Come AWS IoT funziona

AWS IoT fornisce servizi cloud e supporto per dispositivi che puoi utilizzare per implementare soluzioni IoT. AWS fornisce molti servizi cloud per supportare applicazioni basate su IoT. Quindi, per aiutarti a capire da dove cominciare, questa sezione fornisce un diagramma e una definizione di concetti essenziali per introdurti nell'universo IoT.

L'universo IoT

In generale, l'Internet of things (IoT) è costituito dai componenti chiave illustrati in questo diagramma.

App

Le app offrono agli utenti finali l'accesso ai dispositivi IoT e alle funzionalità fornite dai servizi cloud a cui tali dispositivi sono connessi.

Servizi cloud

I servizi cloud sono servizi distribuiti, di archiviazione ed elaborazione di dati su larga scala che sono connessi a Internet. Esempi includono:

• Servizi di connessione e gestione IoT

  AWS IoT è un esempio di servizio di connessione e gestione IoT.

• Servizi di elaborazione, come Amazon Elastic Compute Cloud e AWS Lambda

• Servizi di database, come Amazon DynamoDB

Comunicazioni

I dispositivi comunicano con i servizi cloud utilizzando diverse tecnologie e protocolli. Esempi includono:

• Internet Wi-Fi/a banda larga

• Dati cellulari a banda larga

• Dati cellulari a banda stretta

• WAN (Wide Area Network) a lungo raggio LoRa

• Comunicazioni Proprietary RF

Dispositivi

Un dispositivo è un tipo di hardware che gestisce interfacce e comunicazioni. Generalmente, i dispositivi si trovano in prossimità delle interfacce del mondo reale che monitorano e controllano. I dispositivi possono includere risorse di elaborazione e archiviazione, come microcontroller, CPU e memoria. Esempi includono:

• Raspberry Pi

• Arduino

• Assistenti di interfaccia vocale

• LoRaWAN e dispositivi

• Dispositivi Amazon Sidewalk

• Dispositivi IoT personalizzati

Interfacce

Un'interfaccia è un componente che connette un dispositivo al mondo fisico.

• Interfacce utente

  Componenti che permettono a dispositivi e utenti di comunicare tra loro.

  • Interfacce di input

    Consenti a un utente di comunicare con un dispositivo

    Esempi: tastiera, pulsante

  • Interfacce di output

    Consenti a un dispositivo di comunicare con un utente

    Esempi: display alfanumerico, display grafico, spia luminosa, campanello di allarme

• Sensori

  Componenti di input che misurano o percepiscono impulsi provenienti dal mondo esterno per favorire la comprensione da parte del dispositivo. Esempi includono:

  • Sensore di temperatura (converte la temperatura in un segnale analogico o digitale)

  • Sensore di umidità (converte l'umidità relativa in un segnale analogico o digitale)

  • Convertitore da analogico a digitale (converte una tensione analogica in un valore numerico)

  • Unità per la misurazione della distanza ad ultrasuoni (converte una distanza in un valore numerico)

  • Sensore ottico (converte un livello di luce in un valore numerico)

  • Fotocamera (converte i dati immagine in dati digitali)

• Attuatori

  Componenti di output che il dispositivo può utilizzare per controllare qualcosa nel mondo esterno. Esempi includono:

  • Motori passo-passo (convertono segnali elettrici in movimento)

  • Relè (controllano tensioni e correnti elettriche elevate)

AWS IoT panoramica dei servizi

Nell'universo IoT, AWS IoT fornisce i servizi che supportano i dispositivi che interagiscono con il mondo e i dati che passano tra loro e AWS IoT. AWS IoT è costituito dai servizi mostrati in questa illustrazione per supportare la tua soluzione IoT.

AWS IoT software del dispositivo

AWS IoT fornisce questo software per supportare i tuoi dispositivi IoT.

AWS IoT SDK per dispositivi

Gli SDK per AWS IoT dispositivi e dispositivi mobili ti aiutano a connettere in modo efficiente i tuoi dispositivi a. AWS IoT Gli SDK per AWS IoT dispositivi e dispositivi mobili includono librerie open source, guide per sviluppatori con esempi e guide al porting in modo da poter creare prodotti o soluzioni IoT innovativi su piattaforme hardware di tua scelta.

