光电子学课程设计
门禁系统设计
姓名：崔乃康
指导老师：吴建光
班级：光111班
学号：119084006
成员：程丹褚学保钟俊健
光电子学课程设计任务书设计题目门禁系统设计
题目简介和要求
出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、车场管理、机房、军械库、机要室、办公间，智能化小区，工厂等。
设计一套门禁系统，对系统中用到的光电子技术进行阐述，对元器件的参数选择进行论述，介绍整个系统的工作原理。适应范围和优缺点。
小组成员及分工
崔乃康主要负责整体设计和思路整合，整理论文初稿，确定调研方向，做PPT，演讲部分。褚学保负责视网膜资料的收集，并校正论文整体思路。程丹负责红外部分的收集。钟俊健负责人脸识别，体温识别的相关知识。后两位同学负责了可行性论证。
目录
第一章引言 (4)
第二章方案设计 (4)
第三章原理呈现 (5)
一．门禁的系统的分类及研究方向 (5)
1.门禁系统按进出识别方式的分类： (5)
2.门禁系统按设计原理分类： (7)
3.门禁系统按与微机通讯方式的分类： (7)
二．声纹识别的相关知识 (8)
1.声纹识别的含义 (8)
2.声纹识别的原理 (8)
举例 (10)
1.理论分析 (10)
2.系统分析 (10)
三．体温识别、红外与单片机的相关应用 (16)
方案设计： (16)
1.传感器模块 (17)
2.放大电路模块 (18)
3.电源模块的设计 (19)
4.单片机外围电路 (20)
5.系统的软件设计 (21)
四．红外人脸识别的相关原理 (21)
1.人脸识别的应用 (21)
2.JPEG原理 (22)
3.PAC算法 (24)
五．视网膜门禁的相关原理 (26)
1.视网膜识别技术的原理 (26)
2.视网膜识别技术的优缺点 (27)
3.视网膜识别技术的发展史 (27)
4.视网膜识别技术在国内的发展 (27)
5.选用视网膜识别技术的理由 (27)
六．创新部分 (28)
1.脑电波识别 (28)
2.唇纹识别系统 (29)
第四章产品分析与评估 (29)
第五章参考文献 (30)
第一章引言
随着经济水平的提高，科技创新的大力提倡，公司产业竞争已经成为了一个非常普遍的问题。那么如何在经济战中取得成功，安全保密工作是一个十分重要的部分，已然成为了现在亟待解决的热点问题。那么如何满足客户的需求，如何将自己的机密文件，实验室得到良好的保护，也成了人们重点关注的问题。门禁系统的相关设计应运而生。
出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、车场管理、机房、军械库、机要室、办公间，智能化小区，工厂等。
我们本次课程设计的内容就是设计一整套更完善的门禁系统，提高安全管理的效率。当然，根据不同人群的需要，我们还会提供一些定制的高端产品，它们的造价成本高，安全性能更好，针对用户的不同需求采取不同的技术。更大程度上满足大家的需求，拓宽产品的市场领域。
同时，我们还会提供几款我们创新设计的产品，虽然，有些领域现在还不能实现这样的设计，不能立即投入到生产销售中去。但是我们希望通过这次课程设计的交流，能有相关领域研究的人员能够看到，使门禁系统更加完善，更好的为人们的生产生活服务。
第二章方案设计
我们本次门禁系统的方案设计准备突破以往的模式，不再仅仅局限于一个技术或部件的研究，而是广泛采取各种技术来进行。将所有的目前能制作出来的技术都用于一整套的设备中，不再仅仅在一种单一技术上进行应用，这样一来可以大大的提高识别的安全性和可靠性，当然这势必会使成本加大，但是从长远利益来讲，这种投资是完全值得的。
本次设计包括四个主要部分，这四个组成部分是相对来讲比较容易达到，并且成本不是很高的技术融合体。最大的有点在于根据用户需求，每个部分可独立
建立系统。可分可和，将是这套系统最大的优点。方案设计主要包括五个部分，识别对象分别是声纹识别，体温识别，人脸识别，视网膜识别，脑电波检测。层次鲜明，每一层都应用到自己相关领域的知识，我们会在原理部分重点为大家呈现。
