考试监控

考试监控（共7篇）

考试监控 篇1

在各种智能设备快速更新发展的时代, 我们已经感受到科技带来的便捷。特别是智能机、笔记本电脑中的蓝牙技术, 更让我们切身体会到, 近距离不费流量、不依靠其它任何媒介传递文件的方便。因此, 我们联想到, 可以让蓝牙技术运用到更广泛的领域, 便利人们的生活。

鉴于现有的考试监控系统存在着布线问题, 我们设想基于蓝牙技术开发小型信息中转基站, 减少布线, 节约自然资源, 从而快捷的实现各类设备之间的通信。

1 普通的考试监控系统

1.1 简介

目前, 学校里面的考试监控系统工作流程如下:

考试监控系统可以实时观察考生的状态, 实时记录更是为教育公平提供了有力的证据。所以, 考试监控系统的使用, 是促进教育系统智能化的一个典型举措。

而且, 考试监控系统在以后的发展过程中, 有可能不再需要现场的监考人员, 减少了人力资源的浪费, 有着广阔的发展前景。

1.2 局限性分析

普通的考试监控系统短距离时往往采用同轴电缆传输, 在安装设备时避免不了大量布线。而且在使用过程中, 电路故障、老化及检测设备等一些问题, 无形中给工作人员增大了工作量, 耗费了大量的维护经费和人力。

2 基于蓝牙的考试监控系统简介

蓝牙技术作为一种新兴技术, 无需线路, 即可实现小范围无缝的资源共享。可以在各种设备、终端, 甚至家用电器中广泛使用。

我们设计的基于蓝牙的考试监控系统, 采用蓝牙技术对音频、视频进行传输, 在蓝牙支持的传输范围内建立小型信息中转站, 通过一个个小型信息中转站的交替接力传递, 到达监控中心。这些由蓝牙组成的信息中转站通过无线通讯的方式连成了多个微微网。这些微微网之间又形成了分布式网络, 从而快速、方便的实现各类设备之间的通信。

2.1 技术路线:

2.2 系统中解决的相关问题:

1) 视频数模转换、数字化信号压缩;

2) 数字压缩信号的与蓝牙接口处理;

3) 蓝牙的接受并即刻传输的方法

4) 蓝牙与数字信号接收系统的接口处理

5) 数字信号的解压与数模转换

2.3 基于蓝牙的考试监控系统创新点、特色:

蓝牙技术可以实现一点对多点, 小范围的无线传输。可以将有限的资源尽可能的最大化利用。小型蓝牙信息中转站的设置, 可以减少安有监控的教室与考试监控中心的距离限制, 节约部分物理资源, 减少线路问题的困扰, 让蓝牙安装和使用更加便利、安全。

在基于蓝牙的考试监控系统中, 其最大的特色是将网络监控、传统监控系统和蓝牙的无线传输特点结合到一起, 形成了其独特的优势。

2.4 局限性分析

在项目进行中我们发现了如下问题: (1) 现有的蓝牙技术安全性不够, 考场容易被侵入, 需要加强技术安全; (2) 要改动前期预先设计的网络布局, 增加蓝牙设备的性价比。

3 结论

基于蓝牙的考试监控系统, 依靠带有蓝牙的小型信息中转站进行信息接力传递, 设计独特, 系统不用考虑距离的限制, 节约人力和物力资源。在以后的研究过程中, 如果蓝牙的传播范围有所增长, 将可以减少蓝牙中转站的使用数量, 更加节约资源。所以在考试监控系统中使用蓝牙, 有相当大的实际意义, 可以进行长远的推广。

参考文献

[1]康磊.《视频监控系统原理及实现》.北京邮电大学[M], 2010年.

[2]易庆萍.《高校校园视频监控系统设计与应用》.西南交通大学[M], 2010年.

[3]赵玉亭.《蓝牙无线通信原理及研究应用》.西北工业大学[M], 2003年.

考试监控 篇2

非接触式IC卡读写器的组成部分是：控制器、天线、电源；

《道路交通安全法》第六十七条规定：行人、非机动车、拖拉机、轮式专用机械车、铰接式客车、全挂拖斗车以及其他设计最高时速低于70公里的机动车，不得进入高速公路。小型汽车的长度范围是3.5m＜长度≤7m；≤3.5m是微型车。

视频矩阵是指通过阵列切换的方法将m路(视频信号)任意输出至n路监看设备上的电子装置，一般情况下矩阵的输入大于输出即m>n。

1、叙述误刷多张卡定义、后果及处理流程？

（1）定义：误刷多张卡:即不慎将两张以上的通行卡同时置于读写器能感应到的有效范围内。

（2）后果：尽管读写器只能同时读写一张通行卡，但如果收费员不注意分辨，可能会将未读写过的通行卡发出，导致出口收费员无法知道判定该车入口信息。

（3）处理：在入口误刷多张卡后，收费员应通过观察车道计算机上的IC卡卡号或上报监控室查看卡内信息来确认已经读写过的IC卡。

2、叙述出入口收费员下班操作流程？

（1）收费员接到下班指令并确认车道无车辆等待处理后，可以单击<上班/下班>键执行下班操作，系统弹出警告信息框提示“您执行了下班操作，按键取消、按<确认>键确认”。

（2）收费员按键将取消下班操作，按<确认>键系统保存当班数据，将雨棚信号灯切换成红灯后进入下班状态并提示“上一班已结束。可以单击<上班>键上班•••”，下一班收费员可以执行上班操作。

3、叙述遇无卡车时的处理方法和操作流程？

车辆驶入车道，收费员判断并输入车型及车牌号，系统提示“<←>键更改输入车型，请刷身份卡”，执行上述操作后驾驶员无法提供通行卡，收费员通知班长及值班站长前来协助处理，经允许后，可以双击<无卡>键进行无卡操作，系统显示入口站名为“最远站”，并显示应收金额，收费员按<现金>键后系统自动控制电动栏杆机抬杆允许车辆通行，然后由收费员执行补票操作加收依规章所收的无卡车通行费并打印票据。

4、叙述计重收费常见四种问题即：（1）两车数据合并；（2）一车拆成两车；（3）插入一辆车称重数据（4）删除一辆车的称重数据的操作流程？

（1）两车数据合并：①征得值机班长同意后，按“轴重”键自动抓拍车辆图像；②屏幕显示“轴型—轴重”列表，按“输入”键，输入第二辆车最后一轴在“轴型—轴重”列表中和序号，重新计算收费额。

（2）一车拆成两车：①征得值机班长同意后，按“轴重”键自动抓拍车辆图像；②屏幕显示“轴型—轴重”列表，按“输入”键，输入第一辆车最后一轴在“轴型—轴重”列表中的序号，重新计算收费额。

（3）插入一辆车称重数据：①征得值机班长同意后，按“轴重”键自动抓拍车辆图像；②屏幕显示“轴型—轴重”列表，按“输入”键，输入“0”自动按最低货车质量计算收费额，并将当前称重数据移到下一辆。

（4）删除一辆车的称重数据：①征得值机班长同意后，按“轴重”键自动抓拍车辆图像；②屏幕显示“轴型—轴重”列表，按“更改”键，提示是否删除当前车辆的称重数据，再按“更改”键，提示是否删除当前车辆称重数据，自动按下一辆的称重数据计算收费额。