AWS IoT Device Tester

AWS IoT Device Testerper FreerTOS AWS IoT Greengrass ed è uno strumento di automazione dei test per microcontrollori. AWS IoT Device Tester testa il tuo dispositivo per determinare se eseguirà FreerTOS AWS IoT Greengrass o interopererà con i servizi. AWS IoT

AWS IoT ExpressLink

AWS IoT ExpressLink alimenta una gamma di moduli hardware sviluppati e offerti dai partner.AWS I moduli di connettività includono software AWS convalidato, che semplifica e velocizza la connessione sicura dei dispositivi al cloud e l'integrazione perfetta con una gamma di servizi. AWS Per ulteriori informazioni, visita la pagina di AWS IoT ExpressLinkpanoramica o consulta la Guida per programmatori.AWS IoT ExpressLink

AWS IoT Greengrass

AWS IoT Greengrasssi estende AWS IoT ai dispositivi periferici in modo che possano agire localmente sui dati generati, eseguire previsioni basate su modelli di apprendimento automatico e filtrare e aggregare i dati dei dispositivi. AWS IoT Greengrass consente ai dispositivi di raccogliere e analizzare i dati più vicino al luogo in cui vengono generati, reagire in modo autonomo agli eventi locali e comunicare in modo sicuro con altri dispositivi sulla rete locale. È possibile utilizzarli AWS IoT Greengrass per creare applicazioni edge utilizzando moduli software predefiniti, denominati componenti, in grado di connettere i dispositivi perimetrali a AWS servizi o servizi di terze parti.

FreeRTOS

FreeRTOS è un sistema operativo open source in tempo reale per microcontroller che consente di includere piccoli dispositivi edge a basso consumo nella soluzione IoT. FreeRTOS include un kernel e un insieme crescente di librerie software che supportano molte applicazioni. I sistemi FreeRTOS possono connettere in modo sicuro i tuoi dispositivi di piccole dimensioni a basso consumo AWS IoT e supportare dispositivi edge più potenti in esecuzione AWS IoT Greengrass.

AWS IoT servizi di controllo

Connect ai seguenti AWS IoT servizi per gestire i dispositivi nella tua soluzione IoT.

AWS IoT Core

AWS IoT Coreè un servizio cloud gestito che consente ai dispositivi connessi di interagire in modo sicuro con le applicazioni cloud e altri dispositivi. AWS IoT Core può supportare molti dispositivi e messaggi e può elaborare e indirizzare tali messaggi verso AWS IoT endpoint e altri dispositivi. Con AWS IoT Core, le tue applicazioni possono interagire con tutti i tuoi dispositivi anche quando non sono connessi.

AWS IoT Core Device Advisor

AWS IoT Core Device Advisor è una funzionalità di test completamente gestita e basata sul cloud per la convalida dei dispositivi IoT durante lo sviluppo del software dei dispositivi. Device Advisor fornisce test predefiniti che è possibile utilizzare per convalidare i dispositivi IoT per una connettività affidabile e sicura prima di distribuirli in produzione. AWS IoT Core

AWS IoT Device Defender

AWS IoT Device Defender ti aiuta a proteggere la tua flotta di dispositivi IoT. AWS IoT Device Defender verifica continuamente le configurazioni IoT per assicurarsi che non si discostino dalle best practice di sicurezza. AWS IoT Device Defender invia un avviso quando rileva eventuali lacune nella configurazione IoT che potrebbero creare un rischio per la sicurezza, ad esempio certificati di identità condivisi tra più dispositivi o un dispositivo con un certificato di identità revocato che tenta di connettersi. AWS IoT Core

AWS IoT Gestione dei dispositivi

AWS IoT I servizi di gestione dei dispositivi ti aiutano a tracciare, monitorare e gestire la pletora di dispositivi connessi che compongono le tue flotte di dispositivi. AWS IoT I servizi di gestione dei dispositivi aiutano a garantire che i dispositivi IoT funzionino correttamente e in modo sicuro dopo la loro implementazione. Forniscono inoltre tunneling sicuro per accedere ai dispositivi, monitorarne l'integrità, rilevare e risolvere problemi da remoto, nonché servizi per gestire gli aggiornamenti del software e del firmware del dispositivo.

AWS IoT servizi dati

Analizza i dati dei dispositivi nella tua soluzione IoT e intraprendi le azioni appropriate utilizzando i seguenti AWS IoT servizi.

