校園手機(jī)智能屏蔽網(wǎng)管理系統(tǒng)的研發(fā)

吳江壽

（浙江東方職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 溫州325011）

0 前言

在通信技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，手機(jī)成為人們工作和生活所不可缺少的通訊工具，已滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)和人們的日常生活中，成為推動(dòng)我國(guó)全面邁向現(xiàn)代化的重要力量。手機(jī)的廣泛應(yīng)用帶來溝通上的便利是不言而喻的,但同時(shí)也產(chǎn)生了許多不容忽視的隱患[1]，特別是給大、中院校管理帶來了隱患更加嚴(yán)重，具體表現(xiàn)為[2-4]：

1）手機(jī)成為部分學(xué)生考試作弊的工具。利用手機(jī)等現(xiàn)代通訊工具來收發(fā)有關(guān)考題答案的短信、直接語音通話泄漏答案，或者通過耳機(jī)甚至是藍(lán)牙耳機(jī)與考場(chǎng)外取得聯(lián)系獲取答案等方法進(jìn)行考試作弊，影響了公平競(jìng)爭(zhēng)。

2）課堂上玩弄手機(jī)，影響教師授課效果及課堂秩序。在教師授課期間，部分學(xué)生不自覺地進(jìn)行收發(fā)短信，甚至看視頻、玩游戲等，嚴(yán)重干擾了課堂秩序并影響了教師的授課效果。

3）手機(jī)成為新的噪音污染源。一個(gè)安靜的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍是高校最基本要求，但隨著校園學(xué)生手機(jī)擁有率的大幅度提高，部分手機(jī)使用者偶爾會(huì)忘記將自己的通訊工具在必要的場(chǎng)合下設(shè)置為靜音，結(jié)果在自己無準(zhǔn)備的情況下使手機(jī)成為新的噪音污染源，干擾了正常的學(xué)習(xí)氛圍并對(duì)他人產(chǎn)生影響。

如何來有效保證學(xué)校的正常學(xué)習(xí)環(huán)境，在有限的條件下進(jìn)行小范圍的限制手機(jī)的濫用，并根據(jù)學(xué)校的教學(xué)管理特點(diǎn)，將各個(gè)小范圍的手機(jī)信號(hào)進(jìn)行屏蔽從而形成一個(gè)以各個(gè)點(diǎn)組成的手機(jī)屏蔽網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)局部屏蔽點(diǎn)集中于一個(gè)控制管理中心并進(jìn)行人性化的統(tǒng)一控制管理，這就是校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)原理的研發(fā)的目的。

1 手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)原理分析

1.1 手機(jī)智能屏蔽原理分析

近年來，一些開發(fā)單位相繼推出了手機(jī)干擾器，成功地阻斷移動(dòng)電話的通訊，使會(huì)場(chǎng)得到凈化，會(huì)議信息得以保密等，這種干擾器是一種在移動(dòng)通信（GSM/DCS/CDMA）的頻段內(nèi)發(fā)射強(qiáng)干擾信號(hào)，從而阻斷移動(dòng)通信手機(jī)與基站接續(xù)通信的一種干擾設(shè)備。由于無線電波在空中是自由傳播的，利用無線電波對(duì)移動(dòng)通信實(shí)施干擾，是不可能嚴(yán)格做到只對(duì)某一特定空間進(jìn)行干擾而不影響移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的。目前手機(jī)干擾器按干擾的方法分：全頻段掃描干擾、上行信號(hào)干擾、下行信號(hào)干擾、噪聲干擾等幾種。由于下行信號(hào)的干擾，將會(huì)影響手機(jī)對(duì)基站BCCH廣播信號(hào)的接收，致使整個(gè)手機(jī)干擾器覆蓋范圍干擾區(qū)內(nèi)的手機(jī)無法撥接電話，而不會(huì)對(duì)基站有很大的干擾，而其他干擾方式會(huì)對(duì)周圍移動(dòng)通信基站所覆蓋區(qū)域的正常運(yùn)行造成干擾，甚至導(dǎo)致整個(gè)基站覆蓋區(qū)域無法撥接電話，必然引起電波秩序的混亂，干擾整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)重得會(huì)導(dǎo)致整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)性能下降，這會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的抗議和國(guó)家無線管理委員會(huì)的處罰。因此，校園手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)采用下行信號(hào)干擾的并可精密調(diào)節(jié)干擾距離手機(jī)屏蔽器，可以對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的干擾減少到最小，同時(shí)采用系統(tǒng)智能管理可以節(jié)省了人力和管理成本。

