主要内容
课程: AP®︎ 计算机科学原理 > 单元 5
课程 3: 监测创新传感器网络
感测网络是一组传感器，每一个传感器在不同位置监测数据并将数据发送到中心位置以便存储、观察和分析。
从监测一个住宅到监视一座大城市，再到全球地震的探测，许多方面都应用到感测网络。
住宅安全
住宅安全传感网络的首要目标是监测探测入侵者。在不同类型的传感器帮助下能实现这一目标，例如门窗上的磁性开关传感器、声学玻璃破碎传感器、监视器和运动检测器。
所有传感器都将数据发送到一个中央系统，通常将数据存储一段时间并将数据给房主查看数据。更先进的系统可以分析数据，在发现足够证据证明入侵时，就向房主发送警报。
环境监测
研究人员、农民和政府都需要监测自然环境的各个方面，如空气午饭、水质、土壤条件和天气测量。传统的监测方法是收集样品，将其带回实验室中，进行分析并记录结果。毫无疑问，这种方法是缓慢的，并且依赖劳动力，所以传统的监测方法不能生成出大量数据。
一个更自动化和可扩展的方法是使用感测网络。传感器可以分布在一个地区，收集环境数据，将数据发送回中央服务器进行处理。
在美国的大湖区，几十个浮标传感器用于收集风速、水温、气温和海浪高度等数据。有些浮标是私有的，而其他的浮标是由研究组提供的，但是他们都将他们监测到的数据发送到同一个服务器进行收集。
传感器数据在Web上公开共享，因此任何人都可以访问大湖浮标门户并查看报告的状况。 对于伊利湖上的某些浮标，您甚至可以向浮标发送文本消息，它将以最新数据进行回复。
市政监视
在城市中，犯罪可能在任何地方发生，在现代交通的帮助下，犯罪分子可以从任何地方进入城市犯罪。警察不能随时随地到达犯罪现场，所以他们如何追查犯罪分子？
一种做法是在整个城市中建立监视摄像头网络，所有这些网络都连接在一起，并将录像传回警局。
在伊利诺伊州芝加哥市，运行了一个有30 000多个安全摄像头网络，加上警车、警用船和指挥车上的摄像头。
一些在芝加哥街道和高速公路的安全摄像头也配备了自动车牌读取器，这项技术快照了一张车牌的图片并转换成了文字表示。大量数据库跟踪着每一个车牌：在哪里看到过它，它是否与失窃汽车有关，司机是否有合法的证明。
为了帮助对付枪击行为，芝加哥还安装了一个使用声学和红外传感器探测枪声探测器网络，以探测枪声和三角测算其位置。枪声可以在夜间传播两英里，因此这些传感器往往可以比911电话的举报更能准确地找到事发地点。
监视摄像头、车牌读取器和枪感器使警方有最新的技术来抓捕犯罪分子甚至是防止犯罪发生。
🤔在公共区域的感测网络引起了有关道德和隐私的问题。录音和录像会带来哪些风险？政府如何确保能道德地使用得到的数据？
地震探测
你有没有体验过半夜醒来后，发现你的床在震？如果你生活在断层线附近，你的第一反应可能是“地震”！当发生在我身上，我会立刻上网查看我所在地区的地震报道。有一种核实我的疑虑的办法是搜索本地推特，但比较科学的办法是查看感应网络中地震的数据。
全球地震网络由150多个地震站点组成，每个站点都有地震和地球物理传感器。
地震站将数据通过互联网实时传送，以便科学家能够立即使用这些数据来了解全世界地壳的情况。
这是来自菲律宾地震站的记录：
看到波形在6:00到7:00之间了吗？那是5.5级地震 发生的时间，地震震动了印尼的海岸和一些岛屿。
科学家当然不会指望外行人阅读这些地震图。相反，我们可以查看网站如美国地质局最新地震，这些网站报道最近地震的震级、地点和时间。
这些地震报告以多个传感器产生的数据为基础：全球感测网络、仅美国高级国家地震系统以及阿拉斯加、夏威夷和加利福尼亚等地震热点区域感测网络。
区域感测网络往往相当密集。南加州地震网络从数 百 个站点收集数据。
全球感测网络将捕捉高震级地震，那种多个国家都感受到的地震，而区域感测也将捕获低震级地震，那种可能不会打扰你邻居睡觉的地震。
根据数千个传感器提供的数据，计算机可以精确定位震央，预测区域内地面震动的强度，并给处于危险中的人们和公共设施发送警报。
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