Flusso di video Amazon Kinesis

Amazon Kinesis Video Streams ti consente di trasmettere video in diretta dai dispositivi AWS al cloud, dove vengono archiviati, crittografati e indicizzati in modo duraturo, consentendoti di accedere ai tuoi dati tramite API. easy-to-use È possibile utilizzare Amazon Kinesis Video Streams per acquisire in tempo reale grandi volumi di dati video provenienti da milioni di sorgenti, compresi smartphone, telecamere di sicurezza, webcam, telecamere integrate nelle automobili, droni e altre origini. Amazon Kinesis Video Streams consente di riprodurre video per la visualizzazione live e on demand e di creare rapidamente applicazioni che sfruttano la visione artificiale e l'analisi video attraverso l'integrazione con Amazon Rekognition Video e librerie per framework ML, ma anche inviare dati non video serializzati nel tempo, ad esempio dati audio, immagini termiche, dati RADAR o sulla profondità e molto altro.

Amazon Kinesis Video Streams con WebRTC

Amazon Kinesis Video Streams con WebRTC fornisce un'implementazione WebRTC conforme agli standard come funzionalità completamente gestita. Puoi utilizzare Amazon Kinesis Video Streams con WebRTC per trasmettere contenuti multimediali live in modo sicuro o eseguire interazioni audio o video bidirezionali tra qualsiasi dispositivo IoT dotato di fotocamera e lettori mobili o Web conformi allo standard WebRTC. Essendo una funzionalità completamente gestita, non è necessario creare, gestire o scalare alcuna infrastruttura cloud correlata a WebRTC, come server di segnalazione o media relay, per trasmettere in modo sicuro i contenuti multimediali tra applicazioni e dispositivi. Utilizzando Amazon Kinesis Video Streams con WebRTC, puoi creare facilmente peer-to-peer applicazioni per lo streaming multimediale live o l'interattività audio o video in tempo reale tra videocamere, dispositivi IoT, browser Web e dispositivi mobili per una varietà di casi d'uso.

AWS IoT Analisi

AWS IoT L'analisi consente di eseguire e rendere operative in modo efficiente analisi sofisticate su enormi volumi di dati IoT non strutturati. AWS IoT L'analisi automatizza ogni passaggio difficile necessario per analizzare i dati dai dispositivi IoT. AWS IoT Analytics filtra, trasforma e arricchisce i dati IoT prima di archiviarli in un data store di serie temporali per l'analisi. Puoi analizzare i dati eseguendo query una tantum o query pianificate utilizzando il motore di query SQL integrato o il machine learning.

AWS IoT Eventi

AWS IoT Events rileva e risponde agli eventi provenienti da sensori e applicazioni IoT. Gli eventi sono modelli di dati che identificano circostanze più complicate del previsto, come i rilevatori di movimento che utilizzano segnali di movimento per attivare luci e telecamere di sicurezza. AWS IoT Events monitora continuamente i dati provenienti da più sensori e applicazioni IoT e si integra con altri servizi, come AWS IoT Core IoT, SiteWise DynamoDB e altri per consentire il rilevamento precoce e approfondimenti unici.

AWS IoT FleetWise

AWS IoT FleetWiseè un servizio gestito che puoi utilizzare per raccogliere e trasferire i dati dei veicoli sul cloud quasi in tempo reale. Con AWS IoT FleetWise, puoi raccogliere e organizzare facilmente i dati dei veicoli che utilizzano protocolli e formati di dati diversi. AWS IoT FleetWise aiuta a trasformare i messaggi di basso livello in valori leggibili dall'uomo e a standardizzare il formato dei dati nel cloud per l'analisi dei dati. Puoi anche definire schemi di raccolta dati per controllare quali dati raccogliere sui veicoli e quando trasferirli nel cloud.

AWS IoT SiteWise

AWS IoT SiteWiseraccoglie, archivia, organizza e monitora i dati trasmessi dalle apparecchiature industriali tramite messaggi MQTT o API su larga scala, fornendo un software che può essere eseguito su un gateway nelle vostre strutture. Il gateway si connette in modo sicuro ai server di dati locali e automatizza il processo di raccolta e organizzazione dei dati e il loro invio al cloud. AWS

AWS IoT TwinMaker

AWS IoT TwinMakercrea gemelli digitali operativi di sistemi fisici e digitali. AWS IoT TwinMaker crea visualizzazioni digitali utilizzando misurazioni e analisi di una varietà di sensori, telecamere e applicazioni aziendali reali per aiutarvi a tenere traccia della vostra fabbrica fisica, edificio o impianto industriale. È possibile utilizzare dati reali per monitorare le attività, diagnosticare e correggere gli errori e ottimizzare l'operatività.

