1信息化管理的优势
信息化管理已经是当今社会发展的一个大趋势，通过日常生活中的观察和对相关资料的查阅，得出信息化管理具有以下优势:(1)提高工作效率。传统的管理需要耗费大量的人员进行操作，同时也需要耗费掉很多时间。现在信息化管理系统的发展就使得管理变得更加轻松方便，对管理数据只需要进行系统输入，管理系统就会自动对数据进行处理与总结。这些功能都大大地提高了管理工作的效率。同时在后期数据整理等工作中，系统也会智能化的对数据进行分析处理。(2)降低工作难度。传统的管理大多数都需要进行大量的材料整理，例如商城货物管理，用传统的货物管理方式需要耗费很多时间和精力，同时由于货物种类繁多、商品数量繁多等等因素，不仅仅在管理方面难度大，还会出现很多人工错误。现代信息化管理系统能够使管理工作的难度降到最低，对货物进行管理的系统中会有出货与进货的相关数据。因此通过信息化管理能够大大的降低管理工作者的难度，同时增加信息管理的正确性，毕竟机械化的智能管理比人工管理出错的概率低。(3)信息查阅方便。随着信息化时代的到来，信息化管理变得主流。利用信息化管理系统进行管理的一大优势就是它能够随时随地进入，对系统中的内容进行查阅。依旧以商品管理为例子来说明，进行货物信息查阅的时候就不用像传统仓库管理那样到仓库中去找货物，只需要在系统中搜索商品的信息系统就会给出对应的展示。(4)信息流通快速。信息化管理能够实现信息的实时传送，无论何时何地，只要有网络就能够实现信息的快速传达。例如公司内部上下传达通知的时候，不需要每次都召集人员进行口头通知，运用信息化管理系统就可以直接给每个工作人员的系统内发送通知。
2信息化管理的弊端
信息化管理能够给我们的工作带来很多便利，但是依旧存在着一些弊端。主要表现在以下几个方面:(1)信息在网络中传输存在风险，网络传输的过程中有可能会造成一些信息被破坏或者被窃取，网络安全已成为社会热点问题，也是企业在信息化管理中的一个较大的弊端。在企业之间进行信息传递的过程中，一旦有价值的信息被黑客窃取，将给公司带来不可预估的损失。(2)信息泄露问题。信息泄露多数是因为信息系统存在漏洞，漏洞会被黑客利用，造成信息泄露等后果，这一点是信息化管理最大的弊端。(3)软件的局限性。在系统软件开发过程中需要大量的接口，同时软件在应对商业市场以及业务变化时无法灵活应变。一旦发生变化就涉及到软件系统的二次开发问题，同时也涉及到数据库更新问题，由此会引发一系列的安全问题。
3信息化管理的改进建议
硬件方面。在信息化管理的建设空间上需要加强针对性，也就是说在构建系统的时候要针对单位企业的特征，同时也要在存储空间上不断进行扩展，加强存储空间的可靠性和安全性;安全性的建设需要对系统的安全密钥不断加强，并且能够实现定期对系统网络进行病毒查杀，同时检查安全漏洞并及时的打上补丁;可靠性的建设需要对系统投入大量的硬件设施，在建设的过程中对设备进行升级，以及后期良好的维护，不断增强设备的可靠性。软件方面。整个信息化管理系统软件的开发要符合单位的具体要求，技术上不但要与时俱进，而且开发出来的软件要具备很强的安全保护措施，软件的安全性是整个信息化管理的重点。所谓的软件在这里还特指操作信息化管理系统的技术人员，要提高他们在管理上的认识，并定期加强其在相关专业领域的培训。综上所述，信息化管理虽然已是现代科技进步的必然方向，它让我们的工作和学习变得更加高效，但信息化管理中存在的安全问题是我们能否继续应用信息化管理最大的支撑和保障。因此，加强信息安全方面的建设是我们今后要研究的重点，这条路任重道远!