我们理想设计的安全性能优良的门禁系统还不止如此，它应该有更高层次的研究。应有创新的部分，而不是仅仅拘泥于现有技术的整合和叠加，但是猜想是好的，人类思维的进程往往比技术产品的开发要快的多。在这里，我们也大胆的提出了我们另外的几个设想，有的是相对来讲比较有新意的，而有的东西则是对现有识别缺点进行的补充。
第三章原理呈现
一．门禁的系统的分类及研究方向
1.门禁系统按进出识别方式的分类：
（1）密码识别：通过检验输入密码是否正确来识别进出权限。
这类产品又分两类：一类是普通型，一类是乱序键盘型（键盘上的数字不固定，不定期自动变化）。普通型,优点：操作方便，无须携带卡片；成本低。缺点：同时只能容纳三组密码，容易泄露，安全性很差；无进出记录；只能单向控制。乱序键盘型（键盘上的数字不固定，不定期自动变化）,优点：操作方便，无须携带卡片，安全系数稍高;缺点：密码容易泄露，安全性还是不高,无进出记录；只能单向控制。成本高。
（2）卡片识别：通过读卡或读卡加密码方式来识别进出权限，按卡片种类又分为：
磁卡(优点：成本较低；一人一卡（+密码），安全一般，可联微机，有开门记录;缺点：卡片，设备有磨损，寿命较短；卡片容易复制；不易双向控制。卡片信息容易因外界磁场丢失，使卡片无效。)和射频卡（优点：卡片，设备无接触，开门方便安全；寿命长，理论数据至少十年；安全性高，可联微机，有开门记录；可以实现双向控制。卡片很难被复制；缺点：成本较高）
（3）人像识别：通过检验人员生物特征等方式来识别进出。有指纹型，虹膜型，面部识别型。优点：从识别角度来说安全性极好；无须携带卡片。缺点：成本很高。识别率不高，对环境要求高，对使用者要求高（比如指纹不能划伤，眼不能红肿出血，脸上不能有伤，或胡子的多少），使用不方便（比如虹膜型的和面部识别型的，安装高度位置一定了，但使用者的身高却各不相同）。
值得注意的是一般人认为生物识别的门禁系统很安全，其实这是误解，门禁系统的安全不仅仅是识别方式的安全性，还包括控制系统部分的安全，软件系统的安全，通讯系统的安全，电源系统的安全整个系统是一个整体，哪方面不过关，整个系统都不安全。例如有的指纹门禁系统，它的控制器和指纹识别仪是一体的，安装时要装在室外，这样一来控制锁开关的线就露在室外，很容易被人打开。
2.门禁系统按设计原理分类：
（1）控制器自带读卡器（识别仪）
这种设计的缺陷是控制器须安装在门外，因此部分控制线必须露在门外，内行人无须卡片或密码可以轻松开门。
（2）控制器与读卡器（识别仪）分体的
这类系统控制器安装在室内，只有读卡器输入线露在室外，其它所有控制线均在室内，而读卡器传递的是数字信号，因此，若无有效卡片或密码任何人都无法进门。
3.门禁系统按与微机通讯方式的分类：
（1）单机控制型
这类产品是最常见的，适用与小系统或安装位置集中的单位。通常采用RS485通讯方式。它的优点是投资小，通讯线路专用。缺点是一旦安装好就不能方便地更换管理中心的位置，不易实现网络控制和异地控制。
（2）网络型
这类产品的技术含量高，目前还不多见，只有少数几个公司的产品成型。它的通讯方式采用的是网络常用的TCP/IP协议。这类系统的优点是控制器与管理中心是通过局域网传递数据的，管理中心位置可以随时变更，不需重新布线，很容易实现网络控制或异地控制。
适用于大系统或安装位置分散的单位使用。这类系统的缺点是系统的通讯部分的稳定需要依赖于局域网的稳定。
总结：根据以上的众多优缺点和能利用的资源，现有的技术可以达到的范围，我们将我们的本次设计重点主要集中在对生物识别的利用上，通过生物识别的相关知识，加上我们可以利用的现有光电子知识、计算机知识、数学知识来进行我们的方案阐述。
二．声纹识别的相关知识
1.声纹识别的含义
声纹（voiceprint）是指通过专用的电声转换仪器声谱仪语图仪等将声波特征绘制成的波谱图形它是各种声学特征图谱的集合。在辞典中的注释为“用仪器描录的因人而异的声波纹”。声纹是人体的一张身份证，是长期稳定的特征信号。声纹识别是把未知人语音材料（检材）与已知人语音材料（样本）分别通过电声转换仪器绘成声纹图谱再根据图谱上的语音声学特征进行比较和综合分析以得出两者是否同一的判断过程。声纹识别有着十分广阔的应用前景在世界范围内正广泛应用于金融证券社保公安军队及其他民用安全认证等领域目前中国市场尚属启动阶段其发展空间更为广阔。
