校园手机智能屏蔽网管理系统的研发

吴江寿

（浙江东方职业技术学院，浙江 温州325011）

0 前言

在通信技术高速发展的当今社会，手机成为人们工作和生活所不可缺少的通讯工具，已渗透到社会经济的各个行业和人们的日常生活中，成为推动我国全面迈向现代化的重要力量。手机的广泛应用带来沟通上的便利是不言而喻的,但同时也产生了许多不容忽视的隐患[1]，特别是给大、中院校管理带来了隐患更加严重，具体表现为[2-4]：

1）手机成为部分学生考试作弊的工具。利用手机等现代通讯工具来收发有关考题答案的短信、直接语音通话泄漏答案，或者通过耳机甚至是蓝牙耳机与考场外取得联系获取答案等方法进行考试作弊，影响了公平竞争。

2）课堂上玩弄手机，影响教师授课效果及课堂秩序。在教师授课期间，部分学生不自觉地进行收发短信，甚至看视频、玩游戏等，严重干扰了课堂秩序并影响了教师的授课效果。

3）手机成为新的噪音污染源。一个安静的学习环境和氛围是高校最基本要求，但随着校园学生手机拥有率的大幅度提高，部分手机使用者偶尔会忘记将自己的通讯工具在必要的场合下设置为静音，结果在自己无准备的情况下使手机成为新的噪音污染源，干扰了正常的学习氛围并对他人产生影响。

如何来有效保证学校的正常学习环境，在有限的条件下进行小范围的限制手机的滥用，并根据学校的教学管理特点，将各个小范围的手机信号进行屏蔽从而形成一个以各个点组成的手机屏蔽网络，各个局部屏蔽点集中于一个控制管理中心并进行人性化的统一控制管理，这就是校园手机屏蔽网智能管理系统原理的研发的目的。

1 手机智能屏蔽系统原理分析

1.1 手机智能屏蔽原理分析

近年来，一些开发单位相继推出了手机干扰器，成功地阻断移动电话的通讯，使会场得到净化，会议信息得以保密等，这种干扰器是一种在移动通信（GSM/DCS/CDMA）的频段内发射强干扰信号，从而阻断移动通信手机与基站接续通信的一种干扰设备。由于无线电波在空中是自由传播的，利用无线电波对移动通信实施干扰，是不可能严格做到只对某一特定空间进行干扰而不影响移动通信网络正常运行的。目前手机干扰器按干扰的方法分：全频段扫描干扰、上行信号干扰、下行信号干扰、噪声干扰等几种。由于下行信号的干扰，将会影响手机对基站BCCH广播信号的接收，致使整个手机干扰器覆盖范围干扰区内的手机无法拨接电话，而不会对基站有很大的干扰，而其他干扰方式会对周围移动通信基站所覆盖区域的正常运行造成干扰，甚至导致整个基站覆盖区域无法拨接电话，必然引起电波秩序的混乱，干扰整个移动通信网络，严重得会导致整个移动通信网络性能下降，这会导致移动运营商的抗议和国家无线管理委员会的处罚。因此，校园手机智能屏蔽系统采用下行信号干扰的并可精密调节干扰距离手机屏蔽器，可以对移动通信网络的干扰减少到最小，同时采用系统智能管理可以节省了人力和管理成本。

1.2 校园手机智能屏蔽系统设计原则

校园手机智能屏蔽系统设计重点突出实用性、可扩展性、安全性和容错能力等。首先必须按照高效实用的原则，校园手机屏蔽网智能管理系统采用“手机信号屏蔽器”为终端，“受控器”串连屏蔽器的电源，“线路集中控制器”远程控制，控制信号以电力线动力载波方式传输，结构简单，设计精巧，无需另布控制线路，节省成本。且该电力线动力载波技术现在比较成熟可靠，且采用了动力载波技术传输远程控制信号，控制线路布线几乎为零，避免了重新另布控制线路而需对原有建筑的墙体损伤和影响美观。由于手机屏蔽是国家管制的产业，校园手机智能屏蔽系统的主控管理软件与校园网及INTERNET必须无缝连接，任何一台可以连入校园网等网络的普通计算机都可以安装并执行主控软件的管理控制功能。所以，校园手机智能屏蔽系统应符合有关国际标准，具有良好的开放性，能与校园网及Internet平滑互连。

其次，设计开发的系统按照可扩展、升级方便原则进行开发，校园手机智能屏蔽系统中的每台“线路集中控制器”可以下挂1023个远程受控终端，日后用户单位如果需要扩展增加屏蔽点时仅仅需要增加远程受控终端即可，无需考虑控制线路及主控端的改进。