作者:罗程 单位:江西省安福中学
参考文献:
［1］董可青．论高校学生管理信息化发展之利弊［J］．中国科技纵横，2009(10)．
［2］吕翮鸣，李冰．试论中小企业的家族式管理的利弊［J］．中国管理信息化，2014(6):52～53．
［3］海平．试论档案管理的信息化建设［J］．档案，2016(8)．
关键词:网络考试;防作弊;安全
1研究背景
随着计算机网络特别是互联网技术的发展,网络考试已逐渐成为传统考试的有效补充。它高效、灵活、适应性强,可以提供一种全新的、开放的考试模式,满足各类课程考试的需要。这种快速高效的网络考试系统需要以考试数据的安全和系统稳定运行为保障,要求考试系统要有足够的安全性,防止出现网络欺骗、网上作弊甚至蓄意破坏考试系统等行为。
目前,国内对于考试系统安全性的关注主要侧重在系统本身的安全,如访问控制模块的设计、系统的安全风险防范和数据库加密策略[1-6]等,一般可以通过及时更新安全补丁,进行安全设置等降低此类风险。为更好地确保考试的公平性和公正性,网络考试系统的安全研究仍需要侧重于防范考试作弊。
文献[5]提出的防作弊策略是通过试卷变换和访问控制的权限设计加大考生作弊的难度,并不能有效防范作弊行为。另外,一些商业软件,如网路岗等,由于部署在网络边界,因此只能监测控制客户发往局域网外部的数据包,并不能有效控制学生在局域网内部作弊的行为。本文所提出的防作弊系统采用C/S架构,一方面通过限制考生行为防止作弊,另一方面使用数字隐藏与加密技术,确保了考生试卷答案的一致性、完整性和可鉴别性。
2系统模型及功能设计
本系统独立于特定的网络考试系统,采用Client/Server工作模式,其中Client端需运行于每台考试机,Server端为考试服务器,负责试卷分发、答案收取、考生信息维护等。系统模型如图1所示。
2.1客户端功能设计
考试过程可以分为考试前、考试中和考试后三个阶段,相应地,客户端在每个阶段的任务也是不一样的。
(1) 考试前。非考试时,客户端处于空闲状态,只有接受到服务端的命令后,才会转化为活动状态。为了防止某些恶意分子假冒服务端,服务端与客户端之间采用数字签名机制联系。验证服务端完成后,客户端对考试环境进行限制,如关闭移动存储介质的使用,限制使用控制面板、限制修改注册表信息等。之后,考生填入个人信息,客户端向服务端注册考生信息,包括考生考号、目前机器的IP地址,开始进入考试阶段。
(2) 考试中。客户端接受服务端发送的考生试卷,建立考生文件夹,并将考生的访问限制于该文件夹。同时启动监控功能,可以控制考生局域网内部作弊行为的发生。
(3) 考试后。当考试结束后,考生须通过客户端向服务端提交试卷。为了保证试卷的完整性、一致性,客户端对所提交的试卷进行加密。
2.2服务端功能设计
(1) 服务端与客户端连接,使客户端由空闲状态进入考试前状态。在连接过程中,服务端与客户端的通信需采用数字签名机制,以防产生服务端欺骗。
(2) 服务端向考试系统取得试卷。
(3) 服务端收取考生的注册信息,包括考生ID、考试机IP地址、考试时间等,同时利用上述信息产生唯一序列。
(4) 将(3)中产生的序列隐写于每份试卷,向客户端试卷。
(5) 考试结束后收取试卷,验证试卷中所隐藏的信息是否与原始序列一致,如果不一致,则说明考生在考试过程中可能发生异常行为,记录该异常,按照相关策略进行处理。
(6) 向考试系统提交试卷。
3系统设计的关键技术
3.1监控技术
系统使用Socket编程实现监控的功能,它运行于每个客户端,拦截用户的网络操作,一方面以IP地址为过滤对象,只允许与服务端或指定目标进行连接,另一方面根据客户端的网络行为进行过滤,只提供特定的网络服务,能够较好地预防考生在局域网内部的作弊行为,如图2所示。
关键代码如下:
struct hostent *host_ip;
host_ip=gethostbyname(addr);
if(host_ip!==NULL){
int stat=0;
stat=memicmp(AllowIp,host_ip->h_addr_list[0],15);
//AllowIp is the ip address of the server
if(!stat){
(1)parse the packet header of application layer
(2)if the application protocol is permitted, transmit the request data, otherwise didn't transimit the request and handle the case.
}
else didn't transimit the request and handle the case.
}
3.2文本数字水印技术
数字水印是实现版权保护的有效办法,原理是在原始数据中嵌入秘密信息――水印,被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等,通常是不可见或不可察的,它与原始数据紧密结合并隐藏其中,用以证实该数据的所有权,跟踪侵权行为。
本系统将考生考号作为水印信息嵌入并隐藏到Word格式试卷的末尾,主要使用VBA编程实现。当考生提交试卷后,系统检测水印,如果与嵌入的水印相同,则试卷结果为该考生所有,否则,发生作弊行为。
3.3数字签名技术
数字签名采用一种数据交换协议,使收发双方能够满足两个条件:接收方能够鉴别发送方所宣称的身份;发送方以后不能否认发送过数据这一事实。
在本系统中,数字签名主要用于服务端与客户端之间的身份认证,防范了假冒服务端欺骗行为的发生。
4结束语
在研究目前考试系统的基础上,笔者着重从防作弊方面设计了考试系统的安全模型,它综合使用了网络监控技术、数字隐藏技术与加密技术,对防止考生作弊行为的发生将起到重要作用。
但是,本设计采用的文本数字水印技术仍比较简单,容易受到攻击。因此研究鲁棒性更强、更安全的、适用于本系统的文本水印算法是我们的后续工作之一。除此之外,我们将继续优化算法、整合系统,以提高系统的工作效率,满足实际应用的需要。
参考文献:
[1] 张萍,王建忠,佘,等. 免疫网络安全考试系统[J]. 计算机应用研究,2007,24(8):162-164.
