基于Android的中小學(xué)生手機(jī)上網(wǎng)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳曼嗣

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，智能手機(jī)成為方便、快捷的通信工具并走進(jìn)了千家萬戶，中小學(xué)生擁有手機(jī)已成為普遍現(xiàn)象，但這同時(shí)也帶來了各種各樣的問題與爭論。為了解決目前中小學(xué)生沉迷手機(jī)的問題，該項(xiàng)目開展了基于Android系統(tǒng)的中小學(xué)生使用手機(jī)的管理軟件設(shè)計(jì)研究。

關(guān)鍵詞：智能;快捷;手機(jī)問題;管理軟件;檢測技術(shù)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）31-0066-02

1設(shè)計(jì)思路

本軟件系統(tǒng)的工作思路為：當(dāng)學(xué)生手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)使用超出設(shè)定時(shí)間后，軟件后臺程序自動斷開手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)發(fā)送短信告知家長，家長在收到短信通知后也可以通過回復(fù)短信的方式延長學(xué)生的上網(wǎng)時(shí)間。另外該管理軟件也能將手機(jī)聯(lián)網(wǎng)的情況上傳到加密的管理平臺，家長可以密碼登錄到平臺上查看學(xué)生手機(jī)的上網(wǎng)情況。軟件用于管控學(xué)生的上網(wǎng)時(shí)間，相對于其他青少年手機(jī)上網(wǎng)管理APP，該軟件對學(xué)生上網(wǎng)的內(nèi)容不作監(jiān)視，并且通過短信的方式進(jìn)行信息傳輸，不受是否處于上網(wǎng)狀態(tài)的限制。另外，軟件添加了圖像處理算法，能夠檢測手機(jī)屏幕與使用者眼睛的距離，當(dāng)距離小于設(shè)定值時(shí)關(guān)閉手機(jī)屏幕。通過該軟件，家長能夠通過自己的手機(jī)管理孩子上網(wǎng)的時(shí)間，從而促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成健康的手機(jī)使用習(xí)慣。

本次基于Android的手機(jī)上網(wǎng)管理APP，由Android Studio開發(fā)軟件應(yīng)用java語言進(jìn)行的應(yīng)用程序開發(fā)。

2系統(tǒng)總體方案與實(shí)現(xiàn)

2.1邏輯結(jié)構(gòu)

軟件的實(shí)現(xiàn)邏輯是通過手機(jī)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)接口檢測手機(jī)是否處于上網(wǎng)狀態(tài)。由于手機(jī)上網(wǎng)的形式有3G4G和Wi-Fi兩種形式，因此需要同時(shí)監(jiān)測這兩種網(wǎng)絡(luò)的連接情況，如果其中一種網(wǎng)絡(luò)接口是連接的就認(rèn)為手機(jī)是可以上網(wǎng)的。同時(shí)為了更準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)學(xué)生的上網(wǎng)時(shí)間，程序的邏輯判斷中加入了手機(jī)屏幕的亮滅作為一項(xiàng)判斷依據(jù)，即被監(jiān)控手機(jī)只有在開啟網(wǎng)絡(luò)連接且該手機(jī)屏幕亮的情況下才認(rèn)為是處在上網(wǎng)狀態(tài)，計(jì)人手機(jī)上網(wǎng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)中，除這種情況外，其他的手機(jī)使用狀態(tài)不計(jì)人手機(jī)上網(wǎng)時(shí)間。

手機(jī)上網(wǎng)管理軟件以“一天”作為一個(gè)統(tǒng)計(jì)周期，對每天的上網(wǎng)時(shí)間做出限定設(shè)置，只根據(jù)同一天中的上網(wǎng)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)疊加與判斷，如超出設(shè)定時(shí)間強(qiáng)制斷開網(wǎng)絡(luò)。第二天，手機(jī)系統(tǒng)中前一天的上網(wǎng)時(shí)間自動清零，手機(jī)上網(wǎng)功能恢復(fù)使用，直到上網(wǎng)時(shí)間超出了當(dāng)天的使用限制，再斷開網(wǎng)絡(luò)連接.對手機(jī)上網(wǎng)監(jiān)控軟件額外添加了“延長上網(wǎng)時(shí)間”的功能。通過用家長手機(jī)回復(fù)短信到學(xué)生手機(jī)的方式延長學(xué)生手機(jī)上網(wǎng)時(shí)間，家長回復(fù)特定格式的短信到學(xué)生手機(jī)上后，管理軟件能自動讀取短信內(nèi)容并重新打開學(xué)生手機(jī)的上網(wǎng)權(quán)限。對于學(xué)生家長回復(fù)短信的內(nèi)容也做了如下考慮：家長回復(fù)的短信內(nèi)容應(yīng)包含網(wǎng)絡(luò)再次打開的密碼，且密碼不應(yīng)該固定，如果是固定不變的，短信內(nèi)容被學(xué)生獲取后網(wǎng)絡(luò)控制就不會再起作用，于是應(yīng)用了動態(tài)短信驗(yàn)證碼的方式，驗(yàn)證碼是由學(xué)生手機(jī)自動隨機(jī)生成的，并與報(bào)警信息一起發(fā)送給家長手機(jī)，這樣就可以不擔(dān)心密碼泄密了。

