一种基于U盘的分布式考试服务系统

技术领域

本发明涉及计算机考试系统技术领域，尤其涉及一种基于U盘的分布式考试服务系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，传统的考试模式逐渐向无纸化的计算机考试服务系统进行转变。目前的计算机考试服务系统，多采用考试终端安装考试盘，或，中心服务器下发考题的模式。终端安装考试盘模式，工作量大，更新效果不佳，各终端独立，后期维护麻烦，已逐渐被淘汰。

中心服务器下发模式，采用BS或CS架构，在终端搭建考试支持环境；在统一时间，由中心服务器向其下发数据包，终端解析试卷，进行考试。该模式可做到统一化，但是其对中心服务器的压力较大。算力集中，多并发连接，网络需求大；导致一旦中心服务器故障，全部终端无法正常考试。且，所有考生的输入数据集中存储，考生在考试过程中长连接的分散式数据发送，对中心服务器的存储性能要求较高。

对于网络安全来说，数据下发传输中存在一定风险；链路越多，风险随之增加。且，部分考试环境要求为无网络状态，无法支持中心化服务器模式。同时，在中心服务器上对考生的识别，采用身份证搭配准考证等形式的数字校验模式，存在身份验证形式上的缺陷。对于考场中的作弊监测，依靠考场内的摄像装置和人工巡视，存在大量死角，防护效果不佳。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中考试服务系统的网络安全性存在风险，数据集中存储对服务器性能要求高，服务器身份校验存在缺陷，考场中防作弊效果不完善的问题，而提出的一种基于U盘的分布式考试服务系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于U盘的分布式考试服务系统，包括总服务器、分考点服务器、考生计算机和外置存储设备，所述总服务器与所述分考点服务器通信连接，所述分考点服务器与所述考生计算机通信连接，所述外置存储设备与所述分考点服务器通过USB接口通信连接，所述外置存储设备与所述考生计算机通过USB接口通信连接；

所述分考点服务器设置有签到模块、运管模块和监考模块；所述签到模块对监考员及考生身份进行校验、确认，所述运管模块对系统进行管理、维护，所述监考模块对考试现场及所述考生计算机进行监控；

所述考生计算机设置有答题模块、防作弊模块和存储交换模块；所述答题模块提供考试答题支持，所述防作弊模块对考生进行监测、分析，所述存储交换模块与所述分考点服务器进行数据交换，所述存储交换模块与所述外置存储设备进行数据交换；

所述外置存储设备设置有内置程序区、安全区和存储块区；所述内置程序区设置有驱动程序，所述安全区设置有认证秘钥，所述存储块区提供文件存储空间。

优选的，所述外置存储设备为U盘或移动硬盘。

优选的，所述总服务器与所述分考点服务器通过公网通信连接，所述分考点服务器与所述考生计算机通过局域网通信连接。

优选的，所述分考点服务器连接有身份证识别装置和人脸识别摄像装置，所述签到模块设置有身份证识别功能模块和人脸识别功能模块。

优选的，所述分考点服务器连接有监控摄像装置，所述监控摄像装置安装在考场内，所述监考模块设置有视频监控模块和屏幕监控模块，所述视频监控模块对所述监控摄像装置的数据进行显示与处理，所述屏幕监控模块监测并复制、存储所述考生计算机的屏幕画面及键鼠操作。

优选的，所述考生计算机连接有摄像头、麦克风和体温检测探头，所述摄像头设置在考生一侧位置，所述麦克风分别在所述考生计算机的机箱和显示屏各自设置一个，所述体温检测探头朝向考生的面部进行设置，所述防作弊模块获取并分析考生动作、环境音场变化、考生体温变化。

优选的，所述外置存储设备设置有指纹识别模块，所述安全区存储有指纹信息。

优选的，所述考生计算机不设置网络连接，所述外置存储设备连接至所述分考点服务器下载试卷包至所述存储块区内。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于U盘的分布式考试服务系统，具备以下有益效果：

1、本发明，设置分考点服务器，降低总服务器的负担，避免因高并发连接导致的崩溃；考生答题数据经分考点服务器后，传输至总服务器，降低对总服务器的性能要求；分考点服务器与考生计算机通过局域网通信连接，保证网络环境安全性。

2、本发明，总服务器向分考点服务器下发加密试卷包，分考点服务器向考生计算机下发二次加密试卷包，整体全流程试卷包加密，保证数据传输的安全；集中下发解密信息，保证考试的统一性。