[2] 张春晖. 网络考试系统的数据安全性分析与设计[J]. 软件导刊,2008,7(9):175-177.
[3] 李美满. 网络考试系统题库与成绩安全性研究[J]. 计算机应用,2005(25):133-134.
[4] 刘阳,曹宝香. 基于J2EE考试系统的设计与实现[J]. 计算机工程与设计,2007,28(4):990-992.
[5] 王育勤,朱卫东,陈楚湘,等. 基于.NET的考试平台管理系统的设计与实现[J]. 计算机工程与设计,2007,28(10): 2475-2477.
[6] 陈振中,姚世军,吴之铁,等. 基于Web的网络考试系统防作弊安全策略[J]. 信息工程大学学报,2008,9(2):246-249.
Research and Design of the Security of Network Examination System
XU Qiao-zhi, LIU Dong-sheng
(College of Computer and Information, Inner Mongolia Normal University, Hohhot 010022, China)
关键词：检斤计量；防作弊；信息管理；系统视频
中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0020-02
1 概述
检斤计量是企业经营的重要环节，检斤出具的计量数据是否准确可靠，直接关系到分公司的根本利益，影响到企业的经济效益和社会信誉。中国铝业山西分公司共15台衡器，其中12台汽车衡、3台轨道衡。平均每天进、出厂原、燃料及产品达2万多吨，涉及资金额数千万元。为保证检斤计量安全、准确和快速，我们对检斤计量系统的作业流程、硬件、软件、防作弊进行了全面设计并实施，有效提高了各衡器站点称重数据的准确性，促进了作业流程的规范化，提高了检斤效率，防止了作弊的发生。本文重点对所采取的技术方案及方法进行讨论，供大家借鉴
交流。
2 系统设计目标
计量防作弊。计量作弊集中在两个环节：一是磅房作业中作弊，形成假数据，通过设计安全的磅房作业过程，并以严密的客户端软件保证原始数据形成无误。二是防数据被篡改，通过设计高可靠的服务器端软件和数据库系统，保证存储数据准确无误。
与企业ERP系统构成有机整体，支撑科学规范的业务
流程。
简单操作的客户端，保证物资过磅速度，车辆在磅上平均等待时间小于30秒。
自动完成统计核算和财务凭证、报表，作业高效。
3 检斤计量系统的主要组成及功能
3.1 计量系统框架
系统构成：
数据库系统：硬件采用两台IBM高性能小型机S85构成双机集群，作为ORACLE9i服务器，下连磁盘阵列。作为企业核心数据库，集中存储着企业财务、物资配送、检斤计量等所有ERP核心数据（注：ERP软件为SAP）。磁带库每月进行全备份，每日完成增量备份。
计量系统服务器：计量系统是企业ERP的有机组成部分，其中的物料信息、供应商信息来自SAP系统，计量核算信息同时成为SAP系统的供应、销售及财务核算的信息源。检斤客户端每一车物资计量信息一旦确认，立即通过计量系统提交进入企业数据库。
图1
3.2 检斤计量客户端系统组成
检斤计量客户端主要由客户端软件、视频系统、防作弊系统组成。软件开发工具选用了Visual C++。
图2
3.2.1 防作弊系统。防作弊系统硬件设施由红外对射器、地感线圈、道闸机组成，并与客户端软件联锁工作。
红外对射器：判断车辆是否完全上磅，检测检斤车辆的车轮是否压到秤体边缘线，确保车辆总重的完全计量。
地感线圈：主要用来检测该处是否停有车辆，一是防止检斤车辆或等待检斤车辆一部分上衡，二是将信息传送客户端，供计算机判断是否开启或落下道闸机挡杆。待检车辆停靠在秤体两端2米以外。
道闸机：道闸机分别安装在秤体两侧，主要起到提示和限制作用。道闸机与地感线圈联锁工作。当地感有待计量车间且秤空时，上衡一端道闸机自动打开，提示车辆上衡；检斤计量时，前后档杆均落下，此时禁止其他车辆上衡；计量完成后，在计算机控制下，下衡档杆升起，表示检斤计量完成，车辆下衡后，地感通知计算机，下衡端档杆自动落下，等待下一车辆计量。
3.2.2 视频系统。使用视频监控系统清晰地抓拍视频，对计量过程和对秤台状况进行抓拍，并以BLOCK类型字段与数据形成同一条记录，进入ORACLE数据库中。这样，在计量查询中，能够看到每一车的图片信息。