5、叙述安装票卷、更换色带并进行维护的基本方法？

（1）安装票卷:①关闭打印机电源，打开打印机面板；②将打印票卷的第一张打印票据的顶端用手捋平，将打印票据塞入进纸槽，并使票据两侧的齿孔对准；③旋转打印机左侧面旋纽，使打印票据进入到合适位置；④调节纸厚调节杆，使打印头与打印机之间保持合适的间隙；⑤盖上打印机面板，观察票据顶端是否与撕纸口齐平，如果不齐平，旋转左侧面的旋纽进行调整。

（2）更换色带：①打开打印机面板，取出原色带；②将新色带盒按照原色带位置装入打印机，并使驱动色带旋转的齿轮与色带盒下方的齿轮孔齿合；③将色带平整地嵌入打印头和打印票据之间的间隙；④旋转色带盒上方的旋纽，拉直色带；⑤盖上打印机上面板。

（3）维护：①检查接口是否牢固；②检查清晰度；③检查是否断针。

6、通行费拆分及清算

1、按计算方法分为精确拆分和不精确拆分;按通行费收入形式分为现金拆分和电子支付拆分;按拆分规则分为一次拆分和二次拆分

2、电子支付通行费分为可精确拆分和不可精确拆分。可精确拆分结算为：车道记账——收费站上传——收费中心结算——银行转账/划拨。不可精确拆分为联网中心每日对收费站电子支付不可精确拆分进行汇总，每月按网内各路段公司电子支付通行费比例进行拆分。

7、超过公路承载能力运输有哪些危害？

三大危害：一是超过公路承载能力运输是掠夺性使用公路的行为，会大大缩短公路的使用寿命；二是超过公路承载能力运输严重扰乱了运输市场的正常秩序，使运价无法正确反映市场运力与需求之间的关系，导致运输市场恶性竞争，严重损害了守法承运人的合法权益；三是超过公路承载能力运输严重影响道路交通安全。

8、叙述微笑服务的标准？ 答：（1）坚持开展微笑服务；（2）面对司机目光友善，微笑真诚、甜美、亲切，表情自然；（3）伴随微笑自然露出6～8颗门牙、嘴角微微上翘；（4）眼睛要礼貌正视司机，不左顾右

盼、心不在焉；（5）车辆停稳、司机打开车窗后即点头微笑向司机问好。

9、收费员上岗“十不准”的内容是：不准擅离职守；不准嬉笑打闹；不准迟到早退、不准徇私舞弊；不准衣帽不整；不准划拳酗酒、不准脱岗睡岗、不准私自调班；不准扎堆聊天；不准携带私款。

《道路交通安全法》第六十七条规定：行人、非机动车、拖拉机、轮式专用机械车、铰接式客车、全挂拖斗车以及其他设计最高时速低于七十公里的机动车，不得进入高速公路。高速公路限速标志标明的最高时速不得超过一百二十公路。

果品绿色通道：凡整车（指运输车辆装载的果品占该车核定载重量的80%以上）运输5类水果（苹果、梨、枣、柑桔、猕猴桃）的车辆，凭所载货物或者货单，经公路收费站核验后可免收车辆通行费。

鲜活农产品绿色通道：凡整车（指运输车辆装载的鲜活农产品占该车核定载重量的80%以上）运载新鲜水果、新鲜蔬菜、鲜活水产品、活的畜禽、新鲜的肉、蛋、奶的车辆，凭所载货物或者货单，经公路收费站核验后可免收车辆通行费。各类鲜活农产品的深加工产品及花、草、苗木、粮食等不适用国家鲜活农产品“绿色通道”运输政策。便民服务项目有：车辆加水、饮用开水、维修工具、外用应急药品、公路地图等。收费站安全管理规定中的“四防”：防火、防盗、防灾害事故、防人为破坏。

高速公路可变信息标志的信息有：路况信息、气象信息、特殊时段信息、行车须知信息、宣传信息、政策法规信息。联网收费入口IC卡内主要含有的信息：收费站名、入口道编号、操作员编码、车型、车情、车牌尾号、日期等。悬浮轴车辆在超限检测和计重收费时其悬浮轴不计入总轴数；对于非法改装悬浮轴车辆强制拆解；对虽办理了相关手续，但悬浮轴不具备落地行驶条件的车辆，其悬浮轴不予认可；五轴（含五轴）以上载运爆炸物品、易燃易爆化学物品以及剧毒、放射性等危险品车辆不得进入高速公路行驶（经公安、交通部门特批的车辆除外）。

入口、出口车道硬件：车道控制计算机、收费终端、专业键盘、IC卡读写器、脚踏开关、内部对讲分机、电动栏杆、手动栏杆、车辆检测器、车牌识别仪、通行信号灯、字符叠加器、费额显示器、收费票据打印机、车辆称重设备等。

《收费公路管理条例》于2004年8月18日国务院第61次常务会议通过，于2004年11月1日起施行。《公路法》于1998年1月1日起施行。

公路收费行业的宗旨：依法收费、发展交通、服务人民、奉献社会。公路“三乱”：乱收费、乱罚款、乱设站（卡）。

建设创新型交通行业工作会议上提出的做到“三个服务”内容：服务国民经济和社会发展全局；服务社会主义新农村建设；服务人民群众安全便捷出行。

不一致车有5类：收免不一致、车型不一致、车号不一致、起止站点不一致、起止时间不一致。《公路法》里所称的公路包括：公路桥梁、公路隧道、公路渡口。

“三证一单”：军人驾驶证、军车行驶证、士兵证或者军官证；公务派车单。

无法计重收费时：各轴型车辆按以下定额吨位收费：二轴车5吨、三轴车7吨、四轴车10吨、五轴车12吨、六轴及以上车15吨。

执行国家七部委规定的超限标准：二轴车20吨、三轴车30吨、四轴车40吨、五轴车50吨、六轴及以上车55吨。交通部主要负责一至五种情况，公安部门主要负责第六种情况。

对超限认定标准以内的重量部分，按基本费率的3倍计收。对超限认定标准以上的重量部分，超限50%以内重量部分，按基本费率的6倍计收通行费；超限50%~100%重量部分，按基本费率的10倍计算；超限100%以上的重量部分，按基本费率的16倍计费。

需要操作补票的情况：U型车、无卡车、欠费车、认为坏卡车、换卡车以及其他额外收费车辆的收费金额均通过补票操作进行加收并打印票据。

我国现有的四种收费制式：均一式、开放式、混合式、封闭式。

收费六公开：批准机关和批准文件公开、收费路段公开、收费标准公开、收费期限公开、监督电话公开、收费单位公开。

私收票款行为的主要表现：收钱不给票、多收钱少给票、私藏废票、倒卖已售出的通行费票据、售假票。识别假币的方法：对比法、工具法、触摸法、光线透视法、水侵法、观察法。

因收费系统故障无法计重时按：二轴车5t、三轴车7t、四轴车10t、五轴车12t、六轴及以上车辆15t计费。高速公路车辆通行费基本折算费额标准：一类车（5元/车次）、二类车（10元/车次）、三类车（15元/车次）、四类车（20元/车次）、五类车（25元/车次）。

高速公路车辆通行费在收取时，为方便管理，提高效率。按照全程取整原则，折算收费标准以（2.5元/车次）为累进计算单位，进五取整。

执行国家七部委规定的超限标准：①二轴车20t、②三轴车30t、③四轴车40t、④五轴车50t、⑤六轴及以上车55t、⑥超过行驶证核定载重量的；①~⑤种情形由交通部主要负责管理，⑥种情形由公安部门主要负责管理。常用的图片文件存储格式：

