基于A(yíng)ndroid的青少年監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 

金逸靈++萬(wàn)少華

摘要：為了青少年的身心健康，設(shè)計(jì)了基于A(yíng)ndroid平臺(tái)的青少年監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。家長(zhǎng)客戶(hù)端通過(guò)特殊短信向?qū)W生客戶(hù)端發(fā)送監(jiān)護(hù)命令，學(xué)生客戶(hù)端響應(yīng)并執(zhí)行，監(jiān)護(hù)內(nèi)容包括獲取GPS定位、獲取當(dāng)前應(yīng)用程序列表、限制上網(wǎng)、關(guān)閉或卸載應(yīng)用程序等。Web服務(wù)器端用于保存客戶(hù)端信息、查詢(xún)學(xué)生客戶(hù)端狀態(tài)、提供家長(zhǎng)客戶(hù)端之間交流平臺(tái)以及分析學(xué)生客戶(hù)端行為。將遠(yuǎn)程監(jiān)控與Android平臺(tái)相結(jié)合，構(gòu)建青少年監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，使家長(zhǎng)能有效掌握學(xué)生使用手機(jī)情況。

關(guān)鍵詞：Android；遠(yuǎn)程監(jiān)控；移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)

DOIDOI：10.11907/rjdk.161553

中圖分類(lèi)號(hào)：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2016）009010402

作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：金逸靈（1995-），女，安徽安慶人，中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)信息與安全工程學(xué)院學(xué)生，研究方向?yàn)殡娮由虅?wù)系統(tǒng)及應(yīng)用開(kāi)發(fā)；萬(wàn)少華（1978-），男，湖北云夢(mèng)人，博士，中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)信息與工程學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

0引言

越來(lái)越多的家長(zhǎng)給學(xué)生配備了智能手機(jī)。由于青少年自律能力較弱，往往會(huì)出現(xiàn)過(guò)度使用情況，不僅嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)，而且有害身心健康。鑒于此，本文基于A(yíng)ndroid平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了青少年監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了家長(zhǎng)客戶(hù)端查看學(xué)生客戶(hù)端的程序運(yùn)行狀態(tài)、關(guān)閉或卸載應(yīng)用程序、控制網(wǎng)絡(luò)連接、追蹤行動(dòng)軌跡、隱藏監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等功能，從而合理制約學(xué)生對(duì)手機(jī)的使用。通過(guò)GPS定位等功能為學(xué)生安全提供保障，為其營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)環(huán)境。Web服務(wù)器端利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，獲取有效信息，對(duì)學(xué)生客戶(hù)端的行為進(jìn)行分析，提出合理建議。除此之外，該系統(tǒng)還具有強(qiáng)制執(zhí)行力，不會(huì)被自制力不強(qiáng)的青少年關(guān)閉或卸載，影響監(jiān)護(hù)。

1關(guān)鍵技術(shù)

1.1短信過(guò)濾

1.1.1號(hào)碼過(guò)濾

當(dāng)一條短消息到達(dá)學(xué)生客戶(hù)端時(shí)，首先獲取發(fā)件人號(hào)碼，用這一號(hào)碼去匹配相應(yīng)監(jiān)護(hù)對(duì)，如果不匹配監(jiān)護(hù)對(duì)中家長(zhǎng)客戶(hù)端號(hào)碼，則判定為正常短信，將該短信存儲(chǔ)在收件箱中，學(xué)生可隨時(shí)讀取；如果匹配則將該短信攔截，轉(zhuǎn)入內(nèi)容檢查過(guò)程。

1.1.2內(nèi)容檢查

對(duì)短信內(nèi)容進(jìn)行審查，主要依據(jù)關(guān)鍵詞匹配方式進(jìn)行，使用的字符串匹配算法是BM經(jīng)典算法[1]。本系統(tǒng)關(guān)鍵詞由開(kāi)發(fā)者自定義，將調(diào)用不同處理模塊的特殊命令關(guān)鍵詞預(yù)先添加進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)表中。對(duì)于自定義關(guān)鍵詞匹配不成功的短信則按照正常短信處理；匹配成功的短信，學(xué)生客戶(hù)端響應(yīng)監(jiān)護(hù)命令，且該類(lèi)短信不顯示在學(xué)生手機(jī)上，命令執(zhí)行完畢后，向家長(zhǎng)發(fā)送反饋短信。

1.2數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘（Data mining），又名數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)（Knowledge Discovery in Database，KDD），指從數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)中找尋隱藏的、先前未知的有價(jià)值信息的過(guò)程[2]，具有特征化、區(qū)分、關(guān)聯(lián)、相關(guān)分析、分類(lèi)、預(yù)測(cè)、聚類(lèi)等功能。本系統(tǒng)結(jié)合聚類(lèi)分析、主成分分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則等數(shù)據(jù)挖掘方法，分析學(xué)生客戶(hù)端行為，為家長(zhǎng)提供準(zhǔn)確有效的信息，同時(shí)為家長(zhǎng)監(jiān)護(hù)提供合理化建議。