视频系统同时传递到专用的企业视频服务器并储存半年，可供企业内部网有权限的管理人员实时监控或调阅。
3.2.3 计量客户端。由业务部室从ERP系统中提取采购（或销售）合同，批量形成次日需检斤计量的“计量通知单”，该通知单已有供应商信息、物料信息等，工作人员逐车填写车号及其他信息，提交计量系统服务器。
检斤人员在车辆上衡同时，输入该车车号，客户端自动向计量服务器提取该车的计量通知单，司机下秤且车辆稳定（计算机算法是，在2秒内取10次称重，当最大值与最小值小于60kg，则认为车辆已稳定），这时客户端软件的“称重”按钮由灰色变为黑色（由Disable变为Enable）状态，检斤人员点击“称重”，屏幕弹出“确认”提示，检斤人员再核对一遍车号无误，则确认，完成计量。
检斤报表：权限用户可作用IE浏览器通过计量服务器查阅所计量的完整数据，并根据计量时间、物料名称、收发货单位查阅各详细计量数据。
数据维护：可查阅计量的半条数据（毛或皮重），如有多余半条数据经确认后可删除。
4 计量系统设计的关键点
4.1 计量系统设计要与企业业务流程同步设计
系统设计的体系架构要满足不同部门的管理需要。从业务关系上，供应、销售部门负责购、销合同的签订与执行，也负责计量信息的提供；检斤作业由计控中心的计量专业人员执行，核算与收、付款由财务人员执行，协同作业。系统服务器软件、硬件及数据的管理与安全由信息部的信息技术人员负责，信息技术部门设有专职数据库管理员，制定和实施了严格的数据库管理制度和数据库管理岗位职责。
4.2 服务器端设计要与企业ERP系统融合，不能出现信息孤岛
计量服务器的设计难点在于使计量业务与ERP融为一体。业务部室与财务均工作于SAP平台，系统设计人员必须对SAP系统完全熟悉，不仅在后台数据处理中保证对SAP数据的安全，而且要充分虑现有业务人员在SAP平台上的操作习惯。
4.3 检斤作业设计要减少车辆等待时间
客户端软件的设计要点必须满足车辆快速计量，检斤人员的操作必须是最简捷的。在实际业务中，检斤人员所有输入只有一项，就是车号，且企业统一定义了车号中的汉字，如“晋M45678”中的“晋”字用“J”代替，为“JM45678”即可完成一辆车的计量。称重数据在屏幕上为图像数据，无法做更改。操作人员一旦“确认”，数据立即经计量服务器送达企业核心数据库。熟练的检斤人员可以在10秒内完成一车的计量操作。
4.4 全过程考虑防作弊
系统设计全过程考虑防作弊要求，将业务过程按专业分工权、责合理分离。数据进入核心数据库后，任何修改须经过严格的审批程序，且留下档案备查，由有权限的“关键用户”进行更改，数据库中留有更改日志，与数据一并永久保存。事实上，数据更改发生频率极低。
5 应用情况
[关键词]网络考试系统：防舞弊；综合机制
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097(2012)05-0102-06引言
考试是高校学生学业成绩考核的主要手段，是对教师教学质量和学生学习效果的一种检验方式，在提高教学质量，提升人才培养水平等方面发挥重要作用。传统考试多以纸笔考试为主，普遍存在教师阅卷工作量大、考试组织效率低、试卷无法长期保存等问题。为解决这些问题，网络考试系统应运而生。网络考试系统是一种运用计算机网络技术支持某个学科进行实时考试的计算机系统，能够对考试全过程实施管理与控制，并通过自动组卷、自动改卷减轻教师的工作量，极大提高考试的组织效率。网络考试凭借其高效、灵活、适应性强等优点，己逐渐成为传统考试的有效补充。但是，随着网络考试的实施，针对网络考试系统的舞弊行为屡禁不止，这不仅影响考试结果的真实性，也使考试的公平性受到质疑，严重地败坏网络考试的声誉。因此，要使网络考试得到普遍认可，必须有效地解决网络考试系统的防舞弊问题，保障考试公平。一 网络考试防舞弊的基本思路和主要环节
1 防舞弊的基本思路
考试舞弊行为是指考生采取不正当手段，非法获取高于自己实际水平分数的种种违纪活动。发生考试舞弊究其原因有三：一是作弊考生应考动机不纯，对优秀考试成绩极度渴望而采取不正当手段，另外，别人作弊我不作弊很吃亏的心理扩大了舞弊考生的数量；二是监考失职，考场纪律不严；三是考场规章制度和技术保障机制有疏漏，让舞弊者有机可乘。由此可见，为了有效防止考试舞弊行为，一方面要加强考试诚信教育，让考生知道舞弊的危害，从主观上杜绝舞弊行为；另一方面应该严肃考试纪律，建立完善的考场规章制度和防舞弊技术机制，使个别舞弊企图不得施展。