AWS IoT Core servizi

AWS IoT Core fornisce i servizi che connettono i tuoi dispositivi IoT al AWS Cloud in modo che altri servizi e applicazioni cloud possano interagire con i tuoi dispositivi connessi a Internet.

La sezione successiva descrive ciascuno dei AWS IoT Core servizi mostrati nell'illustrazione.

AWS IoT Core servizi di messaggistica

I servizi di AWS IoT Core connettività forniscono comunicazioni sicure con i dispositivi IoT e gestiscono i messaggi che passano tra loro e AWS IoT.

Gateway dei dispositivi

Permette ai dispositivi di comunicare in modo sicuro ed efficiente con AWS IoT. La comunicazione del dispositivo è protetta da protocolli sicuri che utilizzano certificati X.509.

Broker di messaggi

Fornisce un meccanismo sicuro per dispositivi e AWS IoT applicazioni per pubblicare e ricevere messaggi gli uni dagli altri. È possibile utilizzare direttamente il protocollo MQTT o MQTT over WebSocket per pubblicare e sottoscrivere. Per ulteriori informazioni sui protocolli che AWS IoT supporta, consulta Protocolli di dispositivo di comunicazione. I dispositivi e i client possono anche utilizzare l'interfaccia HTTP REST per pubblicare dati sul broker di messaggi.

Il broker di messaggi distribuisce i dati del dispositivo ai dispositivi che lo hanno sottoscritto e ad altri AWS IoT Core servizi, come il servizio Device Shadow e il motore delle regole.

AWS IoT Core per WAN LoRa

AWS IoT Core per LoRa WAN consente di configurare una rete LoRa WAN privata collegando i dispositivi e i gateway LoRa WAN AWS senza la necessità di sviluppare e gestire un server di rete LoRa WAN (LNS). I messaggi ricevuti dai dispositivi LoRa WAN vengono inviati al motore delle regole, dove possono essere formattati e inviati ad altri servizi. AWS IoT

Motore di regole

Il motore delle regole connette i dati dal broker di messaggi ad altri servizi AWS IoT per l’archiviazione e l'elaborazione aggiuntiva. Ad esempio, puoi inserire, aggiornare o eseguire le query su una tabella Dynamo DB oppure richiamare una funzione Lambda basata su un'espressione definita nel motore delle regole. Puoi usare un linguaggio basato su SQL per selezionare i dati dai payload dei messaggi e quindi elaborare e inviare i dati ad altri servizi, come Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), Amazon DynamoDB e AWS Lambda. Puoi anche creare delle regole che ripubblicano dei messaggi al broker di messaggi e ad altri sottoscrittori. Per ulteriori informazioni, consulta Regole per AWS IoT.

AWS IoT Core servizi di controllo

I servizi AWS IoT Core di controllo forniscono funzionalità di sicurezza, gestione e registrazione dei dispositivi.

Servizio di autenticazione personalizzata

Puoi definire autorizzazioni ad hoc che ti permettono di gestire la tua strategia di autenticazione e autorizzazione tramite un servizio di autenticazione personalizzato e una funzione Lambda. Gli autorizzatori personalizzati consentono di AWS IoT autenticare i dispositivi e autorizzare le operazioni utilizzando strategie di autenticazione e autorizzazione con token portatori.

Le autorizzazioni ad hoc permettono di implementare diverse strategie di autenticazione, ad esempio la verifica JSON Web Token e la chiamata al provider OAuth. Devono restituire documenti di policy che vengono utilizzati dal gateway del dispositivo per autorizzare le operazioni MQTT. Per ulteriori informazioni, consulta Autenticazione e autorizzazione personalizzata.

Servizio di provisioning dei dispositivi

Permette di effettuare il provisioning dei dispositivi tramite un modello che descrive le risorse necessarie per il dispositivo: un oggetto, un certificato e una o più policy. Un oggetto è una voce nel registro contenente gli attributi che descrivono un dispositivo. I dispositivi utilizzano certificati con cui autenticarsi. AWS IoT Le policy determinano le operazioni che un dispositivo può eseguire in AWS IoT.