BMP文件：是Windows下所使用的基本位图格式文件。该文件将数字图像中的各个像素点对应存储，一般不采用压缩，因此占用存储空间很大。TIF文件：是一种在数字图像扫描、桌面出版系统中非常重要的文件格式，也是在同一个文件中存储多福图像（.TIF）分压缩、非压缩。非压缩的格式文件兼容性好，可独立于各种软、硬件。

GIF文件：该文件只支持256种颜色，占用空间小。可存储多幅图像，并具有交错显示和动画效果。

JPG文件：应用非常广泛。采用JPEG联合图片专家组标准，即通用静态图像压缩编码标准。分有损压缩、无损压缩两种编码方式。《超限运输管理规定》

第六条 超限运输车辆行驶公路前，其承运人应按下列规定向公路管理机构提出书面申请：

(一)跨省(自治区、直辖市)行政区域进行超限运输的，由途经公路沿线省级公路管理机构分别负责审批，必要时可报国务院交通主管部门统一进行协调。(二)跨地(市)行政区域进行超限运输的，由省级公路管理机构负责审批。（三）在本地(市)行政区域内进行超限运输的，由地(市)级公路管理机构负责审批。

第七条 承运人向公路管机构申请超限运输车辆行驶公路时，除提交书面申请外，还应提供下列资料和证件：(一)货物名称、重量、外廓尺寸及必要的总体轮廓图；(二)运输车辆的厂牌型号、自载质量、轴载质量、轴距、轮数、轮胎单位压力、载货时总的外廓尺寸等有关资料；(三)货物运输的起讫点、拟经过的路线和运输时间；(四)车辆行驶证。

十种情形属于乱收费

据悉，原条例规定了四种禁止收费的行为，分别是：一是将国家机关职责范围内的公务活动变无偿为有偿收取费用的；二是将国家机关的职能转移、分解到下属事业单位或者经济实体，进行有偿服务收取费用的；三是利用管理职权和行业垄断地位强行服务从中谋利和搭车收费的；四是利用管理职权和行业垄断地位，以保证金、抵押金、储蓄金和集资、赞助等形式变相收费的。

修订后的《条例》将未作规定而目前实际存在的几种违法收费行为也列入了进来，分别是：

五、擅自将行政事业性收费转为经营性服务收费的；

六、自定收费标准或者采取分解收费项目、重复收费、扩大收费范围等方式变相提高收费标准收费的；

七、对取消的收费项目继续收费的；

八、不按照规定提供服务而收费的；

九、提前或者推迟执行收费标准收费的；

智能化网络考试监控系统开发 篇3

随着计算机技术的推广普及,越来越多的考试采取网络考试的形式考试[1,2,3]。众所周知,计算机网络是一个开放的平台,电子文档资料是非常容易被复制和传递的,而且可以不留痕迹。随着网络信息的交流越发的频繁,各种传递文档资料的方式数不胜数,这使得考生在考试中非常容易实现作弊。无论是局域网考试,还是开放网络的考试,都有可能发生作弊行为[4,5]。随着网络考试的增多,如何保障考试的公平,公正,如何防止学生传递答案等等一系列的问题随之而来。越来越多的人开始关注上机考试如何保证考试的公正有效,如何杜绝考生借助计算机技术作弊。解决这些问题,不能单靠学生的自律和学校的规章制度,还必须借助一些网络考试监控系统来管理考生行为。网络考试监控系统可以发现作弊行为,并保障每一个考生都在规定的范围内合法的使用计算机和数据,记录其使用情况,达到对每一个考生公平与公正的目的。

通过对目前常见的网络考试过程分析,考生作弊的方法有如下几种情况:网络作弊(包括网络共享,搜索引擎搜索答案、FTP、QQ等网络通信等)、U盘接入电脑作弊、打开考试禁用的软件作弊、替考等[6,7,8,9]。网络考试系统中要有效防止考生作弊,必须有效解决这几种作弊问题。

目前,针对网络考试中的作弊行为,研发除了一些有效的方法措施[6,7,8,9,10,11,12]。但是,这些已有的考试作弊行为监控系统还存在一些问题:一方面,这些监控系统没有将监控系统和考试系统分开,两者被绑定在一起,使得其难以维护及推广使用;另一方面,一些考试监控系统功能比较单一,使得其应用的灵活性、有效性和广泛性受到了限制。以上两个方面的问题使得已有监控系统的推广存在一定的难度。为了解决以上问题,我们开发一个可独立于现有各种网络考试系统的智能化网络考试防作弊系统,它可利用多种技术防止各种作弊行为。

本文所开发的智能化网络考试监控系统是一个基于C#.NET技术,采用C/S结构,对考生操作行为进行实时监控,并将违规信息提交给监考者的考试安全监控系统。所开发的监控系统独立于考试系统,分为Client端和Server端。智能化网络考试监控系统将点名、计算机系统信息、网络信息、考生操作记录、导出点名名单、警告作弊、锁定计算机等功能有机地结合在一起,实现了作弊行为检测、作弊行为发现及作弊行为报警三位一体的立体化管理。通过服务器端,监考人可对每一台客户机的运行状况都可以了解得清清楚楚。所开发系统将网络考试中考生的行为可视化,从技术上防止了非法信息的导入及考试信息在考生之间违规传播,并记录下了涉及违规操作的人机、时间以及操作内容以便时候追究其责任。

1 智能化网络考试监控系统的结构

智能化网络考试监控系统的拓扑结构如图1所示。防作弊客户端软件运行于每台考生使用的计算机,负责监控考生的考试行为,并与作弊字典中的作弊行为比对,若比对成功则锁定该计算机,并向考试监控服务器端发送报警信息。客户端软件利用Hook技术实现操作行为的消息拦截和处理,利用Socket实现服务器与客户端连接,发送报警信息到服务器,并接受来自服务器的指令。同时,客户端软件利用绑定系统关键进程,实现进程保护;利用键盘鼠标锁,屏蔽任务管理器,最大化边框覆盖桌面,实现锁定计算机。

防作弊服务端软件运行于教师机,负责显示所有受控端的信息,以及系统的锁定选项,受控端的加解锁,点名、导出名单、日志等操作。服务端软件利用Socket实现与客户端连接,发送指令与接收客户端发送的信息。同时,服务器端利用List View组件实现客户端显示,并通过不同的图片显示的客户端的正常和非正常状态。在服务器端主界面中可显示被选中客户端的系统信息、网络状态、所有打开窗体名称及历史操作等。另外,在主界面信息区可显示所有来自客户端的考生违规操作信息。

2 监控系统客户端功能实现

智能化网络考试监控系统客户端业务流程如图2所示。客户端软件的总体任务是实现作弊行为发现、作弊行为拦截及作弊考生计算机的锁定,并将作弊报警信息发送给服务器端。同时,采用进程保护技术,防止客户端被恶意关闭。

2.1 客户端监控模块实现

利用socket通信,可实现服务器端对考试机客户端的操作,也可实现考试机客户端向服务器端发送消息与报警信息。客户端监控模块主要实现U盘检测、系统信息读取、连接服务器、进程保护、系统锁定及解锁等功能。

U盘检测是基于Windows系统事件驱动机制来实现的。U盘插入后,操作系统会检测到插入U盘的消息,然后发送给程序“硬件设备状态改变“的消息,拦截内容为”0x219”的消息,再加判断是否为U盘”drive.Drive Type==Drive Type.Removable”,就可以判断是否有U盘插入到考生所使用的计算机。