近年来，国内学者在网络考试防舞弊技术领域取得一些成果。胡世清等采用Silverlight技术，通过改变试卷呈现方式与答题方式实现防舞弊。李益骐讨论了身份认证与防范入侵措施、ASP脚本安全隐患的解决方案和试题库加密算法。李美满使用数据加密、数字签名技术解决题库收发双方相互认证和防止泄密问题。徐巧枝等介绍了基于监控和数字隐藏的防舞弊技术。付细楚等提出一种基于数据加密、数字签名技术的考试成绩多级安全保护模式。曾华军等使用特殊的考试网关实现半封闭考试环境的安全机制。这些研究成果从不同视角和侧重点研究考试防舞弊技术机制，为网络考试系统的研制提供了宝贵经验。然而，网络考试中间环节很多，运作流程复杂，单一技术手段难以防范各种舞弊行为。只有建立综合防舞弊技术机制，运用多种技术手段对考试各环节进行全局的、系统的监控与管理，才能收到良好的防范效果。
从哲学的角度看，时间、地点、人物和事件构成人类活动的四个要素。与之相对应，网络考试的实施过程也具有四个要素，即时间、位置、人员和行为：时间指人员使用计算机访问网络考试系统的时间；位置指人员使用的计算机的位置，可以用IP地址描述；人员指网络考试涉及的人，包括考务员、监考员、教师和考生；行为指人员对网络考试系统实施的动作集合。对于具体的一次网络考试来说，其实施过程各要素都有明确的取值范围，其防舞弊的实质内容就是将实施过程各要素限制在允许的范围之内。针对实施过程各要素设计综合防舞弊技术机制，有助于人们跳出被动式、亡羊补牢式的惯性思维，准确把握网络考试防舞弊的基本方向。
2 防舞弊的主要环节
正式、严肃的网络考试包括考前管理、考时管理和考后管理三个主要环节，各环节的工作内容和防舞弊任务均不相同：①考前管理环节，其工作内容包括生成考场名单、安排监考教师和自动组卷等，其防舞弊任务是确保试题机密，考前试题外泄是对考试的最大干扰，必须采取措施堵住漏洞，使任何人都不可能获悉试题；②考时管理环节，其工作内容包括考生在线考试和教师实时监考等，其防舞弊任务是防止考生的现场舞弊行为，例如携带电子资料入考场、请人代考、偷窥答案、传递试题答案、考试过后泄露试题等；③考后管理环节，其工作内容包括保存原始答卷、自动评分、成绩查询等，其防舞弊任务是防止原始答卷和考试成绩被篡改。二 综合防舞弊网络考试系统的设计
网络考试系统采用B/S和C/S混合的分布式系统结构(见图1)，其中试题服务器用于存放题库、考生试题、考生答卷、考试成绩等信息。在考试前、后阶段，考务员、教师和考生通过Web浏览器使用网络考试系统。网络考试以开设考场的形式，在全封闭的局域网环境中进行。每个考场配备1台教师机(教师监考专用计算机)用于运行监考软件，配备多台考生机(考生考试专用计算机)用于运行考生端软件。教师机从试题服务器下载试题后，考场与外部网络的连接被断开。考试结束后，考场与外部网络被重新连接，由教师机向试题服务器上传考生答卷。考试期间，考生机只能与教师机进行数据通信，考生无法从外部网络得到任何信息。
2 网络考试系统的综合防舞弊技术机制
网络考试系统的防舞弊问题本质上是一个网络系统信息安全问题，许多防舞弊任务可以对应到ISO定义的安全服务。网络系统信息安全标准IS07498-2定义了五类安全服务(见表1)，也称为安全防护措施。
网络考试系统并不需要提供所有的ISO安全服务，例如对大多数网络考试而言，“抗抵赖服务”不是必需的。但网络考试中还存在一些ISO安全服务不能涵盖的特殊安全问题，例如防止现场舞弊行为、试题服务器上的试题保密等。
网络考试系统的综合防舞弊技术机制扩展了ISO安全服务模型，具体包括7项防舞弊措施(见表2)。
关键词：小学数学；小组合作教学；学生；教师
随着教育体制的改革，小学数学的教学方法发生着巨大的变化，很多教师选择采用小组合作教学，这种教学方法更为开放，学生更容易接受，并且是以学生为教学的中心，学生在这种教学下的课堂中思路变得更为宽广，但一些教学中的弊端也逐渐暴露。这些弊端的有效解决将决定着小学数学课堂的效率，因此本文分析了小组合作教学的弊端，并且探究了解决这些弊端的方法。
一、小组合作教学模式的缺点分析