2.声纹识别的原理
（1）特征提取
特征提取是提取声音中能够反映个体信息的基本特征，这些基本特征必须能够准确、有效地区分不同的发声个体，且对于同一个体，这些基本特征应具有稳定性。
目前的声纹识别系统主要依靠较低层次的声学特征进行识别。这些声学特征主要有以下几个方面：
①语音信息通过滤波器组输出，以合适的速率对输出进行抽样得到谱包络特征参数；②基于发声器官如声门、声道和鼻腔的生理结构提取的特征参数，如基音轮廓、共振峰频率带宽及其轨迹等；③以线性预测导出的特征参数，如线性预测系数、自相关系数、反射系数等；④模拟人耳对声音频率感知的特性而得到的听觉特性参数，如Mel倒谱系数\感知线性预测等。
随着对声纹识别应用范围的不断扩大，以及对系统准确性要求的不断提高，只考虑较低层次的声学特征并不能满足要求，这就需要同时考虑高层次的特征信息，如语速、语法、韵律、语种、方言、特性发音、特性词、信道（声音信号获取的渠道）等。对于这些高层次的
信息，最关键的问题是选择，同时要针对具体情况来决定。例如，对于信道这一特征来说，在刑侦破案方面，就希望不采用，即希望信道对识别不产生影响，
从而使得录音等间接手段获得的声音能够成为帮助破案的证据；而在银行交易中，就希望采用，也就是希望信道对
识别产生影响，这样才能剔除录音等恶意行为带来的危害。因此，在声纹识别过程中，必须根据实际情况，安排不同特征参量的组合，以提高实际系统的性能，当各组合参量间相关性不大时，会得到更好的识别效果。
（2）模式匹配
声纹识别技术的关键在于对各种声学特征参数进行处理，并确定模式匹配方法，主要的模式匹配方法为：
1概率统计方法：声音信息在短时内较为平稳，通过对稳态特征如基音、声门增益、低阶反射系数的统计分析，可利用均值、方差等统计量和概率密度函数进行分类判决。这种方法不用对特征参数在时域上进行规整，适合与文本无关的声纹识别。
2动态时间规整方法：说话人信息不仅有稳定因素（发声器官的结构和发声习惯等），也有时变因素（语速语调重音和韵律等），将识别模板与参考模进行时间对比，按照某种距离测定得出两模板间的相似程度。
3矢量量化方法：把每个人的特定文本编成码本，识别时将测试文本按此码本进行编码，以量化产生的失真度作为判决标准，具有识别精度高、判断速度快的特点。
4隐马尔可夫模型方法：隐马尔可夫模型是基于转移概率和传输概率的随机模型，它把语音看成由可观察到的符号序列组成的随机过程，符号序列则是发声系统状态序列的输出。识别时，为每个发音个体建立发声模型，通过训练得到状态转移概率矩阵和概率矩阵，识别时计算未知语音在状态转移过程中的最大概率，根据最大概率对应的模型进行判决。这种方法不需要时间规整，可节约判决时的计算时间和存储量，目前已被广泛应用；缺点是训练时计算量较大。
人工神经网络方法人工神经网络在某种程度上模拟了生物的感知特性，是一种分布式并行处理结构的网络模型，具有自组织和自学习能力、很强的复杂分类边界区分能力以及对不完全信息的鲁棒性，其性能近似理想的分类器；缺点是训练时间长，动态时间规整能力弱，网络规模随说话人数目增加时可能大到难以训
练的程度。
举例
1.理论分析
任何物体都会幅射红外线，温度越高辐射越强，光电管接收到这个信号就能测量出其温度.最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体（吸收全部辐射并不反射光的物体）所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度，则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关，因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率，ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。