1.2 校園手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

校園手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)突出實(shí)用性、可擴(kuò)展性、安全性和容錯(cuò)能力等。首先必須按照高效實(shí)用的原則，校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)采用“手機(jī)信號(hào)屏蔽器”為終端，“受控器”串連屏蔽器的電源，“線路集中控制器”遠(yuǎn)程控制，控制信號(hào)以電力線動(dòng)力載波方式傳輸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)精巧，無需另布控制線路，節(jié)省成本。且該電力線動(dòng)力載波技術(shù)現(xiàn)在比較成熟可靠，且采用了動(dòng)力載波技術(shù)傳輸遠(yuǎn)程控制信號(hào)，控制線路布線幾乎為零，避免了重新另布控制線路而需對(duì)原有建筑的墻體損傷和影響美觀。由于手機(jī)屏蔽是國(guó)家管制的產(chǎn)業(yè)，校園手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)的主控管理軟件與校園網(wǎng)及INTERNET必須無縫連接，任何一臺(tái)可以連入校園網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的普通計(jì)算機(jī)都可以安裝并執(zhí)行主控軟件的管理控制功能。所以，校園手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)應(yīng)符合有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的開放性，能與校園網(wǎng)及Internet平滑互連。

其次，設(shè)計(jì)開發(fā)的系統(tǒng)按照可擴(kuò)展、升級(jí)方便原則進(jìn)行開發(fā)，校園手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)中的每臺(tái)“線路集中控制器”可以下掛1023個(gè)遠(yuǎn)程受控終端，日后用戶單位如果需要擴(kuò)展增加屏蔽點(diǎn)時(shí)僅僅需要增加遠(yuǎn)程受控終端即可，無需考慮控制線路及主控端的改進(jìn)。

再次，校園手機(jī)智能屏蔽系統(tǒng)具有可靠的安全和容錯(cuò)能力，校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)利用微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的通信手段，有機(jī)的結(jié)合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和載波技術(shù)，系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)流安排、容錯(cuò)技術(shù)、軟硬件可靠性、噪聲處理、抗干擾、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多方面。電力載波技術(shù)采用配電網(wǎng)零序載波注入傳輸技術(shù)，注入功率很小，信號(hào)傳輸只限于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，并且只在本級(jí)配電網(wǎng)內(nèi)傳輸。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.1 校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，根據(jù)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)功能的要求，整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能，即：

人機(jī)界面，用戶權(quán)限管理：用戶權(quán)限管理中，用戶權(quán)限分為管理員和操作員，其中管理員具備整個(gè)系統(tǒng)軟件的所有修改和操作權(quán)限，操作員僅具有操作權(quán)限，不可以修改系統(tǒng)參數(shù)、單位組織結(jié)構(gòu)等。

圖1 手機(jī)智能屏蔽網(wǎng)管理系統(tǒng)示意圖

遠(yuǎn)程控制：在監(jiān)控管理中心的電腦界面上，可以控制任意一個(gè)或一組/若干組屏蔽器終端的開或關(guān)，并及時(shí)掌握其開關(guān)狀態(tài)，

控制信號(hào)以電力網(wǎng)載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)：監(jiān)控管理中心經(jīng)“線路集中控制器”通過低壓電力線（220V/50Hz）管理連接在同一個(gè)配電變壓器的電力網(wǎng)內(nèi)的多個(gè)“受控器”，“集控制器”與“受控器”在同一個(gè)配電變壓器的電網(wǎng)內(nèi)。