小组合作教学在小学数学中的运用主要有四个方面。（1）小组合作教学的成果并没有教师之前预期的好，很多学生并没有完全地融入这种教学氛围中。（2）小组合作教学并没有为学生提出学习方法，轻松的课堂下学生学习的知识量逐渐减少。（3）小组合作教学要求学生要有做好充分的课前预习工作，但很多学生受可以负担重的影响，并没有进行预习工作。（4）小组合作教学下，教师并不能将自己的知识全都传授给学生，学生从教师那获得的知识变少。这四点可以说是小组合作教学的缺点，这些缺点制约着小组合作教学在小学数学中的运用力度。
二、如何解决小组合作教学在小学中的运用弊端
根据小组合作教学的弊端，本文提出了几点具体的解决举措，来完善小学数学中运用小组合作教学的方法。（1）教师作为学生学习的导向，要转变自己的教学方法，让学生充分融入教学中。（2）教师的能力是教学质量的有利保证，这样才能使得学生的小组分工明确。（3）教师在教学的过程中要合理分配时间，要适当的给学生灌输学习方法。以小学数学中分数的学习为例。教师在教学时先要让学生学会学习方法，再进行解题训练，在解题训练的过程中就可以让学生进行小组合作教学。小组组内分工，解决不会的习题，教师进行适当的引导，这样就可以使学生充分全面的教学。
综上所述，小组合作教学在小学数学中的运用力度逐渐增大，但一些问题也逐渐暴露出来。小组合作教学可以使学生得到全面的发展，但这是在保证了学生学习到知识的前提下进行的。本文探究的解决小组合作教学弊端的方法将能改善这些问题。
参考文献：
本系统将嵌入式软件自动化测试技术应用于计量行业中数字指示秤作弊检测领域，实现了数字指示秤作弊检测中自动载荷、自动按键、读数捕获、数值判断、动作反馈、结果记录的全流程自动化操作。本文阐述了该系统的设计方案及上层控制软件的设计。
【关键词】电子秤 作弊检测 计量自动化检测 嵌入式自动化测试
数字指示秤具有称量方便、计价简便、重量数据显示直观等特点，在大型超市、集贸市场等场所已经得到了广泛的使用。但由于市场监管不够规范，集贸市场经营者法制意识薄弱，诚信度缺失，利用数字指示秤作弊、缺斤少两，损害消费者权益的事件屡有发生，在社会上形成了负面影响。数字指示秤最主要的作弊方法包含以下三个方面：（1）人工手段干预读数。包括留底数法、冲击法等。（2）内部改装。包括修改显示电路、修改信号调理电路、加装无线模块（检测可通过查看传感器电压是否超高、是否有无线发射模块）。（3）芯片软件作弊。为目前最常见的作弊方式，当输入一串按键码后数字指示秤便进入作弊模式，可根据需要变为9两，8两甚至6两秤，再按下某一恢复键即可恢复正常模式。这种作弊模式隐蔽且难以复现，本文针对这种作弊特点，设计了一套数字指示秤作弊检测系统，能够检测出数字指示秤软件系统中存在的按键作弊码。
1 系统构架
为检测出软件作弊（数字指示秤中的按键作弊码），数字指示秤作弊检测系统引入了嵌入式软件自动化测试技术，搭建了数字指示秤自动化测试环境，使用高危作弊码算法生成测试用例对数字指示秤进行自动化黑盒测试。上位机从云端服务器获取高危作弊码序列，并根据本地化适配转换为按键序列；上位机将该序列传入动作执行器，动作执行器控制键盘按钮闭合操作模拟对应的物理按键按下；再由动作执行器生成重量信号模拟载荷，待示数稳定后由动作执行器获取数字指示秤LCD/LED显示信号，将转换后的数值传入上位机检测是否出现作弊情况，如图1。
2 系统设计
2.1 动作执行器设计
动作执行器采用32位ARM单片机系统，包括三个部分：按键执行模块、载荷模拟模块、显示抓取模块。执行器通过串口与上位机通信，协议采取自定格式，校验采用CRC校验和，如图2。
2.1.1 按键执行模块
用于接收上位机发送的按键序列，解析拆分序列信息后控制键盘相应按键依次依时按下，达到模拟输入作弊码行为的目的。按键模拟既然要真实模拟手工按下的效果，就包括三个信息，按下的键码、按键按下的时间长短、两个按键按下之间的间隔时间。所以按键序列包括键码、按下时延以及键间时延这三种参数。键码为00-99代表最多99个按键信息，按下时延为0-9代表按下时间为0.1秒至9秒，键间时延为0-9代表两个按键按下的时间间隔0.1至9秒。如正常按下按键1+2+3，按键序列码为0100 0200 0300。时延设置的越长，则该用例执行的时间越长，如图3。
按键模拟模块采用电子开关，一一对应真实物理按键，通过控制电子开关的闭合来模拟按键被物理按下的过程。
2.1.2 载荷模拟模块
通过接收上位机发来的数据控制称重重量信号。载荷模拟使用数字电位器串联至传感器的信号激励脚，通过改变数字电位器的阻值拉低传感器信号电压的方式改变重量信号。