实现考生计算机网络行为监控,首先以无窗体方式调用系统cmd netstat-n命令,列出所有网络连接及连接状态。然后,对网络信息进行数据融合处理,可监控考生所使用计算机网络通信情况,并可阻止各种作弊行为。凡是本机与考试服务器间的通信均为合法,其它通信可选择为非法。对于非法行为可实施锁屏,防止考生利用网络进行作弊。网络访问状态检测可防止利用FTP、远程连接、局域网共享及禁止访问IP所实施的多种作弊行为。同时,通过获取进程列表,可查看是否有违规软件进程运行,当发现学生使用违规软件时,可实施锁屏,并发出报警信息。

2.2 点名模块实现

采用C/S模式,考试时先点名将计算机与考生绑定。客户端与服务端建立连接后,由服务端发送点名命令,客户端接收到点名命令后,弹出点名框并提示客户输入学号,用户输入学号后,系统判断是否为标准学号,如果不是标准学号,则要求客户重新输入。

2.3 客户端锁定模块实现

客户端执行了违规操作后,系统自动锁定并通知服务端。调用Windows自带的锁定鼠标键盘函数,屏蔽任务管理器,使得考生出现作弊行为被锁定后无法操作计算机。例如,考生打开了FTP连接后,客户端软件执行锁定的界面并显示“违规操作,系统被锁定”,此时考生无法利用计算机进行操作,无法使用键盘和鼠标。若是考生强行关机,客户端程序将拦截下关机消息,并发送给服务端,服务端将显示“客户端在锁定状态下强行关机!”的提示。在这种情况下,监考老师可以对非法关机行为进行处理。

3 监控系统服务器端功能实现

如图3所示,服务器端监控界面上部为操作菜单,包括点名、关闭指定客户端、导出点名名单、锁定指定客户端、解锁指定客户端、导出违规操作及设置锁定模式等。其中设定锁定模式包括USB锁定和FTP锁定。

界面左侧显示已连接的客户端,已点名的客户端显示为学号+IP,否则只显示IP,若是客户端执行了违规操作,这客户端图标显示为锁定图标。界面中间部分显示为客户端信息,它包括系统信息、进程信息、网络状态以及操作记录等。利用鼠标点击不同的选项可显示对应的信息。界面左下角显示服务器当前状态、锁定状态及系统提示。界面右下角显示客户端违规操作信息。界面下方状态栏显示当前连接客户端数目及已点名数目。

服务器端功能设置及信息导出功能包括锁定设置、考生点名信息导出和作弊字典设置。锁定设置目前包括了U盘锁定和FTP锁定,勾选后按确定,服务器将发送锁定列表给客户端,客户端将更新锁定列表。作弊字典是已知的作弊操作行为的集合,目前包含访问FTP、远程主机连接、插入存储设备、访问已知违规网站、打开违规软件、访问局域网共享等。作弊字典的条目可由服务端设置,并发往客户端,客户端将更新作弊字典。在执行完点名操作后,服务端可以使用导出点名名单功能,系统将弹出文件操作栏,导出的文件为TXT格式,由客户选择保存路径。在服务器端还可将发现的所有违规行为记录在案,并可导出为TXT格式的文件。

4 结论

本文利用C#.NET语言,所开发的C/S结构网络考试监控系统实现了客户端高效作弊行为实时监控,服务端作弊行为监控及管理。本论文所开发的网络考试监控系统的特点在于不采取围追堵截的方法去防止考生作弊行为,而在于高效发现考生作弊行为并给与及时警告。传统的防止作弊方法的系统经常会遭到破解,或者被人找出漏洞,使其有效性大大降低。而本文所开发的系统可将各种作弊行为动态加入作弊字典,并对这些作弊行为进行有效监控;一旦发现作弊行为将立即锁定考生使用的计算机并发出报警,使得考生不敢肆无忌惮的尝试作弊。我们所开发的网络考试监控系统已经在各种网络考试中使用。到目前为止经过了十余次考试,上千人次的使用,总体运行效果良好,在教学成本节省及教学质量提高上取得了很好的效益。

摘要：近年来随着高等教育事业的快速发展,为了节约教育成本、提高教学质量和教育的信息化程度,网络化、无纸化考试在高校得到了快速推广。但由于计算机网络是一个开放的系统,考试中电子文档资料可以十分隐秘地被复制和在学生间传递,造成很多严重的作弊行为。如何防范当前网络考试中考生的作弊行为及保障考试结果的公平性成为了急需解决的重要问题。本论文所开发的智能化网络考试监控系统克服了现有考试监控系统的不足,将各种网络考试实时监控信息机地结合在一起,实现了作弊行为检测、作弊行为发现及作弊行为报警三位一体的立体化管理。同时,所开发的网络考试监控系统独立于现有各网络考试系统,在不影响现有考试系统正常工作的情况下,实现了考试作弊行为的有效监控,使其具有良好的可推广性及可维护性。

关键词：网络考试,防作弊,考试安全

参考文献

[1]夏正新.高校无纸化网络考试探讨[J].南京人口管理干部学院学报,2013,29(1):69-72.

[2]苏秀红,李汉伟,董诚明,张丽萍.《药用植物学》课程实行网络考试的试验研究[J].中国当代医药,2011,18(11):116-117.

[3]王琳华.基于B/S架构的远程网络考试系统设计[J].中国数字医学,2012,7(2):80-81.

[4]曾志龙,卢畅.基于网络考试系统的防作弊对策研究[J].计算机与现代化,2012,(8):170-172.

[5]郑炜冬.铸造高校网络考试的公平之盾:综合防舞弊网络考试系统设计与实现[J].现代教育技术,2012,(5):102-107.

[6]严强.网络考试系统中防止U盘作弊方法研究[J].微型机与应用,2011,30(2):12-14.

[7]严强.在无纸化考试系统中实现USB端口监视[J].计算机应用与软件,2011,28(10):297-300.

[8]苏飞,米守防.基于网络驱动程序接口规范的网络考试安全保障[J].大连民族学院学报,2012,14(3):269-271.

[9]郭东恩,贾满磊,王绪宛.考试系统防作弊功能的实现[J].南阳理工学院学报,2010,2(2):21-23.

[10]武伟,魏晓.在线考试系统作弊防御方法的设计与实现[J].上海应用技术学院学报,2007,6(1):49-51.

[11]田明格.无纸化考试系统防止学生作弊的实现措施[J].三明学院学报,2007,24(4):456-459.

考试监控 篇4

一、填空题（每空1分，共20分）

1、我国安全生产的方针是：安全第一、预防为主、综合治理。

2、“一通三防”是指：通风、防治瓦斯、防治粉尘、防灭火。

3、瓦斯治理的方针是：先抽后采、监测监控、以风定产。

4、信噪比就是网络传输时受干扰的程度。

5、甲烷传感器的分类：矿用低浓载体催化式甲烷传感器、瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器、煤矿用高低浓甲烷传感器。

6、多路复用一般分频分多路复用、时分多路复用、码分多路复用。

7、掘进工作面必须设甲烷传感器，甲烷传感器距工作面不得大于5米，应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。

8、煤矿安全监控网络结构中的树形网络结构缺点是信噪比较低，抗电磁干扰较差。

二、单项选择题（每题1分，共20分）

1、以下哪种气体是黑白元件的致命杀手（B）。

A、一氧化碳

Ｂ、硫化氢

Ｃ、二氧化硫

Ｄ、二氧化氮

2、煤矿监控系统的备用电源最小工作时间不得小于（B）小时。A、1.0

Ｂ、2.0

Ｃ、3.0 Ｄ、4.0

3、采掘工作面的进风风流中的氧气浓度不得低于（C）。A 18% B 19% C 20% D 21%

4、安全监测监控必须具备故障（B）功能。

A 断电 B 闭锁 C 控制 D 解锁

5、采煤工作面和机电硐室设置的温度传感器的报警值是（D）。

A 30°和26° B 26°和30° C 26°和34° D 30°和34、6、回风流中的机电硐室，必须在入风口处3—5米的范围内设置甲烷传感器，其报警和断电浓度≥（C）CH4.A 1% B 0.75% C 0.5%