2.系统分析
本系统由门口播报和警务室播报等两大部分组成，由于一个红外发射模块控制多台接收模块，所以接收控制器的个数随警务室看管对象的多少而定，形成的系统总体框图如图1所示。
图a门口播报部分图b警务室播报部分
图1红外遥控制播报系统框图
其中图a按键矩阵包含了所有被控警务人员的遥控按键，每一个遥控按键都设置一个唯一的特征码，用户特征码用于标识警务人员，当按键矩阵中任一按键按下都会首先发射该键的用户特征码，同时播报提醒“稍等”。另一方面在图b所有接收器都设有自己的用户特征码，当发射的用户码与自己特征码相同时，该接收器执行相应的控制程序，驱动自身的语音芯片播报语音“有人”，而其他的接收器不产生控制作用。由办公人员是否按允许键，如按下，则向门口播部分发信号，门口收到信息，播报“请进”，否则没按下，则门口播报“此人不在”
（1）系统主要硬件电路设计
红外发射端采用具有在线下载功能的AT89S51芯片作为控制中心，与键盘扫描电路和发射电路共同构成。考虑到办公人员多和变动频繁的特点，可采用矩阵式，这里采用4X4的，当然，如果所需按键较多也可采用8X8的。门口播报部分发射端利用单片将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲信号，通过P2.7口发出，为了节省接口，优化软件设计及与接收模块SM0038的工作频率相对应，此脉冲信号为38kHz的矩形波，占空比为1/3，周期t=26μS，并通过三极管8050功率放大后，驱动红外发射管发射红外信号，如图2所示。
图2键盘红外发射端硬件电路原理图
红外接收器的个数随警务人员的多少而定。每个接收器都有一个AT89S51芯片作为控制中心，与红外接收电路和语音播报电路共同组成。其中语音播报芯片可
采用美国ISD公司推出的语音芯片，该系列产品采用直接存储专利技术，无需A/D 转换和压缩，每个采样值直接存储在片内的闪烁存储器中，因此，只需要很少的外围器件就可构成一个完整的声音播报功能。红外接收电路使用一体化红外接收头SM0038，SM0038工作频率为38kHz，能对接收到的遥控信号进行放大、检波、整形、解调，得到TTL电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并执行相关控制程序，其硬件电路图如图3所示。
图3警务桌接收端硬件电路原理图
（2）单片机红外遥控编、解码原理
人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，其中，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。尽管肉眼看不到这种光线，但利用红外线发送和接收装置却可以发送和接收红外线信号，实施红外线通讯。利用红外线通讯无需连线，只需将两设备的红外线装置对正即可传输数据。红外线通讯方向性很强，适用于近距离的无线传输。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的红外线来传送控制信号的。红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，在这里就是采用对发射信号进行编码，来实现多路红外遥控功能。
①红外发射与编码、调制
发射部分由编码调制和LED红外发送器等组成[2]。其中编码和调制用单片机软件实现，由单片机引脚发射采用脉宽调制的脉冲串[3]，如图3所示，发射端口每次发射一串基频为38KHz的脉冲，每两串脉冲之间间隔一段时间，由这段时间对所发出的信息进行调制，时间的长短由单片机内时间寄存器设置。
②红外接收与解调、解码
因红外遥控器的控制距离约6～12米远，要达到这个指标，其发射的载波频