再次，校园手机智能屏蔽系统具有可靠的安全和容错能力，校园手机屏蔽网智能管理系统利用微电子技术为基础的通信手段，有机的结合了计算机网络和载波技术，系统涉及数据流安排、容错技术、软硬件可靠性、噪声处理、抗干扰、产品质量等诸多方面。电力载波技术采用配电网零序载波注入传输技术，注入功率很小，信号传输只限于计算机数据，并且只在本级配电网内传输。

2 系统功能设计

2.1 校园手机屏蔽网智能管理系统整体结构图

校园手机屏蔽网智能管理系统整体结构如图1所示，根据屏蔽网智能管理系统功能的要求，整个系统可以实现多个功能，即：

人机界面，用户权限管理：用户权限管理中，用户权限分为管理员和操作员，其中管理员具备整个系统软件的所有修改和操作权限，操作员仅具有操作权限，不可以修改系统参数、单位组织结构等。

图1 手机智能屏蔽网管理系统示意图

远程控制：在监控管理中心的电脑界面上，可以控制任意一个或一组/若干组屏蔽器终端的开或关，并及时掌握其开关状态，

控制信号以电力网载波技术实现：监控管理中心经“线路集中控制器”通过低压电力线（220V/50Hz）管理连接在同一个配电变压器的电力网内的多个“受控器”，“集控制器”与“受控器”在同一个配电变压器的电网内。

控制方式多样：一个“主控制器”可支持10-200个“受控器”，可以是点控、组控、全控等多样控制方式。

无人值守的运行：可以预先设定好的开关状态指令，系统即可调用“定时计划列表”，在无人值守的情况下自动实现对各个被控制端的远程控制，使各个远程终端按时按点的执行“定时计划列表”，做到无人值守地运行、降低人力成本。

状态查询：能够查询进度，进度完成后即出来查询结果列表，据此列表使用单位可以随时了解远端的各个受控器及手机信号屏蔽器的工作状况。

2.2 可应用场所及主要功能

校园手机屏蔽网智能管理系统可应用于中考/高考考场、考试考场、大中小学校课堂教室、会议场所、纪念堂、音乐厅、图书馆等场所，能够对校园内使用的手机进行有效屏蔽管理。屏蔽范围包括CDMA、GSM、PHS以及市话通（139/138/137/136/135/134/133/132/131/130/188/189）等语音通信为主的移动电话，并能支持屏蔽3G、Wimax、wifi等数据通信为主的移动通信方式，只要手机进入受到屏蔽的场所，就完全切断通过手机与外界的联系，考试时学生不能通过手机进行作弊，上课时学生不能通过手机来玩游戏，对校园学习场所的环境起到净化作用。

校园手机屏蔽网智能管理系统并未带来副作用，仅屏蔽手机等通讯工具的信号，不影响其它电子设备的正常工作；电磁辐射（＜-10dBm）远低于国家标准，对人体无害；可随时监测每一个受控器及屏蔽器的工作状态，如有屏蔽器损坏或工作不正常系统会自动生成故障报告反馈给管理者；单点的屏蔽覆盖半径20-50m，且可调节；各屏蔽网点组网无需布线成本，仅是利用单位原有的低压（220V/50Hz）供电网传输开关控制指令，而且各屏蔽点位置可随意调节。

3 总结

校园手机屏蔽网智能管理系统利用微电子技术、无线电技术为基础，有机的结合了计算机网络和载波技术，系统涉及数据流安排、容错技术、软硬件可靠性、噪声处理、抗干扰等诸多技术，只要手机进入受到屏蔽管理的场所，就完全切断通过手机与外界的联系，对校园学习场所的环境起到净化作用。且该系统采用配电网零序载波注入传输技术，注入功率很小，信号传输只限于计算机数据，并且只在本级配电网内传输，充分利用电力线路通道，节省资源，提高效益。

［1］韩青,李玮.监狱手机屏蔽系统研究[J].装备制造技术,2008,7(7):53-54.

［2］刘海波,杨祥.高科技考试作弊手段及预防对策[J].2009,3,30(3):106-108.

［3］张洪.关于高校学生考试作弊问题的探讨[J].潍坊高等职业教育,2006,2(3):15-17.

［4］吴开禾.杜绝考试作弊的思考[J].福建农林大学学报:哲学社会科学版,2004(4):72-74.