7、安全监测系统当主机与系统电缆发生故障时，系统必须保证（Ａ）装置的全部功能。A、甲烷断电仪和甲烷风电闭锁 B、甲烷风电闭锁 C、甲烷断电仪 D、瓦斯检测仪

8、安全监测设备必须进行调试、校正，每（D）至少一次。A、天 B、周 C、半月 D、月

9、矿井监控系统调出整幅实时数据画面的响应时间应小于（C）。A、20秒 B、10秒 C、5秒 D、2秒

10、矿用防爆兼本质安全型防爆电气设备防爆标志是（D）。A、Exd

Ｂ、Exdi

Ｃ、ExdibⅡ

Ｄ、ExdibⅠ

11、安全监控分站应具有甲烷浓度、风速、风压、一氧化碳浓度、温度等（A）采集及显示功能。A 模拟量 B 开关量 C 累计量

12、采掘回风巷道风流中的二氧化碳浓度超过（C）时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

A 0.5% B 1.0% C 1.5% D 1.25%

13、一翼回风巷及总回风巷的甲烷报警浓度是≥（D）。A 0.5% B 1.0% C 0.75% D 0.7%

14、（A）是一种用来表征流体流动情况的无量纲数。A 雷诺数 B 旋涡数 C 数量级

15、甲烷传感器是用于检测矿井空气中甲烷气体的（B）百分比浓度。

A 质量 B 体积 C 密度 D 黏度

16、煤矿安全监控分站、传感器等装置在井下连续运行（B）必须升井检修。

A.3～6个月

B.6个月～12个月 C.12个月～24个月

17、瓦斯爆炸的浓度为（A）。

A.5—16% B.5—20% C.3—18%

18、煤矿安全监控系统的主机及系统联网主机必须双机或多机备份24小时不间断运行，当工作主机发生故障时备份主机在（B）内投入工作。

A.3分钟

B.5分钟

C.10分钟

19、煤矿安全监控系统中心站设备应有可靠（C）和防雷装置。

A.保护装置

B.不间断电源装置 C.接地装置

20、现有的矿井监控系统均为（C）工作方式。

A.多主

B.无主 C.主从

三、多项选择题（每题2分，共20分）

1、对矿井监控系统软件性能方面有哪些要求（ABCD）。A实时性 B 死机率 C中文功能 D 自检功能

2、按通信距离划分，计算机网络可分为（ABD）。A局域网 B 城域网 C 宽带网 D 广域网

3、矿井监控系统应具有人机对话功能，是为便于（ABCD）。A系统生成 B 参数修改 C 功能调用 D 控制命令调用

4、安全监控设备的调校包括（A、B、C、D）、复电点等 A、零点 B、显示值 C、报警点 D、断电点

5、煤矿安全监控系统网络结构是指（ACD）之间的相互连接关系。A、分站与分站 B、中心站与网络终端 C、分站与传感器 D、分站与中心站

6、采区设计及采掘作业规程必须对安全监控设备的（ABCD）做出明确规定。

A、种类 B、数量 C、位置 D、控制区域

7、监控分站内部功能有（ABCD）。

A、数据储存 B、数据显示 C、系统供电 D、系统自动复位

8、安全监测系统必须由现场设备完成甲烷浓度（AB C）控制功能。

A、断电 B、复电 C、超限声光报警 D、测定

9、安全监控系统主要由主机，传输接口（ABCD）电源箱、电缆、接线盒、避雷器和其他必要设备组成。

A.分站

B.软件

C.执行器

D.传感器

10、一氧化碳传感器的类型有（ABD）。

A.电化学式 B.红外线吸收式

C.热导式

D.催化氧化式

四、判断题（每题1分，共20分）

1、把要传输的数据转换为数字信号，使用固定的频率在信道上传输的方式叫频带传输。（×）

2、可以同时收发信息的传输方式叫全双工传输。（√）

3.低浓度甲烷传感器经过4%以上高浓度甲烷冲击后，应及时进行校验和更换。（√）4.传输本质安全型信号的电缆，可以直接连接，不必使用接线盒。（×）

5.监测装置在井下连续运行12——24个月，必须将井下部分全部运到井上进行全面检修。（×）

6、传感器是将被测物理量转换为电信号输出的装置。（√）

7、矿井监控系统宜采用中间继电器来延长传输距离。（×）

8、当甲烷超限断电时，应切断被控区域内的全部电源。（×）

9、煤矿安全监控系统软件死机率应不小于1次/720小时。（×）

10、矿用电源的输出电压的变化范围不得超过±5%。（√）

11、任何干扰信号都不会干扰数字信号的传输。（×）

12、安全监测系统传感器的稳定性应不小于10天。（×）

13、分站一般设置在进风巷道或回风巷道等较为安全的地方。（×）

14、带式输送机滚筒上风侧10米~15米处设置烟雾传感器。（×）

15、当工作主机发生故障时，备份主机应在15min内投入工作。（×）

考试监控 篇5

关键词：USB端口,监控,在线考试,Windows API,安全性

随着计算机技术的不断发展和应用的不断普及,越来越多的高校开始采用在线考试系统。和传统纸质考试方法相比,其优势主要表现通过题库的建立,增强了数据的共享能力,减少了教师命题的工作量,节约了成本,从而,有效地提高了工作效率。更为重要的是,该方式不仅可以考查学生的基础知识掌握,而且可以有效考核学生的实际动手能力,特别是计算机类专业课程。考生答题结果多采用文件形式存放,在考试过程中,有些学生就会通过U盘来传递试题的结果。由于这种行为本身的隐蔽性,监考教师就需要付出更多的劳动和艰辛,这种付出极大地降低了系统的便捷性。这种不良行为一方面反映了系统本身存在不足和漏洞,另一方面对于考试所必需的严肃性和公平性也产生了极坏的影响。鉴于此,通过对Windows环境下设备管理机制的分析研究,从底层起,构建一种USB端口的监控与管理子系统,并且利用高效的Delphi编程语言在Windows环境实现,可以无缝集成到在线考试系统中,很好地解决了考试过程中的USB设备的监控和管理问题。

1 Windows设备管理API

在Windows 2000/XP环境下,系统为开发人员提供了SetupAPI组件,利用该组件中的函数以及DDK中CM_XX函数就可以对硬件设备进行枚举、状态查询和控制。利用这些底层设备函数就能完成对当前环境中硬件设备的管理,包括对硬件驱动的升级、硬件设备的安装、卸载以及停用等功能。这些功能包括SetupAPI模块的安装与卸载、设备安装以及配备管理等三类。和普通Dll不同的是,在使用该组件中函数之前,首先需要安装该模块,并且该模块只能安装一次,然后才能正常使用。并且在使用完毕后,需要及时卸载该模块,以释放其所占用的资源。

在SetupAPI组件中,主要的函数声明如下:

1)枚举当前系统设备函数

2)获取设备实例状态函数

3)设置设备类型的安装参数

4)设置设备类型的安装参数

2 USB端口监控

在线考试系统首要的任务是对USB端口进行有效地监控,监控可以通过Windows API消息WM_DEVICECHANGE的拦截来实现。

在Delphi开发环境中,需要增加一个对该消息响应的自定义函数,其声明如下:

procedure WMDeviceChange(var Msg:TMessage);message WM_DEVICECHANGE;

