李厚基 文明乾

摘要：設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于無線連接的手機(jī)控制和信息管理系統(tǒng)，充分利用Wi-Fi連接穩(wěn)定的特性，有效實現(xiàn)了對教室手機(jī)的鎖定控制。并結(jié)合現(xiàn)有校園智能化手機(jī)等優(yōu)勢技術(shù)實現(xiàn)了在課堂上老師發(fā)送指令快速鎖定學(xué)生手機(jī)，使其無法使用與學(xué)習(xí)無關(guān)的應(yīng)用。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)較人為管理課堂手機(jī)在速度和效果上有很大優(yōu)勢，系統(tǒng)還可實現(xiàn)教學(xué)資料分發(fā)、學(xué)生成績管理、師生交流、課堂考勤等附加功能，也可以成為目前高校智慧校園管理中的重要組成部分。

關(guān)鍵詞：無線連接 手機(jī)鎖定 教學(xué)輔助

中圖分類號：TP311.56 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和手機(jī)持有率的提高，智能手機(jī)在學(xué)生中開始廣泛使用。手機(jī)在給學(xué)生帶來學(xué)習(xí)和生活便捷的同時，也導(dǎo)致了比如課堂上濫用手機(jī)導(dǎo)致課上效率低下乃至荒廢學(xué)業(yè)的問題。大多數(shù)國內(nèi)高校上課的出勤率難以保證，遲到早退等陋習(xí)更是逐漸顯示出常態(tài)化的趨勢，尚沒有一個有效的措施從根本上解決這一問題。

設(shè)計并實現(xiàn)的手機(jī)控制功能，使用了智能手機(jī)與主機(jī)所具有的Wi-Fi通信功能，手機(jī)與主機(jī)進(jìn)行連接后，教師通過上位機(jī)軟件對學(xué)生手機(jī)進(jìn)行鎖定，使學(xué)生不能使用與學(xué)習(xí)無關(guān)的應(yīng)用。鎖定功能方便快速，穩(wěn)定性高，具有極高的可用性。

2 總體架構(gòu)

本系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖1所示，教室中的Wi-Fi熱點(diǎn)為電腦端和手機(jī)端提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，允許不同類型的終端接入系統(tǒng)進(jìn)行管理。在數(shù)據(jù)量巨大或?qū)ο到y(tǒng)實時性有嚴(yán)格要求的情況下，系統(tǒng)瓶頸會出現(xiàn)在路由器和服務(wù)端程序上，可采用多臺路由器分流或負(fù)載均衡技術(shù)來提高整體系統(tǒng)性能，以滿足高并發(fā)條件下的性能要求。

本系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，分別為服務(wù)層、鏈路層以及應(yīng)用層。應(yīng)用層運(yùn)行于下位機(jī)上，實現(xiàn)系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)的采集和指令協(xié)議的解析，包括手機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和來自教師機(jī)的控制指令，為上層提供應(yīng)用層面的服務(wù)。鏈路層運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，實現(xiàn)應(yīng)用層與服務(wù)層之間的通信，通過OSI標(biāo)準(zhǔn)模型中的TCP/IP協(xié)議和系統(tǒng)自行定義的內(nèi)部指令集為上層提供傳輸層面的服務(wù)。服務(wù)層運(yùn)行于上位機(jī)上，實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的人機(jī)交互，接收來自用戶的命令，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的指令集后轉(zhuǎn)發(fā)給下層設(shè)備，同時接收來自下層的狀態(tài)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化。

3 教師端設(shè)計

教師端是一套可以運(yùn)行在教室中教學(xué)電腦上的上位機(jī)軟件，采用Visual Studio進(jìn)行開發(fā)，運(yùn)行在微軟的Windows操作系統(tǒng)上，使用C#語言進(jìn)行編程。將用戶的指令通過控制器發(fā)送到手機(jī)上，同時將智能手機(jī)反饋的數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。

上位機(jī)服務(wù)端軟件包含數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)、名單維護(hù)子系統(tǒng)、成績管理子系統(tǒng)、出勤記錄子系統(tǒng)、文件傳輸子系統(tǒng)、教務(wù)導(dǎo)入子系統(tǒng)和運(yùn)行保障子系統(tǒng)七個功能獨(dú)立的子系統(tǒng)。實現(xiàn)的功能有查看已連接控制器的終端設(shè)備、通過連接記錄統(tǒng)計每個學(xué)生的出勤率、判斷是否有遲到早退行為、導(dǎo)出各種常見格式的出勤統(tǒng)計報告等，配合教務(wù)導(dǎo)入組件直接從教務(wù)上導(dǎo)入課程班的學(xué)生名單。

4 手機(jī)端設(shè)計

手機(jī)端是一套運(yùn)行在智能手機(jī)上的下位機(jī)軟件，采用Android Studio進(jìn)行開發(fā)，運(yùn)行在Android操作系統(tǒng)上，使用Java語言進(jìn)行編程。接收來自控制器的控制指令，同時將自己的運(yùn)行狀態(tài)反饋給控制器，作為控制任務(wù)的實際執(zhí)行者。

下位機(jī)客戶端軟件共設(shè)計五個功能相對獨(dú)立的子系統(tǒng)，分別是數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)、設(shè)備鎖定子系統(tǒng)、文件接收子系統(tǒng)、模式控制子系統(tǒng)、運(yùn)行保障子系統(tǒng)。根據(jù)收到的控制指令不同，執(zhí)行的任務(wù)有控制智能手機(jī)對各類網(wǎng)絡(luò)的訪問，鎖定終端設(shè)備使其無法使用等，使用前需要通過Wi-Fi與控制器建立連接，搭建數(shù)據(jù)傳輸通道的同時為出勤管理提供依據(jù)。

5 結(jié)語

本系統(tǒng)可以廣泛在國內(nèi)高校、企、事業(yè)單位等各領(lǐng)域推廣，在市場上形成影響力，有望解決學(xué)校中課堂紀(jì)律差，效率低，會議無人聽的問題。并且在國內(nèi)外并未出現(xiàn)可以實現(xiàn)課堂的有效管理的軟件，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白。并且率先實現(xiàn)大規(guī)模電腦對于手機(jī)的控制，為教室智能化提供了一種可行的思路，在技術(shù)上是一種突破。

課堂手機(jī)管理系統(tǒng)可以大規(guī)模應(yīng)用到每一個大學(xué)，每一個課堂當(dāng)中。不僅限于學(xué)生，本系統(tǒng)也可推廣到公司及社會，社會上對手機(jī)的依賴也是非常嚴(yán)重的。集中表現(xiàn)在工作人員上班工作期間、開會期間玩手機(jī)。使用該系統(tǒng)可有效提高辦公效率，改善社會風(fēng)氣。

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