Comment AWS IoT fonctionne

AWS IoT fournit des services cloud et une assistance pour les appareils que vous pouvez utiliser pour mettre en œuvre des solutions IoT. AWS fournit de nombreux services cloud pour prendre en charge les applications basées sur l'IoT. Pour vous aider à comprendre par où commencer, cette section fournit un schéma et une définition des concepts essentiels pour vous présenter l'univers de l'IoT.

L'univers de l'IoT Side

En général, l'Internet des objets (IoT) comprend les composants clés illustrés dans ce schéma.

Applications

Les applications permettent aux utilisateurs finaux d'accéder aux appareils IoT et aux fonctionnalités fournies par les services cloud auxquels ces appareils sont connectés.

Les services cloud

Les services cloud sont des services de stockage et de traitement de données distribués à grande échelle connectés à Internet. En voici quelques exemples :

• Services de connexion et de gestion de l'IoT

  AWS IoT est un exemple de service de connexion et de gestion de l'IoT.

• Services informatiques, tels qu'Amazon Elastic Compute Cloud et AWS Lambda

• Services de base de données, tels qu'Amazon DynamoDB

Communications

Les appareils communiquent avec les services cloud à l'aide de diverses technologies et protocoles. En voici quelques exemples :

• Wi-Fi/Internet haut débit

• Données cellulaires à haut débit

• Données cellulaires à bande étroite

• Réseau étendu (LoRaWAN) longue portée

• Communications RF propriétaires

Appareils

Un appareil est un type de matériel qui gère les interfaces et les communications. Les appareils sont généralement situés à proximité des interfaces réelles qu'ils surveillent et contrôlent. Les appareils peuvent inclure des ressources informatiques et de stockage, telles que des microcontrôleurs, des processeurs, de la mémoire. En voici quelques exemples :

• Raspberry Pi

• Arduino

• Assistants d'interface vocale

• LoRaWAN et appareils

• Appareils Amazon Sidewalk

• Appareils IoT personnalisés

Interfaces

Une interface est un composant qui connecte un appareil au monde physique.

• Interfaces utilisateur

  Des composants qui permettent aux appareils et aux utilisateurs de communiquer entre eux.

  • Interfaces d'entrée

    Permettre à un utilisateur de communiquer avec un appareil

    Exemples : clavier, bouton

  • Interfaces de sortie

    Permettre à un appareil de communiquer avec un utilisateur

    Exemples : affichage alphanumérique, affichage graphique, voyant lumineux, sonnette d'alarme

• Sensors

  Composants d'entrée qui mesurent ou détectent quelque chose dans le monde extérieur d'une manière compréhensible par un appareil. En voici quelques exemples :

  • Capteur de température (convertit la température en signal analogique ou numérique)

  • Capteur d'humidité (convertit l'humidité relative en signal analogique ou numérique)

  • Convertisseur analogique-numérique (convertit une tension analogique en valeur numérique)

  • Unité de mesure de distance à ultrasons (convertit une distance en valeur numérique)

  • Capteur optique (convertit un niveau de lumière en valeur numérique)

  • Appareil photo (convertit les données d'image en données numériques)

• Actuators

  Composants de sortie que l'appareil peut utiliser pour contrôler quelque chose dans le monde extérieur. En voici quelques exemples :

  • Moteurs pas à pas (convertissent les signaux électriques en mouvement)

  • Relais (contrôlant les tensions et courants électriques élevés)

AWS IoT aperçu des services

Dans l'univers de l'IoT, AWS IoT fournit les services qui prennent en charge les appareils qui interagissent avec le monde et les données qui circulent entre eux et AWS IoT. AWS IoT est composé des services présentés dans cette illustration pour soutenir votre solution IoT.

AWS IoT logiciel de l'appareil

AWS IoT fournit ce logiciel pour prendre en charge vos appareils IoT.

AWS IoT SDK pour appareils

Les SDK pour AWS IoT appareils et mobiles vous aident à connecter efficacement vos appareils à AWS IoT. Les SDK pour AWS IoT appareils et mobiles incluent des bibliothèques open source, des guides de développement avec des exemples et des guides de portage afin que vous puissiez créer des produits ou des solutions IoT innovants sur les plateformes matérielles de votre choix.