在下面的演示代码中,只是给出考生一个警告信息,在实际应用中,可以加入实际代码,如将该考生信息存入考场记录文件中,以备考试结束后查阅。函数代码如下:

3 USB端口的管理

在考试过程中,为了进一步提高安全性,在考试系统启动时,对USB端口进行有效屏蔽,在退出系统时,恢复USB端口状态。这就需要对USB端口进行动态管理,其管理流程如图1所示。各模块的算法描述如下:

1)SetUpAPI组件的安装与初始化过程

2)禁用/启用USB端口

3)监控考试过程

在考试过程中,为了防止学生启用已禁用的设备,可创建一个监控线程,用于监控当前系统中所运行的应用程序。如果发现禁用的进程,则调用结束进程函数TerminateProcess,终止非法进程,从而使在线考试系统更安全。在监控线程中,周期性地检查系统中的应用进程,这样,不仅可以监控和屏蔽USB相关程序,而且可以屏蔽任何不相关程序,只要简单地修改配置文件。下面是一个配置文件范例,也是在线考试系统需要监控的进程列表:

4 结束语

鉴于在线考试系统的广泛应用和存在的不足,特别是U盘所带来的隐患。本文设计与实现了一种基于Windows底层API的USB监控和管理子系统,在实际考试实践中,这种方法可以有效地防止考生利用U盘传递答题结果,保证了考试的严肃性和公正性。使得在线考试系统更加完善和实用。

参考文献

[1]李闯,常锐.基于人工智能原理的考试系统[J].长春工业大学学报:自然科学版,2009.1(30):64-67.

[2]林川.《大学计算机基础》课程网络考试系统的开发与应用[J].贵州大学学报:自然科学版,2009(26):55-59.

[3]廖治凯.Web考试系统设计与实现[J].电脑知识与技术,2006:67-68.

[4]张兵,胡建华.计算机考试系统的研究现状及基于C/S结构的计算机考试系统的实现[J].硅谷,2009(5):64,103.

考试监控 篇6

关键词：考试平台,视频监控系统,Visual C++6.0

0 引言

目前多数的远程考试系统,都是把考生集中在一起,统一参加考试,并指派监考老师在考场巡视监考。考试的公平、公正很大程度上取决于监考老师的职业道德。如果能够在考试平台上集成视频监控的功能,就能更加有力地保证考试的严肃性和公平、公正性。

1 系统分析与设计

监考人员在实施远程视频监考时,先要在浏览器内登录考试系统服务器,取得考生的IP地址,根据指定的IP地址就可以访问考生机器,从而可以设法和远程考生机器上运行的视频采集系统建立通信,实现视频信息的网络传输。要实现这些功能,主要考虑的是视频信息的采集、压缩、在网络上传输以及解压缩这些技术。远程视频监控系统的开发采用的工具是Visual C++6.0,使用的开发包是大恒CG/QP系列图像采集卡SDK、微软视频SDK(VFW)以及DirectX 8.0,在实际应用时,在考生机器和监考机器上同时运行两个进程,利用Windows的WMCOPYDATA消息实现进程间通信,完成视频监控任务。

1.1 系统组成

视频监控系统分为四个功能模块:视频采集模块、视频压缩模块、视频解压缩模块和网络传输模块,由服务器端和客户端组成。远程视频监控系统采用服务器—客户端结构,服务器端由视频采集模块、视频压缩模块和网络通信模块组成。其中视频采集模块提供从视频卡或者USB摄像头采集数据的函数接口,视频压缩模块提供压缩位图数据和录像的函数接口,网络通信模块则为监控系统提供多种网络协议的网络通讯函数。服务器端主要用于协调三个模块之间的视频数据处理和传递,建立合理的系统结构,提供可靠的网络通讯方式。客户端由视频解压缩模块和网络通信模块组成。其中视频解压缩模块提供解压缩位图数据、显示位图和录像的函数接口。网络通信模块和服务端相同。客户端在最终使用时是由管理端命令行方式启动,每个客户端显示一个摄像头的视频图像,命令行中包含服务器信息,窗口位置和大小的信息。这种运行方式提高了客户端的重用性,能很容易地将客户端移植到其他系统中。

1.2 视频采集模块

考试系统采用两种采集图像方式:采集到屏幕和采集到内存方式。采集到屏幕方式是直接将图像数据传送给显卡显示图像,不能对采集到的图像作任何处理。采集到内存方式,是将视频图像先采集到预先已经分配的系统内存中,用户能够读取内存中的视频图像并作相应的处理,但显示速度不如第一种采集方式。

视频采集模块的工作流程为:

(1)在第一次使用采集卡时,首先需要为采集卡分配一定的系统分配空间,该系统内存就是采集缓冲区。每一路视频采集需要开辟两个一帧图像大小的采集缓冲区,这样采集卡可以轮流地向两块缓冲区内写入视频数据。

(2)采集卡硬件初始化工作。比如设置采集卡工作晶振、输入制式以及设置采集卡输入、输出窗口大小等工作。

(3)视频图像信息初始化工作。主要是设置采集图像的位图信息头,位图信息头在以后的视频压缩和视频显示中都是必须的。

(4)启动视频采集卡。主要是启动视频采集卡的各个端口,开始采集图像并将采集到的图像写入系统缓冲区。

(5)读取视频图像。由于采集卡在不断地向采集缓冲区写入数据,要读取视频数据时就要涉及到临界区访问的问题。首先要查询哪块采集缓冲区已就绪,然后锁定要采集的采集缓冲区,进而读取视频数据,得到的视频数据就可以显示或者交给压缩模块处理。

1.3 压缩与解压缩模块

视频压缩模块是对位图数据进行压缩并录像的模块。该模块采用MPEG4压缩算法,将位图数据直接压缩成AVI文件,并输出每一帧压缩后的数据。解压缩模块是解压缩视频压缩模块压缩的位图数据的接口,它将已经压缩的位图数据写成AVI文件,还可以将数据解压缩并显示或者写成位图文件。压缩与解压缩模块是使用微软提供的VFW SDK实现的。它包含四部分:VCM视频压缩部分、AVI视频文件处理部分、视频采集部分和视频图像显示部分。

1.4 网络传输模块

网络传输模块采用现有的网络传输动态库txy229.dll,该动态库支持TCP协议、UDP协议、IPX等多种协议。在本监控系统中服务器和客户端之间存在以上两种通讯方式,为了保证服务器和客户端之间正确传送通知信息和控制信息,在传送此类信息时,使用TCP协议通讯。另一方面视频数据通常是在局域网内传输,并且对数据传输的可靠性没有很高的要求,所以采用UDP协议传输。

1.5 服务器端设计

服务器总体功能结构如图1所示,每个视频数据源都有一个视频处理工作线程,该工作线程负责从视频源读取视频数据,并进行压缩,并根据用户的需求决定是否显示和存储视频图像,如果有客户连接则向客户发送经压缩的视频数据。

当客户端连上服务器后,可以向服务器发送接收视频图像和结束接收视频图像的请求。服务器接收到客户端接收视频图像的请求后,记录客户信息并向客户发送视频数据。当服务器或客户端主动断开TCP连接时,服务器停止向客户端发送UDP视频数据包。客户端会定时向服务器发送应答消息,以确认网络连接正常。当发生网络异常断开或者客户端断电的故障时,服务器便接收不到客户的应答消息,当服务器超过了预定的时间都没有受到客户端应答,则认为客户端连接超时,断开同客户端的连接,删除客户记录信息,停止向该客户端发送视频数据。