I modelli contengono variabili che vengono sostituite da valori in un dizionario (mappa). Puoi usare lo stesso modello per effettuare il provisioning di più dispositivi semplicemente passando valori diversi per le variabili del modello nel dizionario. Per ulteriori informazioni, consulta Provisioning dei dispositivi.

Registro di gruppi

I gruppi ti permettono di gestire diversi dispositivi contemporaneamente classificandoli in gruppi. I gruppi possono contenere anche altri gruppi, quindi puoi creare una gerarchia di gruppi. Qualsiasi operazione eseguita su un gruppo padre verrà applicata ai rispettivi gruppi figlio. La stessa operazione si applica anche a tutti i dispositivi del gruppo padre e a tutti i dispositivi nei gruppi figlio. Le autorizzazioni concesse a un gruppo vengono applicate a tutti i dispositivi nel gruppo e in tutti i rispettivi gruppi figlio. Per ulteriori informazioni, consulta Gestione dei dispositivi con AWS IoT.

Servizio Jobs

Ti permette di definire un set di azioni remote inviate ed eseguite in uno o più dispositivi connessi a AWS IoT. Puoi ad esempio definire un processo che indichi a un set di dispositivi di scaricare e installare aggiornamenti per le applicazioni o il firmware, eseguire il riavvio, ruotare i certificati o eseguire operazioni di risoluzione dei problemi in remoto.

Per creare un processo, devi specificare una descrizione delle operazioni remote da eseguire e un elenco di target che devono eseguirle. I target possono essere singoli dispositivi, gruppi o entrambi. Per ulteriori informazioni, consulta AWS IoT Lavori.

Registro

Organizza le risorse associate a ogni dispositivo nel Cloud AWS . Puoi registrare i dispositivi e associare fino a tre attributi personalizzati a ognuno. Puoi anche associare certificati e ID client MQTT a ogni dispositivo per migliorare la tua capacità di gestirli e di risolverne i problemi. Per ulteriori informazioni, consulta Gestione dei dispositivi con AWS IoT.

Servizio di sicurezza e identità

Fornisce una responsabilità condivisa per la sicurezza nel AWS cloud. I dispositivi devono mantenere protette le proprie credenziali, in modo tale da poter inviare dati al broker di messaggi in tutta sicurezza. Il broker di messaggi e il motore di regole usano le funzionalità di sicurezza di AWS per inviare dati in modo sicuro ai dispositivi o ad altri servizi AWS . Per ulteriori informazioni, consulta Autenticazione.

AWS IoT Core servizi dati

AWS IoT Core I servizi dati aiutano le tue soluzioni IoT a fornire un'esperienza applicativa affidabile anche con dispositivi che non sono sempre connessi.

Device Shadow

Documento JSON usato per archiviare e recuperare informazioni sullo stato corrente per un dispositivo.

Servizio Device Shadow

Il servizio Device Shadow mantiene lo stato di un dispositivo in modo che le applicazioni possano comunicare con un dispositivo indipendentemente dal fatto che il dispositivo sia connesso o meno. Quando un dispositivo è disconnesso, il servizio Device Shadow gestisce i dati per le applicazioni connesse. Quando il dispositivo si riconnette, sincronizza il suo stato con quello della sua shadow nel servizio Device Shadow. I dispositivi possono anche pubblicare il proprio stato corrente in una copia shadow, usata da applicazioni o altri dispositivi che potrebbero non essere sempre connessi. Per ulteriori informazioni, consulta AWS IoT Servizio Device Shadow.

AWS IoT Core servizio di supporto

Integrazione con Amazon Sidewalk per AWS IoT Core

Amazon Sidewalk è una rete condivisa che migliora le opzioni di connettività per consentire ai dispositivi di lavorare meglio insieme. Amazon Sidewalk supporta una vasta gamma di dispositivi per i clienti, come quelli che localizzano animali domestici o oggetti di valore, o che forniscono sicurezza domestica intelligente e controllo dell'illuminazione o, ancora, che forniscono diagnostica remota per elettrodomestici e strumenti. Amazon Sidewalk Integration for AWS IoT Core consente ai produttori di dispositivi di aggiungere la propria flotta di dispositivi Sidewalk al AWS IoT cloud.

Per ulteriori informazioni, consulta AWS IoT Core per Amazon Sidewalk.