AWS IoT Device Tester

AWS IoT Device Testerpour FreeRTOS AWS IoT Greengrass et est un outil d'automatisation des tests pour les microcontrôleurs. AWS IoT Device Tester teste votre appareil pour déterminer s'il exécutera FreeRTOS AWS IoT Greengrass ou interagira avec les services. AWS IoT

AWS IoT ExpressLink

AWS IoT ExpressLink alimente une gamme de modules matériels développés et proposés par les AWS partenaires. Les modules de connectivité incluent un logiciel AWS validé, ce qui vous permet de connecter plus rapidement et plus facilement des appareils au cloud en toute sécurité et de les intégrer parfaitement à une gamme de AWS services. Pour plus d'informations, rendez-vous AWS IoT ExpressLinksur la page de présentation ou consultez le guide du AWS IoT ExpressLink programmeur.

AWS IoT Greengrass

AWS IoT Greengrasss'étend AWS IoT aux appareils périphériques afin qu'ils puissent agir localement sur les données qu'ils génèrent, exécuter des prédictions basées sur des modèles d'apprentissage automatique, et filtrer et agréger les données des appareils. AWS IoT Greengrass permet à vos appareils de collecter et d'analyser des données plus près de l'endroit où elles sont générées, de réagir de manière autonome aux événements locaux et de communiquer en toute sécurité avec les autres appareils du réseau local. Vous pouvez l'utiliser AWS IoT Greengrass pour créer des applications de périphérie à l'aide de modules logiciels prédéfinis, appelés composants, qui peuvent connecter vos appareils de périphérie à des AWS services ou à des services tiers.

FreeRTOS

FreeRTOS est un système d'exploitation open source en temps réel pour les microcontrôleurs qui vous permet d'inclure de petits appareils périphériques à faible consommation d'énergie dans votre solution IoT. FreeRTOS inclut un noyau et un ensemble croissant de bibliothèques logicielles qui prennent en charge de nombreuses applications. Les systèmes FreeRTOS peuvent connecter en toute sécurité vos petits appareils à faible consommation à AWS IoT et prendre en charge le fonctionnement d’appareils plus puissant AWS IoT Greengrass.

AWS IoT services de contrôle

Connectez-vous aux AWS IoT services suivants pour gérer les appareils de votre solution IoT.

AWS IoT Core

AWS IoT Coreest un service cloud géré qui permet aux appareils connectés d'interagir en toute sécurité avec des applications cloud et d'autres appareils. AWS IoT Core peut prendre en charge de nombreux appareils et messages, et il peut traiter et acheminer ces messages vers des AWS IoT terminaux et d'autres appareils. Grâce à cela AWS IoT Core, vos applications peuvent interagir avec tous vos appareils même lorsqu'ils ne sont pas connectés.

AWS IoT Core Conseiller en matière d'appareils

AWS IoT Core Device Advisor est une fonctionnalité de test entièrement gérée basée sur le cloud qui permet de valider les appareils IoT lors du développement du logiciel des appareils. Device Advisor propose des tests prédéfinis que vous pouvez utiliser pour valider les appareils IoT afin de garantir une connectivité fiable et sécurisée AWS IoT Core, avant de les déployer en production.

AWS IoT Défenseur de l'appareil

AWS IoT Device Defender vous aide à sécuriser votre parc d'appareils IoT. AWS IoT Device Defender analyse en permanence vos configurations IoT pour s'assurer qu'elles ne s'écartent pas des meilleures pratiques en matière de sécurité. AWS IoT Device Defender envoie une alerte lorsqu'il détecte des lacunes dans votre configuration IoT susceptibles de créer un risque de sécurité, comme le partage de certificats d'identité entre plusieurs appareils ou la tentative de connexion d'un appareil dont le certificat d'identité a été révoqué. AWS IoT Core

AWS IoT Gestion des appareils

AWS IoT Les services de gestion des appareils vous aident à suivre, surveiller et gérer la pléthore d'appareils connectés qui constituent vos flottes d'appareils. AWS IoT Les services de gestion des appareils vous aident à garantir que vos appareils IoT fonctionnent correctement et en toute sécurité après leur déploiement. Ils fournissent également un tunneling sécurisé pour accéder à vos appareils, surveiller leur état de santé, détecter et résoudre les problèmes à distance, ainsi que des services permettant de gérer les mises à jour du logiciel et du microprogramme des appareils.