3、本发明，监考中，对考生的屏幕及键鼠操作进行录制，检测异常操作即时提醒；同时，防作弊模块对考生的动作、声音、体温，多重监测、分析，无死角，全方位，充分保证反作弊的效果。

4、本发明，唯一对应考生身份的安全秘钥和指纹信息，弥补传统身份验证的缺陷，仅可由对应考生使用，保证考生身份的准确对应；各考生计算机断网状态下，采用外置存储设备进行试卷包存储及传送，应对无网络考试需求。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明设置分考点服务器，降低总服务器的负担，避免因高并发连接导致的崩溃；考生答题数据经分考点服务器后，传输至总服务器，降低对总服务器的性能要求；分考点服务器与考生计算机通过局域网通信连接，保证网络环境安全性；总服务器向分考点服务器下发加密试卷包，分考点服务器向考生计算机下发二次加密试卷包，整体全流程试卷包加密，保证数据传输的安全；集中下发解密信息，保证考试的统一性；监考中，对考生的屏幕及键鼠操作进行录制，检测异常操作即时提醒；同时，防作弊模块对考生的动作、声音、体温，多重监测、分析，无死角，全方位，充分保证反作弊的效果；唯一对应考生身份的安全秘钥和指纹信息，弥补传统身份验证的缺陷，仅可由对应考生使用，保证考生身份的准确；各考生计算机断网状态下，采用外置存储设备进行试卷包存储及传送，应对无网络考试需求。

附图说明

图1为本发明的连接状态示意图；

图2为分考点服务器的模块结构示意图；

图3为考生计算机的模块结构示意图；

图4为外置存储设备的模块结构示意图。

图中：1、总服务器；2、分考点服务器；3、考生计算机；4、外置存储设备；201、签到模块；2011、身份证识别功能模块；2012、人脸识别功能模块；202、运管模块；203、监考模块；2031、视频监控模块；2032、屏幕监控模块；204、身份证识别装置；205、人脸识别摄像装置；206、监控摄像装置；301、答题模块；302、防作弊模块；303、摄像头；304、麦克风；305、体温检测探头；401、内置程序区；402、安全区；403、存储块区；404、指纹识别模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

参照图1-4，一种基于U盘的分布式考试服务系统，包括总服务器1、分考点服务器2、考生计算机3和外置存储设备4。总服务器1与分考点服务器2通信连接，分考点服务器2与考生计算机3通信连接，外置存储设备4与分考点服务器2通过USB接口通信连接，外置存储设备4与考生计算机3通过USB接口通信连接；每个监考员或考生搭配一个外置存储设备4。

其中，外置存储设备4为U盘或移动硬盘；可提供存储的移动装置，实现数据传输与身份验证。

总服务器1与分考点服务器2通过公网通信连接，分考点服务器2与考生计算机3通过局域网通信连接；将考生计算机3与外网隔离，保证考生计算机3的网络环境安全性。

分考点服务器2设置有签到模块201、运管模块202和监考模块203；签到模块201对监考员及考生身份进行校验、确认，运管模块202对系统进行管理、维护，监考模块203对考试现场及考生计算机3进行监控。

具体的，分考点服务器2连接有身份证识别装置204和人脸识别摄像装置205；相对应的，签到模块201设置有身份证识别功能模块2011和人脸识别功能模块2012，对考生进行身份核验及签到。

进一步的，分考点服务器2连接有监控摄像装置206，监控摄像装置206安装在考场内；监考模块203设置有视频监控模块2031和屏幕监控模块2032，视频监控模块2031对监控摄像206的数据进行显示与处理，屏幕监控模块2032监测并复制、存储考生计算机3的屏幕画面及键鼠操作。

考生计算机3设置有答题模块301和防作弊模块302；答题模块301提供考试答题支持，防作弊模块302对考生进行监测、分析。

具体的，考生计算机3连接有摄像头303、麦克风304和体温检测探头305。摄像头303设置在考生一侧位置，麦克风304分别在考生计算机3的机箱和显示屏各自设置一个，体温检测探头305朝向考生的面部进行设置。防作弊模块302获取并分析考生动作、环境音场变化、考生体温变化。

