基于Android的青少年監護系統設計與實現 

金逸靈++萬少華

摘要：為了青少年的身心健康，設計了基于Android平臺的青少年監護系統。家長客戶端通過特殊短信向學生客戶端發送監護命令，學生客戶端響應并執行，監護內容包括獲取GPS定位、獲取當前應用程序列表、限制上網、關閉或卸載應用程序等。Web服務器端用于保存客戶端信息、查詢學生客戶端狀態、提供家長客戶端之間交流平臺以及分析學生客戶端行為。將遠程監控與Android平臺相結合，構建青少年監護系統，使家長能有效掌握學生使用手機情況。

關鍵詞：Android；遠程監控；移動應用開發

DOIDOI：10.11907/rjdk.161553

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）009010402

作者簡介作者簡介：金逸靈（1995-），女，安徽安慶人，中南財經政法大學信息與安全工程學院學生，研究方向為電子商務系統及應用開發；萬少華（1978-），男，湖北云夢人，博士，中南財經政法大學信息與工程學院副教授、碩士生導師，研究方向為物聯網與無線網絡。

0引言

越來越多的家長給學生配備了智能手機。由于青少年自律能力較弱，往往會出現過度使用情況，不僅嚴重影響學習，而且有害身心健康。鑒于此，本文基于Android平臺設計并實現了青少年監護系統。該系統實現了家長客戶端查看學生客戶端的程序運行狀態、關閉或卸載應用程序、控制網絡連接、追蹤行動軌跡、隱藏監護系統等功能，從而合理制約學生對手機的使用。通過GPS定位等功能為學生安全提供保障，為其營造良好的學習和成長環境。Web服務器端利用數據挖掘技術，獲取有效信息，對學生客戶端的行為進行分析，提出合理建議。除此之外，該系統還具有強制執行力，不會被自制力不強的青少年關閉或卸載，影響監護。

1關鍵技術

1.1短信過濾

1.1.1號碼過濾

當一條短消息到達學生客戶端時，首先獲取發件人號碼，用這一號碼去匹配相應監護對，如果不匹配監護對中家長客戶端號碼，則判定為正常短信，將該短信存儲在收件箱中，學生可隨時讀取；如果匹配則將該短信攔截，轉入內容檢查過程。

1.1.2內容檢查

對短信內容進行審查，主要依據關鍵詞匹配方式進行，使用的字符串匹配算法是BM經典算法[1]。本系統關鍵詞由開發者自定義，將調用不同處理模塊的特殊命令關鍵詞預先添加進數據庫表中。對于自定義關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，學生客戶端響應監護命令，且該類短信不顯示在學生手機上，命令執行完畢后，向家長發送反饋短信。

1.2數據挖掘

數據挖掘（Data mining），又名數據庫知識發現（Knowledge Discovery in Database，KDD），指從數據庫存儲的海量數據中找尋隱藏的、先前未知的有價值信息的過程[2]，具有特征化、區分、關聯、相關分析、分類、預測、聚類等功能。本系統結合聚類分析、主成分分析、關聯規則等數據挖掘方法，分析學生客戶端行為，為家長提供準確有效的信息，同時為家長監護提供合理化建議。

1.3圖標隱藏

本系統設計初衷是用于家長對學生使用手機情況進行監護，要求學生客戶端系統接入方式有較強的隱蔽性。將APP入口activity申明為接收隱式的intent啟動，也就是在manifest中的intent-inflate標簽里的data標簽下加上android：scheme，這樣就可以在學生手機上隱藏本系統圖標。

2系統結構設計

系統總體結構為“Web服務器端+家長客戶端+學生客戶端”，如圖1所示。家長客戶端通過短信向學生客戶端發送監護命令，學生客戶端響應命令執行相應的監護行為，監護內容包括獲取GPS、獲取手機當前應用程序列表、限制上網、關閉或卸載應用程序等。Web服務器端用于保存客戶端信息、查詢學生客戶端狀態、提供家長客戶端之間交流平臺以及分析學生客戶端行為。

家長客戶端之間可以在Web服務器提供的平臺上進行交流；家長客戶端可以訪問Web服務器端，Web服務器端通過網絡向家長客戶端發送信息；學生客戶端通過網絡將某些信息上傳到Web服務器端，Web服務器端進行接收并保存；家長客戶端通過發送特殊短信的方式對學生客戶端實施監護行為，學生客戶端通過特殊短信將監護的情況反饋給家長客戶端。