AWS IoT services de données

Analysez les données des appareils de votre solution IoT et prenez les mesures appropriées en utilisant les AWS IoT services suivants.

Amazon Kinesis Video Streams

Amazon Kinesis Video Streams vous permet de diffuser des vidéos en direct depuis des appareils vers AWS le cloud, où elles sont stockées, cryptées et indexées de manière durable, ce qui vous permet d'accéder à vos données via des API. easy-to-use Vous pouvez utiliser Amazon Kinesis Video Streams pour capturer des quantités massives de données vidéo en direct provenant de millions de sources, notamment des smartphones, des caméras de sécurité, des webcams, des caméras embarquées dans des voitures, des drones et d'autres sources. Amazon Kinesis Video Streams vous permet de visionner des vidéos en direct et à la demande, et de créer rapidement des applications qui tirent parti de la vision par ordinateur et de l'analyse vidéo grâce à l'intégration à Amazon Rekognition Video et aux bibliothèques pour les frameworks de machine learning. Vous pouvez également envoyer données non vidéo sérialisées, par exemple des données audio, de l'imagerie thermique, de données de profondeur, des données RADAR, et bien plus encore.

Amazon Kinesis Video Streams

Amazon Kinesis Video Streams with WebRTC fournit une implémentation WebRTC conforme aux normes en tant que fonctionnalité entièrement gérée. Vous pouvez utiliser Amazon Kinesis Video Streams avec WebRTC pour diffuser du contenu multimédia en direct en toute sécurité ou effectuer une interaction audio ou vidéo bidirectionnelle entre n'importe quel appareil photo IoT et des lecteurs mobiles ou Web compatibles WebRTC. En tant que fonctionnalité entièrement gérée, vous n'avez pas besoin de créer, d'exploiter ou de faire évoluer une infrastructure cloud liée au WebRTC, telle que des serveurs de signalisation ou de relais multimédia pour diffuser du contenu multimédia en toute sécurité sur des applications et des appareils. En utilisant Amazon Kinesis Video Streams avec WebRTC, vous pouvez facilement créer des applications pour le streaming multimédia peer-to-peer en direct ou pour l'interactivité audio ou vidéo en temps réel entre appareils photo IoT, navigateurs Web et appareils mobiles pour de nombreux cas d'utilisation.

AWS IoT Analytique

AWS IoT L'analytique vous permet d'exécuter et de rendre opérationnelles efficacement des analyses sophistiquées sur d'énormes volumes de données IoT non structurées. AWS IoT L'analytique automatise chaque étape difficile requise pour analyser les données des appareils IoT. AWS IoT L'analytique filtre, transforme et enrichit les données IoT avant de les stocker dans un magasin de données chronologiques à des fins d'analyse. Vous pouvez analyser vos données en exécutant des requêtes ponctuelles ou planifiées à l'aide du moteur de requêtes SQL intégré ou de l'apprentissage automatique.

AWS IoT Événements

AWS IoT Events détecte les événements provenant des capteurs et des applications IoT et y répond. Les événements sont des modèles de données qui identifient des circonstances plus complexes que prévu, comme les détecteurs de mouvement utilisant des signaux de mouvement pour activer les lumières et les caméras de sécurité. AWS IoT Events surveille en permanence les données provenant de plusieurs capteurs et applications IoT, et s'intègre à d'autres services AWS IoT Core, tels que l'IoT SiteWise, DynamoDB, etc. pour permettre une détection précoce et des informations uniques.

AWS IoT FleetWise

AWS IoT FleetWiseest un service géré que vous pouvez utiliser pour collecter et transférer les données des véhicules vers le cloud en temps quasi réel. Avec AWS IoT FleetWise, vous pouvez facilement collecter et organiser les données provenant de véhicules utilisant différents protocoles et formats de données. AWS IoT FleetWise permet de transformer les messages de bas niveau en valeurs lisibles par l'homme et de normaliser le format des données dans le cloud pour les analyses de données. Vous pouvez également définir des schémas de collecte de données pour contrôler les données à collecter dans les véhicules et le moment de les transférer vers le cloud.

AWS IoT SiteWise

AWS IoT SiteWisecollecte, stocke, organise et surveille les données transmises par les équipements industriels par le biais de messages MQTT ou d'API à grande échelle en fournissant un logiciel qui s'exécute sur une passerelle dans vos installations. La passerelle se connecte en toute sécurité à vos serveurs de données sur site et automatise le processus de collecte et d'organisation des données et leur envoi vers le AWS cloud.

