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4.6. 语音 43
4.7. 系统主程序 47
5. 结果及工作展望 50
5.1. 结果 50
5.2. 工作总结与展望 56
致谢 . 58
参考文献 . 59
1. 绪论
1.1. 课题背景
近年来，看守所收押量持续上升，每个管教民警每天须对 10 至20 多名在押人员
执行多项繁杂的管理活动，警力不足的问题日益突出。过去那种以“人防”为主的勤
务工作模式，已远远不能适应工作需要[1]
。 我国监狱系统对信息化的研究开始于 20 世纪 90 年代，经过十几年的发展有了
长足的进步。尤其是 2006 年司法部提出《全国监狱信息化建设规划》，确立建设“一
个平台、一个标准体系、三个信息资源库、十个应用系统”以后，全国监狱系统在信
息化建设方面有了统一的目标。近几年来，国内监狱广泛而高密度地开展了信息化基
础设施建设，旧有的以“人防”为主的监狱安防体系已经逐渐向电子化、网络化的“技
防”模式靠拢[2]
。 如果能利用嵌入式系统技术开发一套监室管理系统代替或协助监管民警进行管
理活动，使犯罪人员进监室、出监室、点名、安排值班以及购物等活动都通过管理系
统进行，将可大大减轻监管民警的任务压力，降低出现差错的可能性，从而消除潜在
的安全隐患。
1.2. 嵌入式系统的发展概况
对于嵌入式系统，IEEE给出了相对精确的定义：用于控制、监视或辅助操作机器
和设备的装置。在中国嵌入式系统领域，比较认同的嵌入式系统概念是：嵌入式系统
是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、
可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统[3]。
纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下 4 个阶段[4]。
无操作系统阶段
这一阶段是以单片机为核心的可编程控制器系统，它具有监测、伺服、指示设备
相配合的功能。这一类型的系统通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，
一般没有操作系统的支持，智能通过汇编语言对系统直接进行控制，运行结束后再清
除内存。这一阶段系统的主要特点是：结构和功能相对单一、效率较低、存储容量较
小、几乎没有用户接口。由于其使用简单、价格低廉，在工业领域应用较为普遍。
简单操作系统阶段
20 世纪 80 年代，随着微电子工艺水平的提高和软件技术的进步，多种嵌入式处
理器和简单“嵌入式操作系统”问世。这一阶段是以嵌入式中央处理器（CPU）为基
础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段的主要特点是：CPU 种类繁多，
通用性较弱，系统开销小，操作系统具有低度的兼容性和扩展性，应用软件较为专业，
用户界面不够友好。这种嵌入式系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。
实时操作系统阶段
20 世纪 90 年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的
引领下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的 DSP产品则向着高
速度、高精度及低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件
规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统（RTOS），并开始成为嵌入式系统
的主流。这一阶段的主要特点是：嵌入式操作系统能够运行于各种不同类型的处理器