3系統功能設計

本系統分為客戶端和Web服務器端。Web服務器與后臺數據庫連接，客戶端分為家長客戶端和學生客戶端。家長與學生客戶端通過注冊，向Web 服務器提交各自唯一的賬號和密碼。家長在登錄后需進行監護對象匹配，輸入學生手機客戶端賬號和密碼，經Web 服務器驗證成功后方可進行監護。安裝在學生手機上的應用程序在第一次運行后，其圖標自動隱藏，學生不易發現、卸載。

學生客戶端在收到短信后解析短信內容，通過電話號碼和特殊字符識別此短信是否為監護命令。如果是正常聯系短信則不予處理，若發現其為包含特殊字符的遠程監護短信，則調用相應處理模塊，與家長客戶端或Web服務器端進行交互，發送相應的狀態信息。短信系統識別后自動攔截，不顯示在學生手機上。

系統總體功能結構如圖2所示。

3.1家長客戶端功能

3.1.1監護對象匹配

家長在注冊時選擇監護對象匹配，輸入欲監護學生的手機號碼，向其發送匹配驗證碼。輸入驗證碼后，服務器端驗證該驗證碼的正確性，若正確且其它信息都填寫合法，家長客戶端和學生客戶端就結成監護對。

3.1.2發送命令

登錄家長客戶端APP后，點擊相應功能模塊發送特殊監護命令短信至學生客戶端。

3.1.3信息交流

家長在客戶端登錄后可通過發帖、回帖的方式與其他家長進行交流。

3.2Web服務器端功能

3.2.1軌跡追蹤

可以查看某個時間點學生的GPS信息，或查看某段時間內學生的運動軌跡圖，進行軌跡追蹤。

3.2.2傳送信息

給家長客戶端發送學生客戶端的某些監護信息，包括GPS信息和當前手機運行狀態信息等。

3.2.3數據挖掘

使用分類分析，對學生行為建模，進行主成分分析，挖掘主要影響因素，使用關聯規則算法分析監護行為、學生使用智能手機的情況與成績之間的關系，將分析得出的意見推送給家長，例如什么方式的監護最有效，什么行為可能產生不良影響，什么時間使用手機最頻繁，需重點監護的“溫馨提醒”和“建議”等。

3.3學生客戶端功能

3.3.1接收、解析命令

學生客戶端收到短信后首先進行號碼過濾，獲知發件人號碼，用此號碼去匹配相應監控對的家長客戶端號碼。如果不匹配則按正常短信處理，如果匹配則攔截并進行內容檢查，依據短信內容，匹配數據庫中預先自定義的特殊命令關鍵字，如果不匹配則按正常短信處理，若匹配其中一個則調用相應處理模塊，與家長客戶端或Web服務器端進行交互，發送相應狀態信息，實施監護行為。命令執行完畢后，向家長發送反饋短信。

3.3.2獲取GPS

如果發現短信是包含獲取GPS命令的遠程監護短信，則調用GPS模塊，獲取GPS信息。

3.3.3獲取手機運行狀態

如果發現短信是包含獲取手機運行狀態命令的遠程監護短信，則調用運行程序模塊，獲取手機應用程序信息。

3.3.4發送狀態

在系統根據特殊短信命令調用處理模塊獲得監護信息后，自動將其發送給家長客戶端或新建線程，通過網絡將信息上傳到Web服務器。

3.3.5開啟或關閉網絡

如果發現短信是包含開啟或關閉網絡命令的遠程監護短信，則調用聯網管理模塊，開啟或關閉學生客戶端網絡連接。

3.3.6關閉或卸載應用程序

如果發現短信是獲取手機運行狀態命令的遠程監護短信，且欲關閉某應用程序，則調用關閉應用程序模塊；如果為欲卸載某應用程序的監護短信，則調用卸載應用程序模塊進行卸載。

4結語

本系統創新性地將遠程控制的相關技術應用到家長對學生的管理上，在一定程度上解決了青少年濫用手機現象，相比于單一且效果不理想的傳統教育管理方式，本系統能更有效管理學生的日常生活。本系統也適用于其他家庭成員、親密好友、保密性要求較高的部門工作人員，適用范圍廣。目前，移動應用技術逐漸滲透到人們的工作和生活中，伴隨著中央提出的“互聯網+”思想，本系統利用互聯網平臺和信息通信技術，將互聯網與傳統教育行業深度融合，為家長提供了一種新的監護方法，具現實意義，應用前景良好。

參考文獻參考文獻：

[1]張倩倩.基于Android短信服務的手機安全監控系統的設計與實現[D].天津：天津大學，2012.

[2]孫振華.基于數據挖掘技術的分析決策系統的研究與實現[D].北京：北京郵電大學，2014.

責任編輯（責任編輯：杜能鋼）