AWS IoT TwinMaker

AWS IoT TwinMakerconstruit des jumeaux numériques opérationnels de systèmes physiques et numériques. AWS IoT TwinMaker crée des visualisations numériques à l'aide de mesures et d'analyses issues de divers capteurs, caméras et applications d'entreprise du monde réel pour vous aider à suivre votre usine physique, votre bâtiment ou votre installation industrielle. Vous pouvez utiliser des données réelles pour surveiller les opérations, diagnostiquer et corriger les erreurs, et optimiser les opérations.

AWS IoT Core services

AWS IoT Core fournit les services qui connectent vos appareils IoT au AWS cloud afin que d'autres services et applications cloud puissent interagir avec vos appareils connectés à Internet.

La section suivante décrit chacun des AWS IoT Core services présentés dans l'illustration.

AWS IoT Core services de messagerie

Les services de AWS IoT Core connectivité fournissent une communication sécurisée avec les appareils IoT et gèrent les messages qui passent entre eux et AWS IoT.

Passerelle pour les appareils

Permet aux appareils de communiquer de manière efficace et en toute sécurité avec AWS IoT. La communication entre appareils est sécurisée par des protocoles sécurisés qui utilisent des certificats X.509.

Agent de messages

Fournit un mécanisme sécurisé permettant aux appareils et aux AWS IoT applications de publier et de recevoir des messages les uns des autres. Vous pouvez utiliser le protocole MQTT directement ou le protocole MQTT over WebSocket pour publier et vous abonner. Pour plus d'informations sur les protocoles et les ports AWS IoT pris en charge, consultez Protocoles de communication des appareils. Les appareils et les clients peuvent également utiliser l'interface HTTP REST pour publier des données sur le courtier de messages.

Le courtier de messages distribue les données des appareils aux appareils qui y sont abonnés et à d'autres AWS IoT Core services, tels que le service Device Shadow et le moteur de règles.

AWS IoT Core pour LoRa WAN

AWS IoT Core for LoRa WAN permet de configurer un réseau LoRa WAN privé en connectant vos appareils LoRa WAN et vos passerelles AWS sans avoir à développer et à exploiter un serveur de réseau LoRa WAN (LNS). Les messages reçus des périphériques LoRa WAN sont envoyés au moteur de règles où ils peuvent être formatés et envoyés à d'autres AWS IoT services.

Moteur de règles

Le moteur de règles connecte les données du courtier de messages à d'autres AWS IoT services à des fins de stockage et de traitement supplémentaire. Par exemple, vous pouvez insérer, mettre à jour ou interroger une table DynamoDB ou appeler une fonction Lambda en fonction d'une expression que vous avez définie dans le moteur de règles. Vous pouvez utiliser un langage SQL pour sélectionner des données dans les messages, puis traiter et envoyer les données à d'autres services, tels que Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), Amazon DynamoDB, et AWS Lambda. Vous pouvez également créer des règles qui republient les messages vers le courtier en messages, puis vers d'autres abonnés. Pour plus d’informations, consultez Règles pour AWS IoT.

AWS IoT Core services de contrôle

Les services AWS IoT Core de contrôle fournissent des fonctionnalités de sécurité, de gestion et d'enregistrement des appareils.

Service d'authentification personnalisé

Vous pouvez définir des autorisateurs personnalisés qui vous permettent de gérer votre propre stratégie d'authentification et d'autorisation à l'aide d'un service d'authentification personnalisé et d'une fonction Lambda. Les autorisateurs personnalisés permettent d' AWS IoT authentifier vos appareils et d'autoriser les opérations à l'aide de stratégies d'authentification et d'autorisation par jeton porteur.

Les autorisateurs personnalisés peuvent mettre en œuvre diverses stratégies d'authentification, par exemple la vérification par jeton Web JSON ou l'appel au fournisseur OAuth. Ils doivent renvoyer les documents de politique utilisés par la passerelle du périphérique pour autoriser les opérations MQTT. Pour plus d’informations, consultez Authentification et autorisation personnalisées.