外置存储设备4设置有内置程序区401、安全区402和存储块区403。内置程序区401设置有驱动程序，安全区402设置有认证秘钥，存储块区403提供文件存储空间。且，仅可通过运管模块202对内置程序区401进行更新、维护，对安全区402进行写入；存储块区403仅可通过分考点服务器2、考生计算机3进行读写操作。

进一步的，外置存储设备4设置有指纹识别模块404，安全区402存储有指纹信息；使得每一个外置存储设备4仅对应考生可通过指纹识别进行激活，更进一步保证安全性。

考前报名阶段，采集每个考生的身份证信息、人脸信息，并根据考生的身份识别码，生成安全秘钥；其中，身份识别码可采用身份证号码、准考证号码等唯一对应的信息；将考生的身份证信息、人脸信息、安全秘钥录入各分考点服务器2，并上传至总服务器1；采集考生的指纹信息，为每个考生分配一个外置存储设备4；通过运管模块202，在内置程序区401内烧录驱动程序，并在安全区302存储安全秘钥和该考生的指纹信息。

在进行一场考试前，考点管理员在经过运管模块202的身份认证后，使用分考点服务器2向总服务器1发送考点试卷请求；总服务器1向分考点服务器2下发加密试卷包；考生进行签到入场，签到模块201使用身份证识别装置204和人脸识别摄像装置205，对考生身份进行校验；考生进入考场，在考前等待期间，插入各自的外置存储设备4连接考生计算机3；外置存储设备4通电，考生通过指纹识别模块404进行指纹识别，指纹校验一致后，激活内置程序区401的驱动程序读取安全区402的安全秘钥，并发送至分考点服务器2进行核验；核验通过后，分考点服务器2根据安全秘钥的识别码加密生成二次加密试卷包，并发送至考生计算机3；答题模块301根据安全秘钥对二次加密试卷包进行解密；到达开考时间后，总服务器1向分考点服务器2下发解密信息，分考点服务器2向考生计算机3下发解密信息，答题模块301将试卷包解密，并显示，启动答题功能。整体全流程试卷包多重加密，保证数据传输的安全。答题过程中，考生答题数据发送至分考点服务器2，分考点服务器2在考试结束后，将其统一发送至总服务器1；降低对总服务器1的性能要求。

考试中，监考人员可通过监考模块203实时查看考场录像，及各考生的屏幕画面、键鼠操作；防作弊模块302使用摄像头303实时获取考生图像并分析，当考生动作幅度超出设定阈值时，向监考人员发送异常提醒；麦克风304拾取环境音，出现异常波峰时，向监考人员发送异常提醒；体温检测探头305监测考生体温变化，依据人体在紧张时刻会体温升高的特征，监测考生的异常提问变化，向监考人员发送异常提醒。通过动作、声音、体温，多重监测、分析，充分保证反作弊的效果。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于，考生计算机3不设置网络连接，以匹配无网络化单机考试的需求。该状态下，各个考生计算机3各自独立，将无法通过网络连接获取分考点服务器2的数据。此时，采用外置存储设备4进行试卷包存储；具体的，外置存储设备4连接至分考点服务器2，通过运管模块202下载试卷包至存储块区403内。在考生入场签到时，进行试卷包下载。等待开考期间，考生将外置存储设备4插入考生计算机3，指纹认证通过后，答题模块301读取试卷包进行考试，并将考生答题数据存储至外置存储设备4；考试结束后，外置存储设备4上交监考员，考点管理员使用分考点服务器2统一读取考生答题数据。

本发明中，设置分考点服务器2，降低总服务器1的负担，避免因高并发连接导致的崩溃；考生答题数据经分考点服务器2后，传输至总服务器1，降低对总服务器1的性能要求；分考点服务器2与考生计算机3通过局域网通信连接，保证网络环境安全性；总服务器1向分考点服务器2下发加密试卷包，分考点服务器2向考生计算机3下发二次加密试卷包，整体全流程试卷包加密，保证数据传输的安全；集中下发解密信息，保证考试的统一性；监考中，对考生的屏幕及键鼠操作进行录制，检测异常操作即时提醒；同时，防作弊模块302对考生的动作、声音、体温，多重监测、分析，无死角，全方位，充分保证反作弊的效果；唯一对应考生身份的安全秘钥和指纹信息，弥补传统身份验证的缺陷，仅可由对应考生使用，保证考生身份的准确；各考生计算机3断网状态下，采用外置存储设备4进行试卷包存储，应对无网络考试需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。