1.6 客户端设计

视频监控系统的客户端由考试系统的远程监考模块启动,运行时需要传递命令参数。这种运行方式使得视频监控系统有了很好的重用性,能独立于启动它的系统,方便系统的更新和升级。一般情况下客户端可执行文件不能单独运行,但是可以编辑BAT文件或者是命令行方式下启动。

客户端命令参数:

[服务器ip][服务器端口][摄像头号][窗体句柄][窗口位置x][窗口位y][窗口宽度w][窗口高度h]

参数说明:

窗口句柄为0:代表需要自建窗口,并支持鼠标右键菜单控制。

窗口句柄不为0:代表在该窗口句柄所代表的窗口内显示,接受进程消息控制。

客户端通过将命令参数“窗口句柄”设置为某个现成的窗口,可以让客户端显示在其他窗口之上。同时,客户端可以在本地显示图像的同时进行录像。另外,为了用户使用方便,右键菜单中还提供窗口总在最前面和隐藏窗口的选项。

2 考试系统中集成视频监控系统

在开放式考试平台中,视频监控功能的实现是集成在视频监控模块里的。管理员在组织一场考试的时候,为每个考生的机器配备视频采集设备,并运行视频监控软件的服务器端;远程监考人员监考的时候要运行视频监控软件的服务器端,这个是由考试系统自动为监考人员启动的。

远程监考人员登录考试系统后,先到服务器里去取考生的IP地址,本文设计了viewtest窗体把所有考生的姓名、考号和IP地址罗列在一张表里,监考人员可以选择一个进行视频监控。监考人员选择某个考生作为视频监控的对象,实质是取了该考生的考号和姓名以及IP地址三个信息。首先,系统把考号和姓名组合起来,到考生文件夹里寻找以考生考号加姓名命名的考生照片。其次,系统取到考生的IP地址后,自动编写启动视频监控系统客户端软件的BAT文件并运行之。例如,监考人员预监考考生郑伟涛,首先从IP地址列表里取到该生考生机器的IP地址,假设为“210.28.79.173”,于是系统自动为监考人员编写并为之运行的.BAT文件为:

CapClient.exe 210.28.79.173 5000 0 0 60 60 352 288

这样,远程监考人员就实现了对考生的视频监控。监考人员同时可以比较考生的照片和考生本人,也就是传输过来的考生视频图像是否相符,如果发现考生有代考现象或者违纪行为,就根据考生的姓名、学号对考生做标记。

3 结束语

考试系统平台中集成远程视频监控系统,可以远程对在线考生实施监考。远程视频监控系统的集成使组织考试者可以在远程遥控监考,防止考试过程中的舞弊现象,一定程度上加强了考试的公正性和公平性,尤其适用于现代远程教育或认证机关的现代远程考试。

参考文献

[1]刘友生,等.局域网内仿真在线考试系统的设计与实现[J].电脑学习,2004(2).

[2]韩坚华,等.基于Internet/Internet的COM支持的通用考试(练习)系统的设计与实现[J].计算机工程与应用,2004(21):230.

[3]杨春明,廖竞.Web方式下通用考试系统的设计与实现[J].计算机与现代化,2004(1):11.

[4]Michi Henning Steve Vinoski.基于C++CORBA高级编程[M].北京:清华大学出版社,2000.

考试监控 篇7

随着我国机动车保有量逐年增加, 道路交通事故频发。世界卫生组织的研究结果表明, 道路交通事故造成的经济损失约占各国GDP的1%～3%[1]。道路交通事故频发的主要原因, 一是驾驶员技术水平低, 二是驾驶员安全意识差。而这些都与驾驶员的培训考试方法有关。

据公安部公布全国道路交通事故的统计数据分析, 驾龄不足3年的驾驶员造成的交通事故占整个交通事故的38%[2]。因此, 强化驾驶员培训企业的监督管理、规范驾驶员培训考试已成为当务之急。

由于部分驾驶员培训企业重经济效益、轻社会效益, 为了使学员能在短时间内获取机动车驾驶证, 默许教练员存在舞弊行为, 如代替学员行车、不按规定路线行车等, 导致学员的驾车技术还不够成熟就进入公路行驶, 为交通事故埋下隐患。为此本文提出了一种基于ARM-Linux平台的驾驶员路面考试监控系统, 通过USB摄像头定时采集驾驶员图像信息, GPS采集车辆位置信息, CompactFlash卡 (CF卡) 存储图像及位置信息等方法可以有效地解决上述问题, 从而规范了驾驶执照的考核。

2系统硬件设计

系统具备以下主要功能:

(1) 图像采集和显示。定时采集驾驶员脸部图像, 防止教练代替学员行车。本文采用嵌入式USB摄像头实现图像采集功能, LCD模块实时显示摄像头采集的信息。

(2) 位置信息采集。定时采集车辆位置、行驶速度等信息, 为上位机管理软件提供原始数据, 显示车辆行驶轨迹, 据此判断学员是否按照规定路线行车。本文采用SIRF3高精度GPS模块。

(3) 数据存储。数据存储模块用于保存图像和位置信息。由于系统的工作环境恶劣, 数据量大大, 故采用工控领域常用的大容量CF卡存储器。

(4) 人机交互。字符液晶显示模块和4位按键为用户提供友好的人机交互界面。字符用于菜单显示

(5) 上位机接口。利用mini USB接口与上位机进行通讯。

(6) 电源管理。采用车载12V电源为系统提供电源。

系统硬件功能框图如图1所示。

3系统软件设计

3.1内核及驱动

Linux操作系统稳定性高, 内核可裁减的灵活度大以及可移植程度高, 且便于驱动程序开发, 越来越普遍地应用于嵌入式系统中[3]。本系统采用Linux内核版本为2.6.29, 并配置为支持USB摄像头、LCD彩色液晶屏、串口、CF卡、字符液晶和4位按键。

3.2图像采集模块

Linux2.6.29内核自带LinuxuvcUSB摄像头驱动模块, 支持Video4Linux2的应用程序接口。本系统的摄像头内置sunplus2000A主控芯片, 图像数据输出格式为YUV格式。

(1) Vdieo4Linux2简介

Video4Linux2 (V4L2) 是Video For Linux Two 的简称, 是在Linux系统下进行视频音频等应用开发的应用编程接口, 在远程会议、视频监控等系统中有着广泛的应用。支持Video4Linux2API接口的UVC摄像头驱动已包含在新版本的内核源码中。

(2) YUV格式解析。

YUV是指亮度分量和色度分量独立表示的像素格式, 此种格式在降低色度采样率的基础上确保了图像质量。其中Y表示图像的明亮度, 即灰度值;UV表示色度, 用于描述图像的色彩即饱和度[4]。针对YUV的具体排列方式和采样频率所占比例, 可以分为YUYV、YUV422、YUV420等多种格式。

本系统的摄像头采集到的原始数据为YUYV格式, 即为每个像素保留Y分量, 而每两个像素共用一组UV分量。水平方向上2个实际像素组成1个宏像素, 大小为4个字节, 所以表示1个像素只需2个字节[5]。图2表示从USB接口取得的2个宏像素的数据流, 图3表示每个像素YUV值与数据流之间的关系, 其中Pn为像素点, n=0, 1, 2, 3。