2.1.3 显示抓取模块
包括LCD信号抓取模块和LED信号抓取模块。显示抓取模块采用单片机作为主控芯片，采集LCD/LED显示屏各管脚模拟值信息，分析处理后得到显示屏信息通过串口传给上位机进行处理。
2.2 上位机软件设计
上位机软件由五大模块组成：样品管理模块、按键序列生成模块、作弊检测模块、键盘适配模块、历史作弊码模块，如图4。
2.2.1 样品管理模块
记录送检样品信息、按键适配信息、作弊码信息以及测试过程数据信息。通过样品管理模块可复现电子秤作弊检测过程数据，实现多样品（疑似同一作弊码）并行检测，中断/继续检测操作。
2.2.2 键盘适配模块
匹配各款电子秤按键上字符信息与底层控制单片机管脚的对应关系（按键数字与物理连接线适配）。保证字符形式的作弊码数据库能够适配所有电子秤。
2.2.3 按键序列生成模块
用于获取服务器高危作弊码序列、本机生成按键序列。模块提供模板编辑器，可根据所输入的按键序列表达式生成相应的按键序列，并提供测试用例总数预测、测试时间预测、按键序列导出导入。
2.2.4 作弊检测模块
为系统的核心模块，用于向动作执行器发送控制指令。从服务器端读取待测的密码序列，根据键盘适配生成相应的单片机管脚序列发送至动作执行器，读取动作执行器返回的数字指示秤显示信息，判断示数是否正常，如果发现异常则将此组按键序列数据标识为可疑序列，如图5。
2.2.5 历史作弊码模块
该模块为B/S构架，用于查询维护作弊密码库，可通过型号，地域等信息查询常用的作弊称密码。此模块有网络接口，可通过互联网上传/查询数据。
3 高危作弊码算法
通过遍历所有按键生成测试用例序列的方法对于四位以内的作弊码很有效果，但是对于五位以上的作弊码检出效率很低，掺杂着很多不可能是作弊码的按键（如纯数字按键）。因此对于5位以上作弊码的检测要采用高危作弊码算法，该作弊码算法由云端服务器根据历史库、经验库动态生成，通过公式的形式下发至测试机。数字指示秤按键可分为三类，一类是数字按键信息，使用N来表示；一类是控制按键（如去皮累计），使用C来表示；最后一类是单价按键（如M1、单价1），使用M来表示。加上时延信息，高危作弊码可以通过类似N*0；C*0；M*0这样的公式来表示，此公式表示生成所有第一位是数字，第二位是控制按键，第三位是单价按键且每个按键之间的时延为0的三位按键组合序列。
4 结语
本文概要描述了数字指示秤作弊检测系统的硬件实现原理和上层软件设计，实际使用中该系统能够很快的检测出位数在5位以内的作弊码，对市面上存在的“作弊秤”起到了一定的震慑作用，也为其他计量器具软件的检测方法也起到了一定的借鉴作用。
对于复杂作弊码（参杂了按键时长等信息），其检测时间的长短取决于高危作弊码算法的检测效率以及历史作弊码的积累，对高危作弊码算法的优化是今后系统改进的方向。
参考文献
[1]国家质量监督检验检疫总局JJF 1365―2012数字指示秤软件可信度测评方法[S].北京：中国质检出版社，2012.
[2]国家质量监督检验检疫总局JJF 1182―2007计量器具软件测评指南[S].北京：中国质检出版社，2007.
[3]OIML R76-1 Non-automatic Weighing Instrument Part1：Metrological and Technical Requirement Edition 2006（E）[S].International Organization of Legal Metrology，2006.
[4]General Requirements for Software Controlled Measuring Instruments[S].International Organization of legal Metrology，2008.
[5]WELMEC 2.3.Informative Document Development of Software Requirements[S].European Cooperation in Legal Metrology，2005.
[6]WELMEC 7.2.Software Guide（Measuring Instruments Directive 2004/22/EC）[S].European Cooperation in Legal Metrology，2004.
