一种基于MEC技术的校园手机管理系统和方法与流程

本发明属于数据通信网领域，尤其涉及一种基于mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术的校园手机管理系统和方法。

背景技术：

进入移动互联网时代以来，作为通讯工具的手机全面普及，中小学生中手机拥有率不断升高，校园手机问题突出，如何进行校园手机进行管理目前家长和学校还没有有效技术手段。

目前学校针对校园手机的管理有两类应对办法，第一类：人为制定管理规定，如：禁止学生带手机、发现学生手机没收、设置校园手机存放柜、定制统一的学生手机终端，这类办法有一定强制性，往往实施效果差，造成师生关系紧张等一系列问题。

第二类：技术手段去管理，在校园里加装手机信号屏蔽器。学校采用技术手段在校园里加装手机信号屏蔽器，(移动通信实现原理:在一定的频率范围内，移动通讯终端和基站通过无线电波联接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输)。针对通讯原理，屏蔽器在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描。该扫描速度可以在移动通讯接收报文信号中形成乱码干扰，移动通讯不能检测出从基站发出的正常数据，使移动通讯不能与基站建立联接。移动通讯表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象，达到让学生在校园内无法正常使用手的效果。

校园安装信号屏蔽器时，会使部署区其他非管理目标用户通信严重受扰，同时信号屏蔽装置的使用有严格的限制和规定，一般只在国家重大考试、高级别会议场合才能获批使用，因此大多数中小学校不能够安装使用。

信号屏蔽器一方面使用存在条件限制和法律约束，同时其实现校园手机管理的方式比较粗暴，通过阻断干扰方式，使得校园覆盖区所有手机终端无法正常进行通信业务，使得非目标管理用户通信也无法正常进行，在校园环境下无法有针对性的对目标学生群体进行手机管理。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供的基于mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术的网络接入侧校园手机管理系统和方法，将皮基站、mec驻地网关、应用管理服务器结合，并在校园本地侧部署，有针对性的对管理目标进行数据业务管理，从而达到校园手机管理作用。

为了解决现有技术问题，本发明公开了一种基于mec技术的校园手机管理系统，包括终端接入承载模块，终端管理功能模块和策略配置下发模块。

所述终端接入包括部署在教室内的皮基站，皮基站用于用户手机终端的数据业务承载，各教室皮基站的终端数据汇聚至校园机房处的核心交换机；

所述终端管理功能模块包括mec驻地网关，用于对校园内学生的手机终端进行数据业务管理，包括对校园内学生的手机终端限制数据业务类型，利用mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术实现本地化分流、数据业务拦截、数据业务的强制重定向；

所述策略配置下发模块包括应用管理服务器，应用管理服务器对用户手机终端进行入网信息登记，将录入对用户进行分组，实现教员组和学生组的用户组划分，mec驻地网关具有黑白名单功能(拦截黑名单用户数据业务，禁止其访问网络；白名单组用户的数据业务放行，允许其访问网络)，应用管理服务器基于之前录入用户信息的组划分情况，由应用管理服务器根据与mec的接口协议调用mec的数据业务管理功能，从而实现对不同用户组的数据业务的管理，从而达到对校园手机的volte(voiceoverlte，基于ims的语音业务)语音通话业务和数据上网业务的管理效果；

