考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置的制作方法

本实用新型涉及一种考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，特别的，探测装置是微小型的探测器。

背景技术：
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无线隐形耳机主要有无源型和有源型两种：无源型隐形耳机一般是由可放入耳道内的高磁性磁铁构成，靠磁铁在音频电磁场作用下产生的共振而发声；有源隐形耳机一般是由微型线圈、信号放大电路、喇叭和电池构成的可置于耳道的微型设备，靠线圈在音频电磁场中产生的感应电流，再通过放大电路驱动喇叭发声。上述两种无线隐形耳机需与带有信息接收、音频电磁波发射功能的接收器共同使用。

目前针对隐形耳机考试作弊行为的反制手段主要有以下几种方式：

监考人员目测的方式。目测是要求考务人员在监考或巡视期间，通过裸眼观察考生耳朵内是否有明显异物。由于隐形耳机的体积越来越小，目测方法很难发现考生耳道中的异物，此外目测方法和考务人员的工作态度、场内光线强度、考生的着装或发饰等都有关系，这种隐形耳机的查找方式随意性大，执行效果十分有限。

采用金属探测器无接触搜身的方式。金属探测器在开考前考生进入考场时的物品检查中广泛使用，但隐形耳机信号接收器可通过伪装成腰带扣、发卡、眼镜等蒙蔽检查人员检查而带入考场，由于金属探测器灵敏度有限，很难检测到考生耳道中的隐形耳机，所以不能杜绝隐形耳机被考生带入考场实施作弊。

面向隐形耳机接收器与外界通信的环节，通过查找或干扰通信频率以达到反制作弊的方式。

移动通信信号屏蔽器。这种设备通常在考场内部署，通过提高手机通信频段的噪声电平，使手机不能与基站正常通信，其局限性在于仅针对将手机作为信息接收设备的作弊设备有效。

无线电通信信号屏蔽器。这种设备通常在考场附近部署，通过发射大功率的同频信号来干扰隐形耳机信号接收器的接收信号，但随着作弊信号的频点不同，有时还涉及到管制频段，因此其在工作频段和信道容量方面会受到限制。

专业检测车和便携式测向设备。这种设备通常在考场外部署，通过监测车和便携式测向设备对考场外的发射源进行查找和定位，由于作弊信号分散，在考试时间段内只能对少数信号进行查找，且成本昂贵。

面向隐形耳机接收器与耳机间的通信环节，通过查找或干扰音频电磁场以达到反制作弊的方式。

音频电磁信号探测器。这种设备可以监测考场内的音频电磁信号还可还原出声音供监考人员监听，并根据音频电磁场的强度变化确定作弊考生位置，但反屏蔽反探测无线隐形耳机带有隐蔽式的控制开关，当开关关闭时，音频电磁信号消失，监考人员使用音频电磁信号探测器无法再探测到作弊信号，导致即使侦测到考场内有隐形耳机作弊行为也难以确定携带隐形耳机作弊的考生。

采用布线方式发射音频电磁场干扰信号对隐形耳机进行干扰。这种设备通常部署在考场内，可以有效干扰隐形耳机，但由于考场一般数量多，采用布线方式必然产生繁杂的工作量，实施比较困难。

采用便携式隐形耳机干扰定位装置。这种设备利用便携式装置以足够大的功率发射特定频率范围的音频电磁波作为干扰定位信号驱动隐形耳机工作，可以有效干扰定位隐形耳机，解决了布线式音频电磁场干扰设备不便部署的问题，但大功率音频电磁场发射设备受发射线圈直径、电源等因素而体积大、成本高，不适合作为考场内监考人员配发的技防设备大规模使用。

综上所述，传统的干扰或查找手段存在一定的局限性，所以迫切需要开发一种新的针对无线隐形耳机的成本非常低廉、操作简易、识别准确、适用于考场内大规模使用的考场技防装置，有效防范无线隐形耳机在考试中的非法使用。

技术实现要素：
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为了克服现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，其组成包括：音频磁场信号接收天线，所述的音频磁场信号接收天线与功率放大器电路连接，所述的功率放大器电路与低通滤波电路连接，所述的低通滤波电路与报警灯连接，以纽扣电池作为各用电电器的电源。

