基于Android的防沉迷系統(tǒng)的研究與開發(fā)

徐婷　王英石　李鴻珍　吳非凡　陳道祺　汪文杰

摘要：移動端互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛，在便利人們生活的同時帶來了許多麻煩，尤其是在時問管理上，手機(jī)娛樂類應(yīng)用占據(jù)了人們大量的時間，對人們的工作學(xué)習(xí)帶來了極大的困擾。文章提出了一種基于Android的防沉迷系統(tǒng)，可以幫助用戶進(jìn)行時間管理，可以在一定時間內(nèi)對希望被封鎖的應(yīng)用進(jìn)行監(jiān)控封鎖，只有在滿足一定條件后才能打開該應(yīng)用，從而做到防止用戶沉迷于手機(jī)娛樂應(yīng)用的目的。

關(guān)鍵詞：防沉迷;應(yīng)用監(jiān)控;移動端開發(fā);Android平臺

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）20-0096-02

1背景

隨著科技的進(jìn)步，人們的生活越來越離不開手機(jī)應(yīng)用。五花八門的App豐富了人們的生活，同時也帶來了沉迷的風(fēng)險。Android系統(tǒng)用戶廣泛，因此特殊用戶群體（如學(xué)生）也相對較多。許多白控能力較弱的人，因沉迷社交軟件、游戲等不能自拔，個人的生活受到了極大影響。綜上所述，防沉迷系統(tǒng)的搭建，是國內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此，項目以此為背景，開展了基于Android的防沉迷系統(tǒng)的研究與開發(fā)。

防沉迷系統(tǒng)是對于手機(jī)App進(jìn)行的鎖定，有效對Android用戶使用該應(yīng)用的時間進(jìn)行管控。用戶可以通過使用本系統(tǒng)，鎖定相應(yīng)App，設(shè)置使用時間，本系統(tǒng)會在后臺監(jiān)控用戶對該應(yīng)用的使用情況，如果超出使用時間，在限定的時間內(nèi)將無法打開及使用該應(yīng)用。另外，本系統(tǒng)還添加了獎勵機(jī)制及排行榜，對于完成防沉迷目標(biāo)的用戶，將頒發(fā)相應(yīng)獎勵，排行榜名次會隨著用戶防沉迷任務(wù)完成程度實時變化。

本文詳細(xì)介紹了基于Android的防沉迷系統(tǒng)的設(shè)計，針對本系統(tǒng)的應(yīng)用和具體設(shè)計任務(wù)進(jìn)行論述，闡述本系統(tǒng)的主要特征、需求分析、預(yù)期目標(biāo)及功能等。

2設(shè)計

針對基于Android的防沉迷系統(tǒng)，項目主要在鎖定方式，前后端交互，獎勵機(jī)制等方面進(jìn)行設(shè)計。系統(tǒng)模塊設(shè)計是研究和應(yīng)用如何以系統(tǒng)化、規(guī)范化、可度量的方法開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)軟件的一種層次化技術(shù)，包括過程、方法和工具三個要素。根據(jù)分析，一個完整的Android防沉迷軟件應(yīng)該包括UI界面設(shè)計，鎖定方式，獎勵機(jī)制等方面內(nèi)容，通過這些模塊用戶可以完成各種操作，滿足了用戶對于個人健康的管理需求，因此將系統(tǒng)設(shè)計如圖1所示。

2.1鎖定方式

在軟件中給予用戶選擇的控件，采用多種方式實現(xiàn)鎖定，可以供用戶靈活選擇。

2.1.1常規(guī)鎖定

常規(guī)鎖定就是將手機(jī)App進(jìn)行鎖定，在用戶沒定鎖定時間后，在規(guī)定時間內(nèi)用戶若想解鎖，系統(tǒng)會在題目集中隨機(jī)選取一道題，該題不設(shè)類型，但有標(biāo)準(zhǔn)答案。若用戶答對該題，則解鎖應(yīng)用，否則繼續(xù)回答下一隨機(jī)問題或者放棄使用應(yīng)用。鎖定時間到自動解鎖。

2.1.2監(jiān)督鎖定

監(jiān)督鎖定是注冊用戶之間相互監(jiān)督的鎖定。該功能要求用戶與網(wǎng)上好友相互監(jiān)督，給對方設(shè)定解鎖密碼。用戶與好友相互持有對方的解鎖密鑰，當(dāng)密鑰設(shè)定后會存人本機(jī)數(shù)據(jù)庫，以md5加密方式進(jìn)行存儲。因此，在鎖定時間內(nèi)若想對App進(jìn)行解鎖，需獲取監(jiān)督者沒定的密鑰。

2.1.3強(qiáng)制鎖定

用戶不能在規(guī)定時間內(nèi)解鎖App，必須待規(guī)定鎖定時間結(jié)束才能重啟該App。

2.2前后端設(shè)計

用戶在軟件初始界面信息注冊及登錄。用戶注冊后，在后臺數(shù)據(jù)庫中加入用戶個人信息，App使用信息（App名字，單次使用時長，總使用時長，次數(shù)，用戶錢包，堅持天數(shù)等），相關(guān)分組聯(lián)系人信息等等。在數(shù)據(jù)庫中獲取相關(guān)信息，在后端進(jìn)行控制App達(dá)到目的。UI沒計與后端工作在系統(tǒng)開發(fā)時同步進(jìn)行，建立了穩(wěn)健的連接，用戶進(jìn)行的每個步驟都有對應(yīng)界面。前端工作將App美化，提升軟件的人機(jī)交互體驗。在軟件界面上保證不對用戶造成影響，提升用戶使用體驗。

