基于無線連接的課堂手機管理系統

李厚基 文明乾

摘要：設計并實現了一種基于無線連接的手機控制和信息管理系統，充分利用Wi-Fi連接穩定的特性，有效實現了對教室手機的鎖定控制。并結合現有校園智能化手機等優勢技術實現了在課堂上老師發送指令快速鎖定學生手機，使其無法使用與學習無關的應用。實驗結果表明，該系統較人為管理課堂手機在速度和效果上有很大優勢，系統還可實現教學資料分發、學生成績管理、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。

關鍵詞：無線連接 手機鎖定 教學輔助

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

1 引言

隨著信息技術的快速發展和手機持有率的提高，智能手機在學生中開始廣泛使用。手機在給學生帶來學習和生活便捷的同時，也導致了比如課堂上濫用手機導致課上效率低下乃至荒廢學業的問題。大多數國內高校上課的出勤率難以保證，遲到早退等陋習更是逐漸顯示出常態化的趨勢，尚沒有一個有效的措施從根本上解決這一問題。

設計并實現的手機控制功能，使用了智能手機與主機所具有的Wi-Fi通信功能，手機與主機進行連接后，教師通過上位機軟件對學生手機進行鎖定，使學生不能使用與學習無關的應用。鎖定功能方便快速，穩定性高，具有極高的可用性。

2 總體架構

本系統硬件架構如圖1所示，教室中的Wi-Fi熱點為電腦端和手機端提供網絡服務，允許不同類型的終端接入系統進行管理。在數據量巨大或對系統實時性有嚴格要求的情況下，系統瓶頸會出現在路由器和服務端程序上，可采用多臺路由器分流或負載均衡技術來提高整體系統性能，以滿足高并發條件下的性能要求。

本系統軟件架構如圖2所示，系統采用三層架構，分別為服務層、鏈路層以及應用層。應用層運行于下位機上，實現系統原始數據的采集和指令協議的解析，包括手機的運行數據和來自教師機的控制指令，為上層提供應用層面的服務。鏈路層運行于網絡設備上，實現應用層與服務層之間的通信，通過OSI標準模型中的TCP/IP協議和系統自行定義的內部指令集為上層提供傳輸層面的服務。服務層運行于上位機上，實現用戶與系統的人機交互，接收來自用戶的命令，轉換為相應的指令集后轉發給下層設備，同時接收來自下層的狀態信息，實現數據的可視化。

3 教師端設計

教師端是一套可以運行在教室中教學電腦上的上位機軟件，采用Visual Studio進行開發，運行在微軟的Windows操作系統上，使用C#語言進行編程。將用戶的指令通過控制器發送到手機上，同時將智能手機反饋的數據顯示到屏幕上。

上位機服務端軟件包含數據通信子系統、名單維護子系統、成績管理子系統、出勤記錄子系統、文件傳輸子系統、教務導入子系統和運行保障子系統七個功能獨立的子系統。實現的功能有查看已連接控制器的終端設備、通過連接記錄統計每個學生的出勤率、判斷是否有遲到早退行為、導出各種常見格式的出勤統計報告等，配合教務導入組件直接從教務上導入課程班的學生名單。

4 手機端設計

手機端是一套運行在智能手機上的下位機軟件，采用Android Studio進行開發，運行在Android操作系統上，使用Java語言進行編程。接收來自控制器的控制指令，同時將自己的運行狀態反饋給控制器，作為控制任務的實際執行者。

下位機客戶端軟件共設計五個功能相對獨立的子系統，分別是數據通信子系統、設備鎖定子系統、文件接收子系統、模式控制子系統、運行保障子系統。根據收到的控制指令不同，執行的任務有控制智能手機對各類網絡的訪問，鎖定終端設備使其無法使用等，使用前需要通過Wi-Fi與控制器建立連接，搭建數據傳輸通道的同時為出勤管理提供依據。

5 結語

本系統可以廣泛在國內高校、企、事業單位等各領域推廣，在市場上形成影響力，有望解決學校中課堂紀律差，效率低，會議無人聽的問題。并且在國內外并未出現可以實現課堂的有效管理的軟件，填補了該領域的空白。并且率先實現大規模電腦對于手機的控制，為教室智能化提供了一種可行的思路，在技術上是一種突破。

課堂手機管理系統可以大規模應用到每一個大學，每一個課堂當中。不僅限于學生，本系統也可推廣到公司及社會，社會上對手機的依賴也是非常嚴重的。集中表現在工作人員上班工作期間、開會期間玩手機。使用該系統可有效提高辦公效率，改善社會風氣。

參考文獻

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