率(38kHz)要求十分稳定，一体化红外接收头SM0038对38kHz进行解调，当接收到38KHZ的载波信号时，SM0038接收器会输出低电平，否则输出高电平，从而可以将红外光信号解调成一定脉宽的连续方波信号。方波下降沿触发单片机的外部中断，经单片机解码，来判断是否为有效信号，以及哪一种信号，将信号还原为相应的控制信息。
状态
状态
图4红外信号波形
（3）红外遥控软件设计的实现
①门口红外发射程序设计
编程要点：红外载波使用单片机内部的定时器的PWM功能实现。用定时/计数器0作数据脉冲脉宽的定时，用定时/计数器1作载波，即产生周期为26μS，频率为38KHZ的脉冲信号。通过不同的初值来产生不同的脉冲脉宽，如0对应的T0初值设为0FE80H,1对应的T0初值为0FC80H,2对应的T0初值为0FA80等等。
发送键盘中一个按键键值为0的程序段：
WAVE BIT P2.7；红外发射端
S_WAVE BIT70H；发射脉冲高低电平信号标志位
ORG000BH；T0中断
LJMP T_0
ORG001BH；T1中断
LJMP T_1
SEND:MOV R2,#0FEH；送0的脉冲脉宽值
MOV IE,#10001010B；T0、T1开中断
MOV TMOD,#00100001B；T0、T1作定时器，分别工作于方式2、方式1
MOV TH0,R2；设置T0初值为0FE80H
MOV TL0,#80H
MOV TH1,#0E6H；设置T1初值为0E6E6H
MOV TL1,#0E6H
SETB TR0；开启T0、T1
SETB TR1；开启T1
GO:CPL S_WAVE；标志位取反
CPL A；累加器A取反
MOV R2,A；保存0FE80H
CPL A；累加器还原
MOV P2,A
LJMP GO
T_0:JNB S_WAVE,T_02；T0定时中断，根据标志位的值
CPL TR1；改变TR1，启动或停止T1运行，产生高电平信号
JB TR1,T_01
SETB WAVE
T_01:MOV TH0,R2；产生低电平时的脉冲信号
MOV TL0,#80H
RETI
T_02:CLR TR1
MOV TH0,R2
MOV TL0,#80H
RETI
T_1:CPL WAVE；T1定时中断，产生38KHZ的载波脉冲信号
RETI
②警务桌接收部分程序设计
编程要点：SM0038输出的信号是解调后的反向信号。通过对SM0038的输出脉冲脉宽进行判断，若脉宽为180H=216－0FE80H，就为0，若为380H=216－0FC80H,则为1，以此类推。
接收键盘按键值0的程序：
ORG0013H；外部中断1中断
LJMP INT_1
SECE:MOV R2,#01H；送0键值
SETB IT1；外部中断1为下跳沿触发
MOV IE,#10000100B；开外部中断1
MOV TMOD,#00000001B；T0作定时器工作于方式1
MOV TH0,#00H；送T0初值
MOV TL0,#00H
SETB TR0；开启T0运行
GO:MOV R2,#100；对接收到的100个信号进行确认，如都相同就是要输入的键值
LCALL JUDGE；调用键值判断子程序
MOV R3,R4；保存键值
NEXT:LCALL JUDGE；再次调用键值子程序
MOV A,R4
CJNE A,R3,GO；进行比较
DJNZ R2,NEXT
MOV R6,A;100次比较结束，都相同，保存键值，R6＝0
LJMP GO
JUDGE:MOV A,R7；判断0、1、2三个键值子程序
MOV R4,#00H
CLR C
CJNE A,#02H,CJ0
CJ0:JC JCO
INC R4
CJNE A,#04H,CJ1
CJ1:JC JCO
INC R4
CJNE A,#06H,CJ2
CJ2:JC JCO
INC R4
JCO:RET
INT_1:MOV R2,TH0；外部中断1中断，下跳沿触发后的一定脉冲宽度的信号MOV TH0,#00H
MOV TL0,#00H
RETI
经实验测试，红外遥控信号的编码解码方法没有出现传输误码，可靠、实用，在编码解码方面降低了硬件成本。容易实现系统扩展，对门口播报部分可随意更改输入遥控的通路数，只要相应地增加按键，对警务室来说就可以相应地扩充警务平台的接收部分。此系统稍作改动可应用于其它红外遥控的控制系统中，实现灵活，应用广泛。