所述皮基站、mec驻地网关和应用管理服务器通过核心交换机进行连接。

本发明中，在每个教室内至少部署一个以上的皮基站。

所述管理策略能够基于时间和业务类型两个参数对不同用户组进行设定。

例如，教学时间段：

通信管控服务器设置以时间和用户为维度，设置在规定教学时间内：

对于学生用户：禁止volte语音业务，放行本地数据业务。

对于教师用户：放行所有业务

对于访客用户：放行volte语音业务，禁止数据业务

考试期间段：

通过设置全局业务禁用的，实现校园网的整体管理。针对部分管理人员，可通过设

置白名单策略，对其移动终端的业务进行放行。

应用管理服务器基于管理策略能够对用户手机终端业务进行放行、阻断部分业务或者禁用全部业务。

应用管理服务器通过管理策略中的时空策略(时空策略是针对特定时间段内的特定校园地点空间范围设定的手机管理策略)，对在校学生的离校、误闯禁区行为进行实时预警：应用管理服务器获取部署在校园出口处基站的数据并进行分析，如果用户手机终端在非正常时段离网，则判定该用户离校，提供告警信息给管理者进行用户动态监控；又如果学生携带手机终端进入学校内禁止学生私自进入的区域，应用管理服务器获取部署在该区域的基站数据并分析，由应用管理服务器确认用户身份后进行实时预警。

本发明还公开了一种基于mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术的校园手机管理方法，包括以下步骤：

步骤1，校园网络建设勘测工作：对校园环境进行勘测，具体包括教室大小、学生人数，结合皮基站自身的覆盖范围和接入容量信息，确保室内全覆盖的，减少部署皮基站之间的干扰，结合上述信息和要求确定教室内皮基站数量和位置，同时在本地校园内选定mec驻地网关和应用服务器硬件部署的合适位置，例如学校的校园服务器机房内；

步骤2，完成校园每间教室和目标区域的皮基站部署，同时进行mec驻地网关和应用管理服务器的服务器硬件部署，将皮基站、mec驻地网关和应用管理服务器通过交换机和核心交换机进行连接，并完成调试测试；

步骤3，进行mec驻地网关和应用服务器的软件安装和调试测试；

步骤4，以mec驻地网关为数据出口，接口为标准的s1接口，通过ptn(packettransportnetwork)，即分组传送网传输，将mec驻地网关与epc核心分组网演进4g的核心网对接，并完成相关调试工作；

步骤5，终端登记入网：对校园手机用户，在应用服务器上进行人员信息登记，将用户划分为教员组和学生组；

步骤6，通过应用管理服务器上的管理策略进行校园手机管理。

本发明中所述终端接入承载模块用于移动终端的本地附着和数据承载，功能主要由本地部署的皮基站来实现，皮基站发射功率为100mw-500mw，发射功率于wi-fi热点基本相同，由部署教室内的皮基站进行部署教室内手机终端的数据业务承载。各教室皮基站的终端数据汇聚至校园机房处的核心交换机。

所述终端管理功能模块以mec驻地网关为基础，对校园内学生对终端进行数据业务管理，对校园内学生终端可以限制其数据网络服务类型，实现本地化分流、数据业务拦截；对指定业务强制重定向，进行业务处理服务，如dns重定向,可满足不同情况下校园手机管理需求和本地网络优化的需求。

所述策略配置下发模块，功能主要由本地部署的应用管理服务器来实现，负责对管理移动终端的入网信息登记(imei、imsi、使用人信息)，对用户进行分组管理，实现策略配置中的教员组和学生组的用户组划分；同时根据校园管理目的和要求，增加了时间维度和数据业务类型维度，管理策略可以基于时间和业务类型两个参数对不同用户组进行设定。以多维度的管理策略，实现对校园网接入终端的通信管理。能够根据管理策略，对入网终端用户的语音业务、数据业务的精准控制。具备对终端业务进行放行、阻断部分业务、禁用全部业务的能力。应用管理服务器作为管理引导业务的用户接口，为管理者提供了管理策略配置、管理状态和预警信息的展示、行为分析展示和报表输出等各类服务。

校园手机管理系统，由应用管理服务器作为用户接口，为管理者提供了管理策略配置、管理状态和预警信息的展示、行为分析展示和报表输出等各类服务。通过和mec驻地网关的协同工作，实现对移动终端的通信管理、行为分析、安全预警和智能化的流量分解，提供了智能教学、手机管理、安全预警、行为分析四大功能模块。