Service de mise en service d'appareils

Permet de mettre en service des appareils à l'aide d'un modèle qui décrit les ressources requises par chaque appareil : un objet, un certificat et une ou plusieurs stratégies. Un objet est une entrée dans le registre qui contient des attributs décrivant un appareil. Les appareils utilisent des certificats pour s'authentifier. AWS IoT Les stratégies déterminent les opérations qu'un appareil peut effectuer dans AWS IoT.

Les modèles contiennent des variables remplacées par des valeurs dans un dictionnaire (map). Vous pouvez utiliser le même modèle pour mettre en service plusieurs appareils en transmettant différentes valeurs pour les variables du modèle dans le dictionnaire. Pour plus d’informations, consultez Mise en service des appareils.

Registre de groupe

Les groupes vous permettent de gérer plusieurs appareils simultanément en les classant dans des groupes. Les groupes peuvent également contenir des groupes—vous pouvez construire une hiérarchie de groupes. Toute action que vous effectuez sur un groupe parent s'appliquera à ses groupes enfants. La même action s'applique également à tous les appareils du groupe parent et à tous les appareils des groupes enfants. Les autorisations accordées à un groupe s'appliquent à tous les appareils du groupe et de tous ses groupes enfants. Pour plus d’informations, consultez Gestion des appareils avec AWS IoT.

Service Jobs

Vous permet de définir un ensemble d'opérations distantes qui sont envoyées vers un ou plusieurs appareils connectés à AWS IoT. Par exemple, vous pouvez définir une tâche qui ordonne à un ensemble d'appareils de télécharger et d'installer les mises à jour d'une application ou d'un microprogramme, de redémarrer, de procéder à une rotation des certificats ou d'exécuter des opérations de dépannage à distance.

Pour créer une tâche, vous devez préciser une description des opérations à distance à effectuer et une liste des cibles qui doivent les effectuer. Les cibles peuvent être des appareils individuels, des groupes ou les deux. Pour plus d’informations, consultez Tâches.

Registre

Organise les ressources associées à chaque appareil dans le AWS cloud. Vous enregistrez vos appareils et associez jusqu'à trois attributs personnalisés à chacun d'entre eux. Vous pouvez également associer des certificats et des ID de client MQTT à chaque appareil pour améliorer votre capacité à gérer et dépanner les appareils. Pour plus d’informations, consultez Gestion des appareils avec AWS IoT.

Service de sécurité et d'identité

Fournit une responsabilité partagée en matière de sécurité dans le AWS cloud. Vos appareils doivent conserver leurs informations d'identification pour envoyer en toute sécurité des données au courtier de messages. L'agent de messages et les règles de message utilisent les fonctions de AWS sécurité pour envoyer des données en toute sécurité vers des appareils ou autres AWS services. Pour plus d’informations, consultez Authentification.

AWS IoT Core services de données

Les services de AWS IoT Core données aident vos solutions IoT à fournir une expérience applicative fiable, même avec des appareils qui ne sont pas toujours connectés.

Shadow d'appareil

Document JSON utilisé pour stocker et récupérer des informations d'état actualisées concernant un appareil.

Service Device Shadow

Le service Device Shadow maintient l'état d'un appareil afin que les applications puissent communiquer avec celui-ci, que celui-ci soit en ligne ou non. Lorsqu'un appareil est hors ligne, le service Device Shadow gère ses données pour les applications connectées. Lorsque l'appareil se reconnecte, il synchronise son état avec celui de son ombre dans le service Device Shadow. Vos appareils peuvent également publier leur état actuel dans une zone d'ombre à l'intention d'applications ou d'autres appareils qui ne sont pas connectés en permanence. Pour plus d’informations, consultez AWS IoT Service Device Shadow.

AWS IoT Core service d'assistance

Intégration d'Amazon Sidewalk pour AWS IoT Core

Amazon Sidewalk est un réseau partagé qui améliore les options de connectivité afin d'aider les appareils à mieux fonctionner ensemble. Amazon Sidewalk prend en charge un large éventail d'appareils clients, tels que ceux qui permettent de localiser les animaux de compagnie ou les objets de valeur, ceux qui fournissent un contrôle intelligent de la sécurité et de l'éclairage pour les maisons, et ceux qui fournissent des diagnostics à distance pour les appareils et les outils. Amazon Sidewalk Integration for AWS IoT Core permet aux fabricants d'appareils d'ajouter leur parc d'appareils Sidewalk au AWS IoT cloud.

Pour plus d’informations, consultez AWS IoT Core pour Amazon Sidewalk.