(3) YUV和RGB色彩空间转换。

由于多数显示器使用红、绿、蓝3色来产生需要的颜色 , 所以RGB被广泛用于计算机成像之中。YUV转换为RGB色彩空间的公式如 (1) 所示[6]:

undefined

(1)

S3C2440处理器没有浮点运算单元 (Floating Point Unit) , 所有浮点运算都是在浮点运算模拟器上进行, 浮点运算特别缓慢, 因此本文将公式 (1) 中的浮点数用除法和移位运算代替, 使之成为全整数操作, 由于移位操作存在细微误差, 所以要在计算过程的最后进行, 避免误差放大, 影响转换结果。改进后的转换公式如 (2) 所示。

undefined

(2)

(4) 图像采集流程。

使用 V4L2 应用编程接口提供的有关数据结构定义和函数, 编写图像采集程序, 程序流程图如图4所示。

①打开摄像头OpenCam ( )

int fdcam=open (“/dev/video0”, O_RDWR, 0) ;

Linuxuvc驱动自动为摄像头创建一个/dev/video0节点, 打开摄像头获取相应的文件描述符后便把设备当成文件进行操作。

②初始化摄像头InitCam ( )

JHJdefine WIDTH 640 /*图像宽度的宏定义*/

JHJdefine HEIGHT 480 /*图像宽度的宏定义*/

struct v4l2_cropcap cropcap;

struct v4l2_format fmt;

fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;/*像素格式*/

fmt.fmt.pix.width = WIDTH; /*图像宽度赋值*/

fmt.fmt.pix.height = HEIGHT; /*图像高度赋值*/

if (-1 == ioctl (fdcam, VIDIOC_S_FMT, &fmt) )

{fprintf (“Set Format Failure!”) ;exit (-1) ;} /*设置图像格式*/

文中设置采集的像素格式为YUYV格式, 图像大小为640x480, 图像高度和宽度的取值, 即fmt.fmt.pix.width和fmt.fmt.pix.height的值应满足以下条件 [7]。

(1) 16的整数倍;

(2) 大小比例适当, 不能超过cropcap结构体中cropcap.bounds.width和height的值。

33拍摄时间设置:

struct timeval tv;

tv.tv_sec = 180;

tv.tv_usec = 0;

设置图像采集时间为180s, 即每隔3分钟采集图像数据进行下一步处理。

44图像数据处理ImageDataProcess ( )

该函数用于YUV色彩空间到RGB色彩空间的格式转换, 采用移位运算代替浮点数运算, 从而节省大量色彩空间转换时间。

55写入位图文件WriteBMP ( )

写入位图文件头、位图信息头和色彩空间转换所得的RGB数据组成24位位图, 并保存至CF卡。

(5) 图像显示

Linux通过FrameBuffer (帧缓冲器) 为LCD提供了抽象描述, 它同时代表了LCD控制器上的显存, 应用程序可以通过定义好的API函数访问LCD控制器。

系统通过将摄像头采集到的图像数据发送至FrameBuffer, 实现摄像头图像的实时显示。

3.3GPS模块

(1) GPS技术及协议。

GPS (Global Positioning System) , 即全球卫星定位系统, 是具有全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统。GPS在出行路线规划及导航, 车辆跟踪, 车辆运营管理和调度等方面得到广泛的应用[8]。GPS模块通过UART串行通信接口以TTL电平与嵌入式Linux平台进行数据传输, 因此GPS的数据采集在实现上即是Linux下的串口编程。本系统的GPS模块采用NMEA0183协议[9]。NMEA 0183协议报文的语句串 (ASCII字符) 格式如图5所示。

图5中MYM为起始位;AA为识别符, XXX为语句名, 如GPGGA, GPRMC等, 用于区分不同的定位语句;“, ”号用于区分不同的字段信息;DDD…DDD为数据字段, 字母或数字, 表示具体的时间、经纬度、速度、日期等数据信息;*表示后面两位是校验和;HH表示MYM与*之间所有字符代码的校验和; 分别为回车和换行控制符, 表示一帧报文的结束。

(2) GPS数据采集。

与访问USB摄像头相似, GPS设备在Linux操作系统中以文件形式来操作, 因此对GPS的访问将可通过open () 、close () 、read () 等函数来实现。文中设定设备的访问的节点为/dev/ttyS0。

GPS数据处理流程如图6所示。

①打开GPS通信串口OpenGPS ( )

int fdgps= open ("/dev/ttyS0", O_RDWR|O_NOCTTY) ;

O_RDWR表示以读写方式打开, O_NOCTTY表示串口不是控制终端。

②初始化串口InitUart ( )

struet termios gpsoptions; /*串口参数配置的结构体*/

gpsoptions.c_cflag |=CS8; /*8位数据位*/

gpsoptions.c_cflag &=～ PARENB; /*无奇偶校验位*/

gpsoptions.c_cflag &= ～CSTOPB; /*无停止位*/

gpsoptions.c_lflag &= ～ (ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG) ; /*原始输入模式, 使输入字符与接收到的字符相同*/

gpsoptions.c_cc[VTIME]=10; /*设置超时计时器为10x0.1=1秒*/

gpsoptions.c_ce[VMIN]=76; /*设置读取的最小字符数为76个*/

cfsetispeed (&gpsoptions, B4800) ; /*设置输入波特率为4800*/

tcflush (fdgps, TCIOFLUSH) ; /*丢弃队列中尚未传送或接收的数据*/

tcsetattr (fdgps, TCSANOW, & gpsoptions) ; /*设置串口参数*/

③判断数据是否是定位信息GpsDataCheck ( )

int nByteRead =read (fdgps, buf, LENGTH) ;

if ( (buf[0]= =MYM) && (buf[3]= =R) && (buf[4]= =M) && (buf[5]= =C) )

检查语句串头若为RMC, 且校验和正确则表示此语句为定位语句, 否则丢弃。

④定位信息处理GPSDataProcess ( )

根据NMEA 0183协议解析其中的日期、时间、经纬度和速度等信息, 将日期和时间信息转换为北京时间, 并以一定格式写入文件保存至CF卡。

3.4人机交互模块

在CF卡中保存驾驶员姓名和ID等信息, 字符液晶用于显示用户信息, 驾驶员通过按键选择个人信息, 系统自动创建以驾驶员命名的文件夹以保存图像信息和GPS位置信息。

4结束语

本系统采用四层PCB板, 体积小, 性能稳定, 系统硬件结构如图7所示:

本系统的图像采集模块和GPS位置信息采集模块具有优秀的通用性和移植性, 充分发挥了嵌入式系统的优点, 有效地规范了驾驶员的路面考试行为。

参考文献

[1]赵兴奎.道路交通安全影响因素分析[M].公共管理, 2009 (04)

[2]彭玖良.道路交通事故和道路安全管理[J].交通世界 (运输.车辆) , 2010 (01)

[3]刘淼.嵌入式系统接口设计与Linux驱动程序开发[M].北京:北京航空航天大学出版社2006.

[4]王岭雪等.基于YUV空间的双通道视频图像色彩传递及实时系统[J].北京理工大学学报2007 (03)

[5]邵丹, 韩家伟.YUV与RGB之间的转换[J].长春大学学报2004 (08)

[6]刘云粼, 王树东.基于SSE2的YUV与RGB色彩空间转换[J].中国图象图形学报2010 (15)

[7]V4L2APISpecification[DB/OL].http://v4l2spec.bytesex.org/spec/book1.htm2007

[8]陈勇兵等.GPRS/GPS车载网络终端硬件与驱动程序设计[J].浙江师范大学学报2009 (03)