三．体温识别、红外与单片机的相关应用
非接触式人体温度检测方法是采用红外传感器实现温度的测量，其中，利用红外温度传感器ZTP135（GE公司）实现对温度信号的非接触式的测量；微弱电信号的放大，则采用低漂移，低失调的精密运算放大器OP07实现两极放大。模数转换用带ADC的16位megal16单片机来实现。该系统具有精度高，能自动关机等智能功能。国内外研究现状：非接触红外体温检测技术用于快速排查高温症状人员作用明显，产品市场需求量很大。在抗击“非典”以及“甲流”的过程中，中国科研人员已经研制出40种以上的非接触式检测仪器。国际国内中，精度高的测量仪器成本高，售价高，不宜家庭使用，所以研制造价低廉的测量仪器非常的必要。
方案设计：
本设计采用一下几个硬件模块：传感器、放大电路、电源、单片机控制、显示。
1.传感器模块
工作原理：自然界一切温度高于绝对温度（-273.15℃）的物体，由于分子的热运动都在不停的向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波。起辐射能量密度与本身的温度关系符合普朗克定律。红外测温的原理也是一样的，都是根据普朗克原理：一般理解红外测量的是物体的温度．其实测的是目标物与传感器或者说是物体与环境温度之间的差值!物体辐射能量的大小直接与该物体的温度有关．具体地说，是与该物体热力学温度的4次方成正比．人体主要辐射波长为9μm—10μm 的红外线．通过对人体自身辐射红外能量的测量便能准确地测定人体表面温度!由于该波长范围内的光线不被空气所吸收，因而也可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度!
红外传感器的性能参数：
芯片尺寸大小：1．8mm x 8mm；
光孔大小：1．4mm x 1．4mm；
电偶数：60对：
作用面积：O．7mmx0．7ram；
内阻：60kn±30％；
电阻温度系数：<0．12％/℃；
敏感度：65V／W±30％；
噪声电压：32nVrms(典型值)；
探测灵敏度：1．4E08emHz(1/2)W(典型值)；
时间系数：25ms(典型值)；
电热堆作温度补偿：R=100kΩ，温度为25℃(R 公差为±3％)，β=3960(β公差
为±0．5％)；
封装型号：TO-46；
工作温度：-20℃～100℃；
存贮温度：-40℃～120℃。
2.放大电路模块
本设计所采用的放大器是低功耗精密运算放大器OP07，它的特点是超低失调、低漂移、高精度，电路正比特性好，零点失调电压小。OP07可以通过在1、8管脚之间加上一个电位器进行输入漂移调零，这对于低输出的信号的放大效果非常好。其低输入偏置电流为1.8nA，供电范围为3V到22V，超低失调的最大值为150mV。它的性能正好解决了红外温度传感器对运放的特殊要求。由于热电堆的内阻较高(约60K)，而输出电压又非常小(1mV左右)，须使用具有高输入阻抗(＞1012)的CMOS输入运算放大器。
图五OP07管脚图图六OP07电流图
因为测量的人体温度在34～42℃范围内，传感器的输出电压范围为0.7～1.5mV，采用两极放大的形式，将电压放大3000倍，即放大后电压为2.1～4.5V，以供单片机A/D转换，单片机的A/D转换参考电压选择5V。
图七
3.电源模块的设计
本设计所采用的电压为5v和正负9v。在设计时，应用集成稳压器7805、7809、7909分别实现5V,+9V,-9V电压的输出。使电路能得到稳定的电压，提供给单片
机，放大器和传感器。电路如图：
图八电源模块电路
4.单片机外围电路
本仪器中AVR单片机（ATMega16）的作用主要是AD转换，并将采样结果进行处理，最后输出显示数据。key1为系统控制开关，key2为复位开关。LED的8位段选接PB口；位选接PA的高四位。ADC参考电压选择+5V的VCC,AREF,GND,AVCC 之间通过电容并接，以使电压更稳定。
图九单片机外围电路图