基于无线连接的课堂手机管理系统

李厚基 文明乾

摘要：设计并实现了一种基于无线连接的手机控制和信息管理系统，充分利用Wi-Fi连接稳定的特性，有效实现了对教室手机的锁定控制。并结合现有校园智能化手机等优势技术实现了在课堂上老师发送指令快速锁定学生手机，使其无法使用与学习无关的应用。实验结果表明，该系统较人为管理课堂手机在速度和效果上有很大优势，系统还可实现教学资料分发、学生成绩管理、师生交流、课堂考勤等附加功能，也可以成为目前高校智慧校园管理中的重要组成部分。

关键词：无线连接 手机锁定 教学辅助

中图分类号：TP311.56 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

随着信息技术的快速发展和手机持有率的提高，智能手机在学生中开始广泛使用。手机在给学生带来学习和生活便捷的同时，也导致了比如课堂上滥用手机导致课上效率低下乃至荒废学业的问题。大多数国内高校上课的出勤率难以保证，迟到早退等陋习更是逐渐显示出常态化的趋势，尚没有一个有效的措施从根本上解决这一问题。

设计并实现的手机控制功能，使用了智能手机与主机所具有的Wi-Fi通信功能，手机与主机进行连接后，教师通过上位机软件对学生手机进行锁定，使学生不能使用与学习无关的应用。锁定功能方便快速，稳定性高，具有极高的可用性。

2 总体架构

本系统硬件架构如图1所示，教室中的Wi-Fi热点为电脑端和手机端提供网络服务，允许不同类型的终端接入系统进行管理。在数据量巨大或对系统实时性有严格要求的情况下，系统瓶颈会出现在路由器和服务端程序上，可采用多台路由器分流或负载均衡技术来提高整体系统性能，以满足高并发条件下的性能要求。

本系统软件架构如图2所示，系统采用三层架构，分别为服务层、链路层以及应用层。应用层运行于下位机上，实现系统原始数据的采集和指令协议的解析，包括手机的运行数据和来自教师机的控制指令，为上层提供应用层面的服务。链路层运行于网络设备上，实现应用层与服务层之间的通信，通过OSI标准模型中的TCP/IP协议和系统自行定义的内部指令集为上层提供传输层面的服务。服务层运行于上位机上，实现用户与系统的人机交互，接收来自用户的命令，转换为相应的指令集后转发给下层设备，同时接收来自下层的状态信息，实现数据的可视化。

3 教师端设计

教师端是一套可以运行在教室中教学电脑上的上位机软件，采用Visual Studio进行开发，运行在微软的Windows操作系统上，使用C#语言进行编程。将用户的指令通过控制器发送到手机上，同时将智能手机反馈的数据显示到屏幕上。

上位机服务端软件包含数据通信子系统、名单维护子系统、成绩管理子系统、出勤记录子系统、文件传输子系统、教务导入子系统和运行保障子系统七个功能独立的子系统。实现的功能有查看已连接控制器的终端设备、通过连接记录统计每个学生的出勤率、判断是否有迟到早退行为、导出各种常见格式的出勤统计报告等，配合教务导入组件直接从教务上导入课程班的学生名单。

4 手机端设计

手机端是一套运行在智能手机上的下位机软件，采用Android Studio进行开发，运行在Android操作系统上，使用Java语言进行编程。接收来自控制器的控制指令，同时将自己的运行状态反馈给控制器，作为控制任务的实际执行者。

下位机客户端软件共设计五个功能相对独立的子系统，分别是数据通信子系统、设备锁定子系统、文件接收子系统、模式控制子系统、运行保障子系统。根据收到的控制指令不同，执行的任务有控制智能手机对各类网络的访问，锁定终端设备使其无法使用等，使用前需要通过Wi-Fi与控制器建立连接，搭建数据传输通道的同时为出勤管理提供依据。

5 结语

本系统可以广泛在国内高校、企、事业单位等各领域推广，在市场上形成影响力，有望解决学校中课堂纪律差，效率低，会议无人听的问题。并且在国内外并未出现可以实现课堂的有效管理的软件，填补了该领域的空白。并且率先实现大规模电脑对于手机的控制，为教室智能化提供了一种可行的思路，在技术上是一种突破。

课堂手机管理系统可以大规模应用到每一个大学，每一个课堂当中。不仅限于学生，本系统也可推广到公司及社会，社会上对手机的依赖也是非常严重的。集中表现在工作人员上班工作期间、开会期间玩手机。使用该系统可有效提高办公效率，改善社会风气。

参考文献

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