1、智能教学：通过应用管理务器的访问控制功能，可对用户终端访问行为进行策略管理，让学生充分利用4g网络资源为教学服务。mec驻地网关能够基于访问策略，实现数据的合理化管制，为终端用户提供廉价、稳定的高速宽带无线网络。真正的利用起校园内的移动终端资源，实现教学资源最大化和最优化的目标。基于应用管理的教学数据共享服务：本地自建教学服务，本地校园网络低资费、低延时、无干扰；远程教学服务，定向流量业务，优惠资费。

2、手机管理：应用管理服务器为管理者提供的多元化的管理策略配置方案。通过和mec驻地网关的协同工作，以多维度的管理策略，实现对校园网接入终端的通信管理。能够根据管理策略，对入网终端用户的数据业务的精准控制。具备对终端业务进行放行、阻断部分业务、禁用全部业务的能力。管理策略由多维度的管理元素组成，可根据业务需求进行不同维度的元素组合，维度间通过优先级顺序执行。

3、安全预警：应用管理服务器同时为管理者提供了安全预警功能。通过时空策略，对在校学生的离校、误闯禁区等行为进行了实时预警。并贴心提供了日常学生签到功能，能够记录学生入校、入班签到情况。近校园出口基站，并伴随终端离网的情况，进行非正常时段离校判定，提供告警信息给管理者进行学生动态监控。针对已经录入信息库的学生，如果发现有闯入非安全区域的情况，应用管理服务器会进行实时预警。

4、行为分析：应用管理服务器同时提供了针对预设的对象定期跟踪行为分析功能。对其在网时间内的终端业务行为进行记录、统计和分析，为教师、家长对学生日常在校时间内的移动终端使用情况提供了全面的说明，能够更好的引导学生合理使用移动终端，从而不影响学习。

本发明首次将皮基站、mec驻地网关、本地应用管理服务器结合在一起应用于校园场景下，从移动网络接入侧解决了校园手机管理问题。

本方案创新性的将校园安全管理、智能教学、手机管理、行为分析等四大功能融为一体，创造适合校园的移动网络环境。

为增加操作性和实用性，本方案在皮基站、mec驻地网关和应用管理服务器的本地校园部署策略也是一种创新，最大程度的发挥了mec驻地网关的功能，同时也解决了本地部署与运营商核心网络对接难的问题。

有益效果：

本发明提出的策略不仅可以对校园手机进行有效数据业务管理，解决学生教学期间手机过度使用问题，同时使学校在智能化教学中拥有远优于wifi体验的区域4g宽带网络，mec的本地业务分类功能，将有效提升云运营商网络的利用率，有效减轻核心网负担，优化网络体验；校园手机管理系统为学校管理者供了智能教学、手机管理、安全预警、行为分析四大功能模块，四大功能模块贴合日常校园教学管理需求，为管理者提供了便利的管理手段。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为校园手机管理系统拓扑图。

图2为校园手机管理系统网元结构图。

图3为基于mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术的终端数据业务管理原理图。

图4为应用管理服务器的功能模块图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

本发明涉及一种基于mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术的校园手机管理系统与策略，属于通信技术领域。本发明阐述了实现校园手机管理系统网络装置与架构。

图1展示了校园手机管理系统网络建设后的一些硬件部署，一般而言主要是由三个主要部分组成，校园教室内的皮基站，校园本地部署的mec驻地网关和应用管理服务器。校园内的手机终端在室内主要靠皮基站作为接入点，每个教室的皮基站连接并汇聚到核心交换机(如图1所示)，最后通过核心交换机与mec驻地网关以及应用管理服务器连接。

图2展示了mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术应用于校园手机管理系统中手机终端数据的管理流程和原理，mec可以直接为用户提供了本地化数据服务，而不需要通过核心网获取服务。用户需要访问外部网络时，移动终端设备需要经过mec驻地网关才可以与运营上epc核心网相连，mec也可以限制特定用户访问外部网络，对特定用户的外部数据业务进行拦截，或者强制重新定向，让特定用户只能在局域网进行访问，mec可以实现流量管理，对接入的手机终端数据业务进行分类管控，实现本地化分流，数据业务拦截；同时还可以通过强制重新定向，进行业务处理服务，如dns重定向。