所述的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，所述的低通滤波电路输出的信号频率范围是20-20000Hz的音频范围，所述的报警灯采用LED指示灯。

所述的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，所述的音频磁场信号接收天线由感应线圈与电容组成音频谐振电路，所述的功率放大器电路由运放IC或三极管构成，

所述的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，所述的功率放大器电路两端并联反馈偏置电路，所述的功率放大器电路由多级放大电路串联组成。

本实用新型的有益效果：

由于无线隐形耳机必须使用音频磁场信号，而音频磁场信号在空气中衰减严重，通常有效距离不超过1米，而在考场环境中，不存在非人为的音频磁场信号，只有作弊用的无线隐形耳机设备会产生音频磁场信号。本实用新型利用上述特点，设计出了分布式检测定位无线隐形耳机设备的方法，采用更适合探测音频磁场信号的探测装置，根据考生座位分布来布置探测装置，形成阵列。阵列中的点既是探测装置、考生的位置所在，也是作弊用的无线隐形耳机设备可能出现的位置，因此当出现人为的音频磁场信号时，一定来自于作弊用器材，也一定来自于考生所在的位置点，如果阵列中只有一个探测装置发亮，那么毫无疑问就是音频磁场信号源的来源，如果阵列中有多个探测装置发亮，那么一定会存在一个最亮的探测装置，该位置就是音频磁场信号源的来源。具体，更复杂的情况，可以根据探测装置特点和分布式定位方法的特点进行判断，总之可以实现对每一个考生进行持续的音频磁场信号检测，只要在考试过程中使用作弊无线隐形耳机设备，就能即时发现并发亮示警，从而彻底杜绝使用无线隐形耳机设备而不能被发现的情况。

本实用新型的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置是一种微小型装置，音频磁场信号接收天线、功率放大器电路、低通滤波电路的结构和功率都很小，从而使得整个装置的体积和成本都很小。本探测装置的包装可以做成各种各样的形式，比如做成硬币大小，或者做成片状埋藏于座号标签中，由于外观小巧，可塑性强，能够很好地融入考场环境中，也不会对考生造成影响。

由于无线隐形耳机的发射器均要发射音频电磁波信号，而音频电磁波信号属于低频电磁波，在空气中的衰减现象非常严重，在自然环境下基本不存在非人为的音频电磁波信号，在考场环境中更不存在，因此当在考场中探测到音频电磁波信号，就一定是人为产生的。由于音频电磁波信号强度衰减，无线隐形耳机发射器的发射线圈必须距离隐形耳机在30厘米以内的范围内，才可以为耳机提供清晰的信号输出。而本实用新型的探测装置只需要探测音频电磁波信号是否存在，因此在离发射器的发射线圈1米以内的距离就能准确捕获到其发射的音频电磁波信号，并发光报警，LED的亮度变化还可以反应出距离发射线圈距离的变化。将本实用新型装置设置在考生的桌面，或者佩戴在考生身上，这样就处于考生耳朵一米的范围内，假使考生携带了无线隐形耳机的发射器，那么当其使用发射器进行作弊时，产生的音频电磁波信号就会被考生身边的探测器捕捉，并发光提示监考人员。而离该名考生较远的另一个探测器就不会发光，或者即使发光也会出现亮度不同的现象，从而实现音频电磁信号产生源的精准定位。

由于本实用新型探测装置成本很低，可以实现每一位考生配置一个，持续监控，解决了传统的反作弊装置探测的局限，还节省了反作弊器材成本，每一个考场总的反作弊花销能大幅下降。考场监考老师仅仅通过观察本装置是否发光就可以判断考生是否采用无线隐形耳机的发射器。同时通过视频监控，也能很容易对本装置是否发光进行观察判断。

本实用新型的探测方法如下所述：

1）将本装置放置在距考生0-100厘米距离内（可佩戴在考生身上，也可放置在考生桌面上）

2）当考生携带的隐形耳机设备发射音频电磁场信号时，本装置可接收到该电磁场信号并根据电磁场信号强度设置报警灯的亮度发出灯光报警信号,

3）监考人员发现灯光报警信号时，根据放置在作弊考生及其相邻考生旁的本装置发出的灯光亮度强弱进行判定，相距报警灯光亮度最高的装置的考生即为隐形耳机设备携带者，从而实现对使用无线隐形耳机设备作弊的考生的准确定位。