控制方式多樣：一個(gè)“主控制器”可支持10-200個(gè)“受控器”，可以是點(diǎn)控、組控、全控等多樣控制方式。

無人值守的運(yùn)行：可以預(yù)先設(shè)定好的開關(guān)狀態(tài)指令，系統(tǒng)即可調(diào)用“定時(shí)計(jì)劃列表”，在無人值守的情況下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)被控制端的遠(yuǎn)程控制，使各個(gè)遠(yuǎn)程終端按時(shí)按點(diǎn)的執(zhí)行“定時(shí)計(jì)劃列表”，做到無人值守地運(yùn)行、降低人力成本。

狀態(tài)查詢：能夠查詢進(jìn)度，進(jìn)度完成后即出來查詢結(jié)果列表，據(jù)此列表使用單位可以隨時(shí)了解遠(yuǎn)端的各個(gè)受控器及手機(jī)信號(hào)屏蔽器的工作狀況。

2.2 可應(yīng)用場(chǎng)所及主要功能

校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)可應(yīng)用于中考/高考考場(chǎng)、考試考場(chǎng)、大中小學(xué)校課堂教室、會(huì)議場(chǎng)所、紀(jì)念堂、音樂廳、圖書館等場(chǎng)所，能夠?qū)π@內(nèi)使用的手機(jī)進(jìn)行有效屏蔽管理。屏蔽范圍包括CDMA、GSM、PHS以及市話通（139/138/137/136/135/134/133/132/131/130/188/189）等語音通信為主的移動(dòng)電話，并能支持屏蔽3G、Wimax、wifi等數(shù)據(jù)通信為主的移動(dòng)通信方式，只要手機(jī)進(jìn)入受到屏蔽的場(chǎng)所，就完全切斷通過手機(jī)與外界的聯(lián)系，考試時(shí)學(xué)生不能通過手機(jī)進(jìn)行作弊，上課時(shí)學(xué)生不能通過手機(jī)來玩游戲，對(duì)校園學(xué)習(xí)場(chǎng)所的環(huán)境起到凈化作用。

校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)并未帶來副作用，僅屏蔽手機(jī)等通訊工具的信號(hào)，不影響其它電子設(shè)備的正常工作；電磁輻射（＜-10dBm）遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人體無害；可隨時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)受控器及屏蔽器的工作狀態(tài)，如有屏蔽器損壞或工作不正常系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成故障報(bào)告反饋給管理者；單點(diǎn)的屏蔽覆蓋半徑20-50m，且可調(diào)節(jié)；各屏蔽網(wǎng)點(diǎn)組網(wǎng)無需布線成本，僅是利用單位原有的低壓（220V/50Hz）供電網(wǎng)傳輸開關(guān)控制指令，而且各屏蔽點(diǎn)位置可隨意調(diào)節(jié)。

3 總結(jié)

校園手機(jī)屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)利用微電子技術(shù)、無線電技術(shù)為基礎(chǔ)，有機(jī)的結(jié)合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和載波技術(shù)，系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)流安排、容錯(cuò)技術(shù)、軟硬件可靠性、噪聲處理、抗干擾等諸多技術(shù)，只要手機(jī)進(jìn)入受到屏蔽管理的場(chǎng)所，就完全切斷通過手機(jī)與外界的聯(lián)系，對(duì)校園學(xué)習(xí)場(chǎng)所的環(huán)境起到凈化作用。且該系統(tǒng)采用配電網(wǎng)零序載波注入傳輸技術(shù)，注入功率很小，信號(hào)傳輸只限于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，并且只在本級(jí)配電網(wǎng)內(nèi)傳輸，充分利用電力線路通道，節(jié)省資源，提高效益。

［1］韓青,李瑋.監(jiān)獄手機(jī)屏蔽系統(tǒng)研究[J].裝備制造技術(shù),2008,7(7):53-54.

［2］劉海波,楊祥.高科技考試作弊手段及預(yù)防對(duì)策[J].2009,3,30(3):106-108.

［3］張洪.關(guān)于高校學(xué)生考試作弊問題的探討[J].濰坊高等職業(yè)教育,2006,2(3):15-17.

［4］吳開禾.杜絕考試作弊的思考[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào):哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版,2004(4):72-74.