2.3獎勵機(jī)制

軟件的工作需要用戶的堅持，所以提fn相關(guān)的激勵機(jī)制，希望在軟件工作期間，用戶能積極地完成每次階段性的任務(wù)。在本激勵機(jī)制內(nèi)，用戶需要進(jìn)行實名認(rèn)證開啟。保證用戶信息的同時加入獎金機(jī)制，比如用戶交10元，一定期限內(nèi)完成防沉迷工作，返還12元;如果失敗則10元不可取出。除此之外，還將使用小組工作的形式，每個小組可以建立群聊，一個小組設(shè)立期限。每人交同樣的錢數(shù)，達(dá)成目標(biāo)的人平均獲得該小組交的總錢數(shù)。加入小組排行榜，根據(jù)防沉迷任務(wù)的完成程度，實時更改小組成員排行榜的名次，名次的變化信息后臺進(jìn)行統(tǒng)計，用戶通過App得到反饋。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)的服務(wù)端分為移動服務(wù)端與云服務(wù)端，與移動端組成整個系統(tǒng)，分別承擔(dān)不同的職能。見圖2。

3.1移動端

移動端的作用就是與用戶進(jìn)行交互，在用戶使用本系統(tǒng)時，將需要鎖定的App添加進(jìn)相應(yīng)功能處，選擇鎖定方式即可對該應(yīng)用進(jìn)行鎖定。當(dāng)用戶選擇監(jiān)督鎖定模式，會選擇一個好友，之后系統(tǒng)與其進(jìn)行通信，要求對方輸入一串密鑰作為鎖定密碼，然后系統(tǒng)接收到此密鑰，將其存放在本機(jī)數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

移動端在用戶第一次登錄或者修改個人信息時與服務(wù)器進(jìn)行信息交換，此外與服務(wù)器的直接聯(lián)系僅為用戶之間的通信或者監(jiān)督模式下的密鑰沒置。

3.2移動服務(wù)端

移動服務(wù)端是一個小型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，里面存放了用戶的鎖定App的信息，沒備信息，題庫信息，并將用戶的其他反饋信息傳遞給移動端。

每次用戶對本地數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行修改，移動端數(shù)據(jù)庫就會與服務(wù)端進(jìn)行通信，將用戶更新的本地數(shù)據(jù)信息傳送到服務(wù)端，以做到本地與服務(wù)端數(shù)據(jù)一致性。同樣，當(dāng)用戶選擇監(jiān)督模式時，對方用戶設(shè)定密鑰之后，通過服務(wù)端與移動服務(wù)端進(jìn)行通信，將密鑰傳送到移動端服務(wù)器。

3.3服務(wù)端

服務(wù)端主要起到信息中介的作用，驗證用戶信息，也可以幫助用戶找回丟失信息。增加服務(wù)端可以為系統(tǒng)的后續(xù)開發(fā)增加靈活性。

4鎖定算法實現(xiàn)

本系統(tǒng)核心為App鎖定功能。主要是將App的id作為唯一標(biāo)識存儲在本機(jī)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，當(dāng)被鎖定App發(fā)生開啟響應(yīng)事件時，本系統(tǒng)從任務(wù)管理器中尋找該App的進(jìn)程號，若不符合開鎖條件，則切斷進(jìn)程。算法流程圖見圖3。

5結(jié)束語

隨著手機(jī)的普及，防沉迷系統(tǒng)的開發(fā)越發(fā)重要，許多App相繼推出了“青少年模式”控制App的使用時間，但是這些App無法有效阻止無監(jiān)督下的兒童使用。本系統(tǒng)的開發(fā)主要是為了幫助沒有自制力的人減少手機(jī)使用時間，從而提高工作學(xué)習(xí)的效率。本系統(tǒng)尚有不足，不能自動識別游戲類的娛樂軟件，需要用戶針對性的添加。自動識別娛樂軟件將是未來開發(fā)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊劍爐.結(jié)合工程項目的Android課程改革研究[J].科技風(fēng)，2020（11）： 34-35.

[2]高俊，牛藝霏.Android應(yīng)用架構(gòu)技術(shù)分析和設(shè)計[J].信息技術(shù)與信息化，2020（3）： 13-15.

[3]王懷興.關(guān)系數(shù)據(jù)庫的共享、沖突及自適應(yīng)鎖定算法[J].現(xiàn)代圖書情報技術(shù)，1999（6）： 25-27，46.

[4]周瑞璟.Android手機(jī)防沉迷系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].廣州：中山大學(xué)，2014.

[5] Ahmed Fawzy Mohamed Cad. Preparing Kivy for Android Ap-plication Development[Ml. Apress， 2019.

[6] Tiwari A，GroB S，Hammer C.IIFA： modular inter-app intentinformation flow analysis of android applications[M]//LectureNotes of the Institute for Computer Sciences. Social Informat-ics and Telecommunications Engineering. Cham： Springer In-temational Puhlishing， 2019： 335-349.

[7] Iman Almomani， Mamdouh Alenezi. Android Application Secu-rity Scanning Process[M]. Intech Open， 2019.

[8] Ahmed Fawzy Mohamed Gad. Creating and Managing MultipleScreens[M]. Apress，2019.

收稿日期：2020-05-08

基金項目：基于Android的防沉迷系統(tǒng)的研究與開發(fā)（項目編號：201910059074）

作者簡介：徐婷（1999-），女，福建莆田人，學(xué)士，研究方向為信息安全;王英石（1986-），黑龍江哈爾濱人，講師，博士，研究方向為計算機(jī)應(yīng)用技術(shù);李鴻珍（1999-），女，河北滄州人，學(xué)士，研究方向為信息安全;吳非凡（1998-），男，江蘇常州人，學(xué)士，研究方向為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù);陳道祺（1999-），男，浙江寧波人，學(xué)士，研究方向為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù);汪文杰（1999一），男，新疆伊寧人，學(xué)士，研究方向為信息安全。