如图3所示，本发明公开了一种基于mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术的校园手机管理系统，包括终端接入模块、终端管理模块、策略配置与下发模块。

终端接入承载模块用于移动终端的本地附着和数据承载，功能主要由本地部署的皮基站来实现，皮基站发射功率为100mw-500mw，发射功率于wi-fi热点基本相同，由部署教室内的皮基站进行部署教室内手机终端的数据业务承载。各教室皮基站的终端数据汇聚至校园机房处的核心交换机。

终端管理功能模块以mec驻地网关为基础，对校园内学生对终端进行数据业务管理，对校园内学生终端可以限制其数据网络服务类型，实现本地化分流、数据业务拦截；对指定业务强制重定向，进行业务处理服务，如dns重定向,可满足不同情况下校园手机管理需求和本地网络优化的需求。

策略配置下发模块，功能主要由本地部署的应用管理服务器来实现，负责对管理移动终端的入网信息登记(imei、imsi、使用人信息)，对用户进行分组管理，实现策略配置中的教员组和学生组的用户组划分；同时根据校园管理目的和要求，增加了时间维度和数据业务类型维度，管理策略可以基于时间和业务类型两个参数对不同用户组进行设定。以多维度的管理策略，实现对校园网接入终端的通信管理。能够根据管理策略，对入网终端用户的语音业务、数据业务的精准控制。具备对终端业务进行放行、阻断部分业务、禁用全部业务的能力。应用管理服务器作为管理引导业务的用户接口，为管理者提供了管理策略配置、管理状态和预警信息的展示、行为分析展示和报表输出等各类服务。

如图4所示，校园手机管理系统中应用管理服务器作为用户接口，为管理者提供了管理策略配置、管理状态和预警信息的展示、行为分析展示和报表输出等各类服务。通过和mec驻地网关的协同工作，实现对移动终端的通信管理、行为分析、安全预警和智能化的流量分解，提供了智能教学、手机管理、安全预警、行为分析四大功能模块。

实施例

图1展示了校园手机管理系统网络建设后的一些硬件部署，一般而言主要是由三个主要部分组成：校园教室内的皮基站，校园本地部署的mec驻地网关和应用管理服务器。校园教室内的皮基站是室内手机终端的接入设备，每个教室的皮基站连接汇聚于核心交换机(如图1所示)，最后通过核心交换机与mec驻地网关以及应用管理服务器连接。

如图3所示，本发明基于mec(mobileedgecomputing，移动边缘计算)技术的校园手机系统建设到实施的步骤流程如下：

步骤1，校园网络建设勘测工作：对校园环境进行勘测，具体包括教室大小、学生人数，结合皮基站自身的覆盖范围和接入容量信息，确保室内全覆盖的，减少部署皮基站之间的干扰，结合上述信息和要求确定教室内皮基站数量和位置，同时在本地校园内选定mec驻地网关和应用服务器硬件部署的合适位置，例如学校的校园服务器机房内；

步骤2，完成校园每间教室和目标区域的皮基站部署，同时进行mec和应用管理服务器的服务器硬件部署，将皮基站、mec驻地网关和应用管理服务器通过交换机和核心交换机进行连接，并完成调试和测试。

步骤3，进行mec和应用服务器的软件安装和调试和测试。

步骤4，以mec驻地网关为数据出口，接口为标准的s1接口，通过ptn传输将mec驻地网关与epc核心网对接，并完成相关调试工作。

步骤5，终端登记入网：对校园手机管理需求用户，在应用服务器上进行人员信息登记。

步骤6，进行校园手机管理系统应用，流程结束。

本发明提供了一种校园手机管理系统的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。