEM设计，具有湿度仪表级测量性能，低成本，SIP封装。线形放大电压输出，驱动电流200微安，器件一致性好[3]。
特点：湿度传感器HIH3610主要性能：
（1）热固性聚合物电容湿度传感器，带集成信号处理电路 （2）3针可焊塑封
（3）宽量程：0～100％RH非凝结，宽工作温度范围–40～85℃ （4）高精度：±2％RH，极好的线形输出
（5）5VDC恒压供电，0.8-3.9VDC放大线形电压输出 （6）低功耗设计200微安驱动电流 （7）激光修正互换性 （8）快速响应15秒
（9）稳定性好，低温漂，抗化学腐蚀性能 其引脚如图3-2所示：
风杯的转动线速度： V1?HIH3610+5VVout
图3-2 HIH3610引脚图
3、有害气体传感器
MY1000系列电化学式一氧化碳气体传感器是由广州市中敏仪器有限公司生产的产品,它是一种定电位电解式电流型传感器。该产品具有结构紧凑，体积小，功耗低，测量精度高，稳定性好，寿命长等优点。其性能和可靠性达到国内或国外同类产品的水平，属于气体传感器整机的核心部件[3]。
（1）检测原理：
本传感器元件采用的是定电位电解原理，组成主要由三个电极组成，电极材料是贵金属催化剂，主要是铂黑，其中各电极的作用如下：工作电极（W）：一氧化碳气体的氧化，对电极（C）：氧气的还原，对电极（R）：为工作电极提供恒定电位。
当一氧化碳接触到工作电极时，即发生氧化反应，生成二氧化碳和氢离子，并产生电子，氢离子发生离子迁移，在对电极上接受电子，并与氧气发生还原发应，生成水。电极反应如下;
工作电极：CO+H2O→CO2+2H++2e－ 对电极： 1/2O2+2H++2e－→H2O 总反应： 2 CO＋O2→2 CO2
由反应式可知产生的电流大小与一氧化碳的浓度成正比，因此可以通过测量产生的电流的大小就可以检测出一氧化碳的浓度。
（2）技术指标：
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表3-1 MY1000技术性指标
范围 参数 检测范围 相对误差 压力范围 先好衰减 温度系数 相对湿度 响应时间 零点漂移 0至1000ppm ±5％ 86-106 Kappa <%2/月 1.5% 0至95% ≤10s <5ppm （3）原理电路图：[2] LM324278++5VSensorLM32478LM324-+CEWE278-+2-REOUT图3-3 气敏传感器放大电路
4、人体热释红外传感器
（1）热释电红外传感装置工作原理
人体具有约37℃的恒定体温，所以会发出波长约10μm左右的红外线。热释电红外传感器PIS-209S就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。热释电红外传感器是一种新型敏感元件。制造热释电红外传感器的高热材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为0.2～20μm。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。此滤波片只允许某些波长范围的红外光通过，而阻止灯光、阳光和其它红外光通过。实际使用中，热释电红外人体感应器前面必须安装菲涅尔透镜。菲涅尔透镜是一种由塑料制成的特殊设计的光学透镜，它可以将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外传感器上，从而提高传感器的灵敏度，扩大监视范围。它可以产生交替变化的红外辐射高灵敏区和盲区，以适应热释电探测元件要求信号不断变化的特性。传感器的两个反向串联的热释电元件轮流感受到运动物体，所以人体的红外辐射以红外脉冲的形式不断改变热释电元件的温度，使之输出一串脉冲信号，若人体在传感器前不动则不会有输出，信号放大电路如图3-4所示：[1]
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0.01UF0.01UF1UFDSG-2M-Vout++LM32410K10UFLM324PIS-209S0.01UF10K41M1M47K47UF10K1M 图3-4 热释红外传感器放大电路
3.3 A/D转换电路的设计 3.3.1 A/D转换器的选型 [8]
1.转换时间的选择
转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。
2.ADC位数的选择
A/D转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。要求精度为0.5%。对于该8个通道的输入信号，8位A/D转换器，其精度为
2?8?0.39% (4-1)
输入为0～5V时，分辨率为
vFs5??0.0196V (4-2) 2N?128?1vFs—A/D转换器的满量程值 N—ADC的二进制位数 量化误差为
Q?vFs5??0.0098V (4-3)
(2N?1)?2(28?1)?2ADC0809是TI公司生产的8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼近型的ADC部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道的设计提供了很大的方便。用它可直接将8个单端模拟信号输入，分时进行A/D转换，在多点巡回监测、过程控制等领域中使用非常广泛,所以本设计中选用该芯片作为A/D转换电路的核心。 3.3.2 ADC0809内部功能与引脚介绍[16]
1.A/D转换的一般步骤
把连续变化量变成离散量的过程称为量化，也可理解为信号的采样。把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号，并保持一个时间t，使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采
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样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号，即采样信号。
采样-保持为了能不失真的恢复原模拟信号，采样频率应不小于输入模拟信号的频谱中最高频率的两倍，这就是采样定理，即
Fs>2Fimax
（1）由于A/D转换需要一定的时间，所以在每次采样结束后，应保持采样电压在一段时间内不变，直到下一次采样的开始。实际中采样-保持是做成一个电路。
（2）量化与编码 模拟信号经采样-保持电路后，得到了连续模拟信号的样值脉冲，他们是连续模拟信号在给定时刻上的瞬时值，并不是数字信号。还要把每个样值脉冲转换成与它幅值成正比的数字量。以上为A/D转换的一般步骤，在本电路中由ADC0809芯片完成
2.ADC0809内部结构及主要性能
ADC0809八位逐次逼近式A／D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接连通8个单端模拟信号中的任何一个。其内部结构如图2-6所示。
START610CLOCKIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7262728123458路模拟开关控制电路VinVst比较器SAR三态输出锁存器212_1202_2192_3182_482_5152_6142_7172_87EOC树状开关ADDAADDBADDCALE25242322地址锁存与译码器256电阻阶梯9OE11VCC13GND12VREF(+)16VREF(-)
图3-6 ADC0809内部结构图
ADC0809主要性能： （1）逐次比较型 （2）CMOS工艺制造 （3）单电源供电
（4）无需零点和满刻度调整
（5）具有三态锁存输出缓冲器，输出与TTL兼容 （6）易与各种微控制器接口
（7）具有锁存控制的8路模拟开关 （8）分辨率：8位
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