附图说明：

附图1为本实用新型的分布式检测定位音频磁场信号源的示意图。图中，每一个考生所在的桌面的桌号内布置一个音频磁场信号微型探测装置，5号位出现音频磁场信号源，即为信号辐射中心，其辐射的范围离中心越远信号强度越低，在5号位周围的桌号内音频磁场信号微型探测装置接收到音频磁场信号，并发光报警。

附图2是本实用新型的探测装置的电路原理框图。

附图3是本实用新型的一种探测装置的剖视图。图中，5为纽扣电池，6为电路板，7为顶部发光盖，8为背胶。

附图4是本实用新型的探测装置的发光面示意图。图中，9为发光面。

附图5是本实用新型的探测装置的一种电路原理图。图中，10为反馈偏置电路。

具体实施方式：

实施例1：

一种考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，其组成包括：音频磁场信号接收天线1，所述的音频磁场信号接收天线与功率放大器电路2连接，所述的功率放大器电路与低通滤波电路3连接，所述的低通滤波电路与报警灯4连接，以纽扣电池作为各用电电器的电源。

实施例2：

根据实施例1所述的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，所述的低通滤波电路输出的信号频率范围是20-20000Hz的音频范围，所述的报警灯采用LED指示灯。

实施例3：

根据实施例1或2所述的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，所述的音频磁场信号接收天线由感应线圈与电容组成音频谐振电路，所述的功率放大器电路由运放IC或三极管构成，

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，所述的功率放大器电路两端并联反馈偏置电路，所述的功率放大器电路由多级放大电路串联组成。

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置，如图5所示，音频磁场探测装置由音频磁场信号接收天线、功率放大器电路、低通滤波电路、报警灯的声光驱动单元组成。音频磁场信号接收天线可由感应线圈与电容组成音频谐振电路，选择电感与电容参数。（例如需要对2kHz的声音信号进行提取，可选择电容为1uF，电感量为10mH）

功率放大器电路可由运放IC或三极管构成，为使设备稳定工作，在放大单元中引入适当的反馈偏置电路（反馈偏置电路并联在功率放大器电路两端），音频电磁波在空气中衰减较为明显，为增加装置的探测距离，放大单元可由多级放大电路串联组成，在（图5）B点处，将感应电路中不足1mv的电信号放大至2V。

在本实施例中，低通滤波电路为一阶有源低通滤波器，用以减弱环境中中频、高频电磁波的影响，使装置具有良好的抗干扰性，（图5）C点处输出为谐波分量小于3kHz的混合电压信号。

设备中的声光指示由声光驱动单元提供功率驱动，本实施例中该单元由N沟道增强型场效应管实现，由于场效应管输入阻抗极大，并为其提供固定的低压偏置，引入电阻R2。对一般场效应管而言，1V以上的驱动电压可在场效应管的源极与漏极之间产生小于十欧姆的导通电阻。因此在本实施例中，为使发光二级正确的产生报警指示，电源电压最低应大于2.5V。

实施例6：

利用上述考试作弊无线隐形耳机的音频磁场信号微型探测装置的分布式检测定位方法，其组成包括：一组音频磁场信号微型探测装置，所述的音频磁场信号微型探测装置具有报警灯，所述的报警灯的亮度随音频磁场信号探测装置接收到的音频磁场信号强度的增大而变亮，随音频磁场信号强度的减小而变暗；

根据考场考生的座位分布方式，在每一个考生的所在位置布置一个音频磁场信号微型探测装置，布置的位置满足音频磁场信号微型探测装置的发光面能够被监考人员观察到，所有音频磁场信号微型探测装置的分布形成一个检测阵列，当出现人为产生的音频磁场信号时，音频磁场信号驱动所述的检测阵列中的音频磁场信号微型探测装置的报警灯发光，由于音频磁场信号的强度在空气中衰减迅速，导致位于音频磁场信号源不同距离的报警灯发光亮度不同，亮度最高的报警灯距离音频磁场信号源最近，可认为该最高亮度的报警灯所在位置的考生携带了人为产生的音频磁场信号源，即考试作弊用的无线隐形耳机设备。

所述的音频磁场信号微型探测装置佩戴在考生身上，或者布置在考生所用的桌面上，所述的报警灯采用LED指示灯。