2.2用戶權(quán)限模塊

控制系統(tǒng)分為兩種不同的用戶權(quán)限一學(xué)生與家長。學(xué)生手機(jī)作為被管理端，手機(jī)上網(wǎng)管理APP主要安裝于學(xué)生的手機(jī)上，根據(jù)權(quán)限設(shè)置學(xué)生只擁有對自己手機(jī)的使用權(quán)限，無法決定自己的上網(wǎng)時(shí)間，無延長上網(wǎng)權(quán)限。家長安裝的監(jiān)控端軟件，擁有最高權(quán)限，不僅可以通過遠(yuǎn)程服務(wù)器平臺監(jiān)控學(xué)生上網(wǎng)的時(shí)間信息，同時(shí)可以具有關(guān)閉學(xué)生上網(wǎng)與投子學(xué)生上網(wǎng)的權(quán)限。

2.3代碼實(shí)現(xiàn)

在應(yīng)用Android studio外境創(chuàng)建AP工程并做了相關(guān)基本配置（兼容版本、頁面布局等）后，應(yīng)用Java語言開展程序開發(fā)。

2.4手機(jī)上網(wǎng)管理初始數(shù)據(jù)配置界面

手機(jī)上網(wǎng)管理系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)，在于需要在管理者（家長）手機(jī)與被管理者（學(xué)生）手機(jī)之間建立監(jiān)控關(guān)系，兩者手機(jī)需要進(jìn)行定，軟件設(shè)計(jì)了在APP軟件安裝界面中通過用戶輸人手機(jī)號的方式定：在通用設(shè)置界面中將本機(jī)手機(jī)號碼與管理者手機(jī)號碼輸入，即建立那定關(guān)系。手機(jī)軟件不斷對本機(jī)的網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行監(jiān)測，并通過網(wǎng)絡(luò)將上網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送到平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器端，管理者能夠通過登錄平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器端進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查看，同時(shí)軟件在監(jiān)測到上網(wǎng)超時(shí)后通過短信方式將報(bào)警傳給管理者手機(jī)，短信格式為網(wǎng)絡(luò)報(bào)警信息與系統(tǒng)軟件自動生成的四位隨機(jī)驗(yàn)證碼。管理者能夠通過將四位隨機(jī)驗(yàn)證碼和特定格式的短信回復(fù)到被管理者手機(jī)上，開啟被管理者手機(jī)的上網(wǎng)延時(shí)。

2.5手機(jī)視力保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)

正常情況下，眼睛與智能手機(jī)之間應(yīng)保持30m左右的距離，可以有效防止視力疲勞，如距離小于30m長時(shí)間連續(xù)觀看手機(jī)，就對視力造成消極影響，尤其是廣大中小學(xué)生身體正處在生長發(fā)育階段，如長時(shí)間離手機(jī)屏幕很近，很容易導(dǎo)致視力的下降?？紤]到現(xiàn)有手機(jī)并沒有用于較長距離（30-60m）測距的傳感器。

于是我嘗試?yán)们爸脭z像頭，采集使用者圖像并應(yīng)用圖像處理算法，計(jì)算出人眼到手機(jī)屏幕的距離，最終實(shí)現(xiàn)人眼視力的自動保護(hù)的軟件開發(fā)。

本項(xiàng)目采用了Ada-Boot算法作為人眼檢測算法，Ad-Bom算法是一種選代方法，通過從大量的弱分類器中選取最具有分類意義的組合成一個(gè)強(qiáng)分類器，目的是為了提高檢測的精確度。

3手機(jī)上網(wǎng)數(shù)據(jù)管理平臺的實(shí)現(xiàn)

為了更好地讓管理者通過手機(jī)查看被監(jiān)測手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)使用記錄，專門開發(fā)了手機(jī)上網(wǎng)數(shù)據(jù)同步到網(wǎng)絡(luò)平臺端供管理者實(shí)時(shí)監(jiān)督，用戶在使用時(shí)需要用管理者的手機(jī)號與密碼登錄系統(tǒng)。

4主要成果與創(chuàng)新

本項(xiàng)目在專業(yè)老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過調(diào)查并利用中學(xué)《信息》課程中所學(xué)的信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)等知識，得出了基于Android的中小學(xué)生手機(jī)上網(wǎng)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的研究方案，并獲得以下成果。

1）采用基于Android studio開發(fā)環(huán)境，搭建一個(gè)Android-SDK開發(fā)環(huán)境;在iava環(huán)境中，通過網(wǎng)絡(luò)接口訪問底層數(shù)據(jù)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)上網(wǎng)時(shí)間并做出判斷;實(shí)現(xiàn)對超過使用限制的遠(yuǎn)程報(bào)警處理;實(shí)現(xiàn)對超過使用限制的強(qiáng)制斷網(wǎng)處理;通過訪問網(wǎng)頁服務(wù)器可以查看被監(jiān)控手機(jī)號的網(wǎng)絡(luò)使用情況;通過手機(jī)短信驗(yàn)證碼發(fā)送的方式，實(shí)現(xiàn)了對被管理手機(jī)上網(wǎng)時(shí)間的延長使用許可。

2）通過手機(jī)的前置攝像頭、儲存器、CPU、屏幕顯示模塊，應(yīng)用圖像處理算法的軟件，結(jié)合AdaBoost算法編寫了檢測手機(jī)屏幕與使用者眼睛距離的功能，當(dāng)距離小于設(shè)定值時(shí)關(guān)閉手機(jī)屏幕，實(shí)現(xiàn)了保持人臉（主要是眼睛）與手機(jī)屏幕距離的技術(shù)，達(dá)到了保護(hù)使用者（中小學(xué)生）眼睛的目的。