【关键词】智能教室 人员统计系统 射频识别 热释电传感器
一、引言
在整个智能校园系统中，智能教室是核心之一，而智能教室中人员统计是课堂上的重要环节。目前，很多学校没有一套具体有效的考勤统计方法，教师只能利用课堂点名的方法，这样不仅占用了大量的上课时间而且不能避免考勤作弊现象的出现，针对这些弊端，设计了一种基于射频技术的智能教室考勤系统。该系统在成本低廉的基础上，用热释电传感器、射频识别进行信号采集，通过二者的数据对比，能有效地防止考勤作弊现象的发生，整个过程只要学生进入教室瞬间完成，可以快捷、准确地了解学生到课情况并向数据库反馈数据，方便及时存储考勤结果。
二、总体设计方案
系统主要由数据采集模块，数据处理模块，无线传输模块和上位机系统组成，整体框图如图1 所示。为准确统计学生人数，防止学生考勤作弊行为，系统通过射频识别模块与两个传感器进行信息采集。采集的数据通过串口输出方式传送至主控器进行综合数据处理，通过传感器采集的信息确认进出教室方向和人数，通过射频模块获得刷卡人数，二者对比以确认有无代答考勤现象，最后主控器通过无线装置将数据传至上位机系统进行信息统计与存储。
三、硬件设计
本系统的硬件采用模块化的设计思路，根据模块功能可划分成数据采集模块、数据处理模块和无线传输模块。其中MSP430单片机为控制核心，射频识别模块用于确定学生身份，热释电传感器用于确定人员个数及流动方向，无线通讯模块通过上位机完成数据通信。
（一）数据采集模块。该模块由射频识别单元与热释电传感器两部分组成，这两部分共同工作，对数据进行采集。射频识别单元安装在入口处门框上，两个热释电传感器分别安装在射频识别单元的前端和后端，射频识别单元用于确定进入人员身份，热释电传感器确认人数和进出方向，规定人员进入教室则计数装置加1，退出教室则减1，显示器上显示的数据即为留在该空间的总人数。
结合单片机与无线通讯的工作电平选用E18-D80NK光电式传感器。前方无障碍时输出高电平，有障碍时输出口电平会从高电平变成低电平，传感器背面有电位器，可以调节障碍的检测距离。
（二）数据处理模块。系统选用MSP430单片机为控制核心。为了准确判断出人员移动的方向，需采用两路传感器进行检测。确定教室A上课后，上课前开启双红外传感器A，B。当人员进入时，如果前端传感器A响应后2秒内后端传感器B也响应，则认为人员进入，反之，则认为人员离开。如果前端传感器A或后端传感器B连续两次响应则认为无人员进出。当人员进入，在A，B之间刷卡，若刷卡成功，则传感器进入计数加1，射频识别刷卡计数加1，由主控器比较两组计数，若相同则表示单人进入，进入人员总计数值加1，若不同则证明有考勤作弊行为，启动报警装置。
（三）无线传输模块。根据学生上课前人员流动快的特点，本系统中射频收发芯片选择使用射频模块nRF24E1，该模块设备调试容易，数据传输速率较高，通信距离长，成本相对较低，在接口与编程方面相对其他模块更加简单。
四、软件设计
本系统软件部分用C语言编写，主要实现接收采集数据，数据处理，与单片机数据通信，同时从互联网接收数据进行人员对比。
软件部分主要包括数据读取模块、数据解决模块、数据显示模块和指令发送模块软件。数据读取模块读取数据时，需要区分RFID的数据和单片机的数据，分别使用串口模式和IIC方式完成，并且实现数据实时变化。当数据接收正确时，进入数据解决模块，对通信卡片数和通过人数对比，同时显示持卡人姓名。如果人数出现异常，显示异常人员姓名。当人员通过完毕后，生成人员报告后，上传数据库。
五、测试与分析
由10个人组成的人流进行测试，其中1人持2张卡进入，其余9人持1张卡进入，实验结果如图2所示。
由实验结果看出，系统能够较准确的识别人员身份，检测人员数目，能够起到防止考勤作弊的作用。
六、结语
本系统克服了现有考勤系统的不足，在成本低廉，软硬件相对独立，易于实现和维护的基础上，实现了学生考勤的自动化和智能化，使教师能够在课前学生进入教室的同时获取学生信息，最大程度上防止学生考勤作弊，对教学管理起到一定的帮助作用，使教学管理工作更加细致和人性化。
参考文献：
[1]卢少平，郑明，吴耀华.基于RFID的教室考勤系统设计研究[J]. 现代电子技术，2010（18）： 44-50.
[2]郑嘉利，QIN TUAN-FA，倪光南.Tree-Based Back off Protocol for Fast RFID Tag Identification[J]. 中国邮电高校学报： 英文版，2013，20（2） ： 37-41.
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