1.3圖標(biāo)隱藏

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)初衷是用于家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生使用手機(jī)情況進(jìn)行監(jiān)護(hù)，要求學(xué)生客戶(hù)端系統(tǒng)接入方式有較強(qiáng)的隱蔽性。將APP入口activity申明為接收隱式的intent啟動(dòng)，也就是在manifest中的intent-inflate標(biāo)簽里的data標(biāo)簽下加上android：scheme，這樣就可以在學(xué)生手機(jī)上隱藏本系統(tǒng)圖標(biāo)。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)為“Web服務(wù)器端+家長(zhǎng)客戶(hù)端+學(xué)生客戶(hù)端”，如圖1所示。家長(zhǎng)客戶(hù)端通過(guò)短信向?qū)W生客戶(hù)端發(fā)送監(jiān)護(hù)命令，學(xué)生客戶(hù)端響應(yīng)命令執(zhí)行相應(yīng)的監(jiān)護(hù)行為，監(jiān)護(hù)內(nèi)容包括獲取GPS、獲取手機(jī)當(dāng)前應(yīng)用程序列表、限制上網(wǎng)、關(guān)閉或卸載應(yīng)用程序等。Web服務(wù)器端用于保存客戶(hù)端信息、查詢(xún)學(xué)生客戶(hù)端狀態(tài)、提供家長(zhǎng)客戶(hù)端之間交流平臺(tái)以及分析學(xué)生客戶(hù)端行為。

家長(zhǎng)客戶(hù)端之間可以在Web服務(wù)器提供的平臺(tái)上進(jìn)行交流；家長(zhǎng)客戶(hù)端可以訪(fǎng)問(wèn)Web服務(wù)器端，Web服務(wù)器端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向家長(zhǎng)客戶(hù)端發(fā)送信息；學(xué)生客戶(hù)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將某些信息上傳到Web服務(wù)器端，Web服務(wù)器端進(jìn)行接收并保存；家長(zhǎng)客戶(hù)端通過(guò)發(fā)送特殊短信的方式對(duì)學(xué)生客戶(hù)端實(shí)施監(jiān)護(hù)行為，學(xué)生客戶(hù)端通過(guò)特殊短信將監(jiān)護(hù)的情況反饋給家長(zhǎng)客戶(hù)端。

3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)分為客戶(hù)端和Web服務(wù)器端。Web服務(wù)器與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，客戶(hù)端分為家長(zhǎng)客戶(hù)端和學(xué)生客戶(hù)端。家長(zhǎng)與學(xué)生客戶(hù)端通過(guò)注冊(cè)，向Web 服務(wù)器提交各自唯一的賬號(hào)和密碼。家長(zhǎng)在登錄后需進(jìn)行監(jiān)護(hù)對(duì)象匹配，輸入學(xué)生手機(jī)客戶(hù)端賬號(hào)和密碼，經(jīng)Web 服務(wù)器驗(yàn)證成功后方可進(jìn)行監(jiān)護(hù)。安裝在學(xué)生手機(jī)上的應(yīng)用程序在第一次運(yùn)行后，其圖標(biāo)自動(dòng)隱藏，學(xué)生不易發(fā)現(xiàn)、卸載。

學(xué)生客戶(hù)端在收到短信后解析短信內(nèi)容，通過(guò)電話(huà)號(hào)碼和特殊字符識(shí)別此短信是否為監(jiān)護(hù)命令。如果是正常聯(lián)系短信則不予處理，若發(fā)現(xiàn)其為包含特殊字符的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)短信，則調(diào)用相應(yīng)處理模塊，與家長(zhǎng)客戶(hù)端或Web服務(wù)器端進(jìn)行交互，發(fā)送相應(yīng)的狀態(tài)信息。短信系統(tǒng)識(shí)別后自動(dòng)攔截，不顯示在學(xué)生手機(jī)上。

系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.1家長(zhǎng)客戶(hù)端功能

3.1.1監(jiān)護(hù)對(duì)象匹配

家長(zhǎng)在注冊(cè)時(shí)選擇監(jiān)護(hù)對(duì)象匹配，輸入欲監(jiān)護(hù)學(xué)生的手機(jī)號(hào)碼，向其發(fā)送匹配驗(yàn)證碼。輸入驗(yàn)證碼后，服務(wù)器端驗(yàn)證該驗(yàn)證碼的正確性，若正確且其它信息都填寫(xiě)合法，家長(zhǎng)客戶(hù)端和學(xué)生客戶(hù)端就結(jié)成監(jiān)護(hù)對(duì)。

3.1.2發(fā)送命令

登錄家長(zhǎng)客戶(hù)端APP后，點(diǎn)擊相應(yīng)功能模塊發(fā)送特殊監(jiān)護(hù)命令短信至學(xué)生客戶(hù)端。

3.1.3信息交流

家長(zhǎng)在客戶(hù)端登錄后可通過(guò)發(fā)帖、回帖的方式與其他家長(zhǎng)進(jìn)行交流。

3.2Web服務(wù)器端功能

3.2.1軌跡追蹤

可以查看某個(gè)時(shí)間點(diǎn)學(xué)生的GPS信息，或查看某段時(shí)間內(nèi)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，進(jìn)行軌跡追蹤。

3.2.2傳送信息

給家長(zhǎng)客戶(hù)端發(fā)送學(xué)生客戶(hù)端的某些監(jiān)護(hù)信息，包括GPS信息和當(dāng)前手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息等。

3.2.3數(shù)據(jù)挖掘

使用分類(lèi)分析，對(duì)學(xué)生行為建模，進(jìn)行主成分分析，挖掘主要影響因素，使用關(guān)聯(lián)規(guī)則算法分析監(jiān)護(hù)行為、學(xué)生使用智能手機(jī)的情況與成績(jī)之間的關(guān)系，將分析得出的意見(jiàn)推送給家長(zhǎng)，例如什么方式的監(jiān)護(hù)最有效，什么行為可能產(chǎn)生不良影響，什么時(shí)間使用手機(jī)最頻繁，需重點(diǎn)監(jiān)護(hù)的“溫馨提醒”和“建議”等。

3.3學(xué)生客戶(hù)端功能

3.3.1接收、解析命令

學(xué)生客戶(hù)端收到短信后首先進(jìn)行號(hào)碼過(guò)濾，獲知發(fā)件人號(hào)碼，用此號(hào)碼去匹配相應(yīng)監(jiān)控對(duì)的家長(zhǎng)客戶(hù)端號(hào)碼。如果不匹配則按正常短信處理，如果匹配則攔截并進(jìn)行內(nèi)容檢查，依據(jù)短信內(nèi)容，匹配數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先自定義的特殊命令關(guān)鍵字，如果不匹配則按正常短信處理，若匹配其中一個(gè)則調(diào)用相應(yīng)處理模塊，與家長(zhǎng)客戶(hù)端或Web服務(wù)器端進(jìn)行交互，發(fā)送相應(yīng)狀態(tài)信息，實(shí)施監(jiān)護(hù)行為。命令執(zhí)行完畢后，向家長(zhǎng)發(fā)送反饋短信。

3.3.2獲取GPS

如果發(fā)現(xiàn)短信是包含獲取GPS命令的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)短信，則調(diào)用GPS模塊，獲取GPS信息。

3.3.3獲取手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

如果發(fā)現(xiàn)短信是包含獲取手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)命令的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)短信，則調(diào)用運(yùn)行程序模塊，獲取手機(jī)應(yīng)用程序信息。

3.3.4發(fā)送狀態(tài)

在系統(tǒng)根據(jù)特殊短信命令調(diào)用處理模塊獲得監(jiān)護(hù)信息后，自動(dòng)將其發(fā)送給家長(zhǎng)客戶(hù)端或新建線(xiàn)程，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息上傳到Web服務(wù)器。

3.3.5開(kāi)啟或關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)

如果發(fā)現(xiàn)短信是包含開(kāi)啟或關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)命令的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)短信，則調(diào)用聯(lián)網(wǎng)管理模塊，開(kāi)啟或關(guān)閉學(xué)生客戶(hù)端網(wǎng)絡(luò)連接。

3.3.6關(guān)閉或卸載應(yīng)用程序

如果發(fā)現(xiàn)短信是獲取手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)命令的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)短信，且欲關(guān)閉某應(yīng)用程序，則調(diào)用關(guān)閉應(yīng)用程序模塊；如果為欲卸載某應(yīng)用程序的監(jiān)護(hù)短信，則調(diào)用卸載應(yīng)用程序模塊進(jìn)行卸載。

4結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)創(chuàng)新性地將遠(yuǎn)程控制的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生的管理上，在一定程度上解決了青少年濫用手機(jī)現(xiàn)象，相比于單一且效果不理想的傳統(tǒng)教育管理方式，本系統(tǒng)能更有效管理學(xué)生的日常生活。本系統(tǒng)也適用于其他家庭成員、親密好友、保密性要求較高的部門(mén)工作人員，適用范圍廣。目前，移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)逐漸滲透到人們的工作和生活中，伴隨著中央提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”思想，本系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和信息通信技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)教育行業(yè)深度融合，為家長(zhǎng)提供了一種新的監(jiān)護(hù)方法，具現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)用前景良好。

參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：

[1]張倩倩.基于A(yíng)ndroid短信服務(wù)的手機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津：天津大學(xué)，2012.

[2]孫振華.基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的分析決策系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2014.

責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：杜能鋼）