AWS Internet Of Things (IOT)

  

AWS  Internet Of Things (IOT)

En los últimos años, ha habido muchos boards de IoT creados por fabricantes o fabricantes independientes. Cada IoT ofrece características únicas para crear aplicaciones de IoT para abordar los problemas de los usuarios. Los dispositivos de sensores y actuadores están conectados a estos boards de IoT para generar datos. Hay muchos datos de sensores de dispositivos IoT que se puede analizar.

Supongamos que tenemos varios boards de IoT que se implementan en algunas ubicaciones. Dado que estos dispositivos de IoT generan datos de sensores, necesitamos un servidor backend con alta disponibilidad para recibir los datos entrantes. En casos particulares, también necesitamos analizar los datos para obtener información. Para realizar este escenario, necesitamos más motores informáticos, como motores de almacenamiento y aprendizaje automático.

El diseño general de la arquitectura de AWS IoT se ilustra en la siguiente figura. Hay varios componentes dentro de AWS IoT, incluidos sus puntos finales. Los dispositivos de IoT pueden acceder a AWS IoT a través del agente de mensajes de AWS con su propio SDK. AWS IoT también proporciona un SDK para varias plataformas de dispositivos de IoT. Con el SDK de AWS IoT, los dispositivos de IoT pueden acceder a AWS IoT directamente. 



  • Message Broker: se trata básicamente de un punto de enlace de AWS IoT donde los dispositivos de IoT pueden acceder al servidor de AWS a través del protocolo Message Queue Server Telemetry Transport (MQTT). Message Broker también admite protocolos primitivos, como el protocolo HTTP. Su dispositivo IoT puede enviar datos con AWS IoT a través de HTTP REST.
  • Thing Registry: gestiona toda la administración del dispositivo IoT. Puede registrar y configurar sus dispositivos IoT, incluida la configuración de certificados e ID de dispositivos IoT.
  • Thing Shadows: se refiere a una sombra de dispositivo que tiene funcionalidades para mantener la información del estado actual de una cosa específica en un documento JSON.
  • Motor de reglas (rules engine): proporciona procesamiento de mensajes e integración con otros servicios de AWS. Si ha implementado servicios de AWS, puede aplicar un motor de reglas en esos servicios.


Dispositivos y plataformas de IoT para AWS IoT

La plataforma de IoT puede conectarse a una red de Internet e interactuar con otras plataformas. En términos generales, hablar de IoT en términos de una plataforma de dispositivo es un tema enorme. 

Técnicamente, podemos describir un modelo de conectividad entre los dispositivos de IoT y el backend de AWS IoT. Podemos clasificar la plataforma de dispositivos IoT en tres modelos según su conectividad compatible. Para un dispositivo de IoT con capacidades de red, si este dispositivo es compatible con todos los dispositivos de AWS IoT necesarios, este dispositivo puede acceder a AWS IoT directamente.

Es probable que varios dispositivos de IoT tengan capacidades de red, pero sus protocolos compatibles no están cubiertos por AWS IoT. Para este escenario, necesitamos construir una puerta de enlace que sirva y traduzca el protocolo del dispositivo IoT al protocolo AWS IoT. Esta puerta de enlace proporciona algunas capacidades de red, como Bluetooth, Wi-Fi, XBee y otras RF, para atender todo intercambio de datos entre dispositivos IoT y servidores AWS IoT.

Finalmente, los dispositivos de IoT sin capacidades de red aún tienen la oportunidad de comunicarse con AWS IoT. Hay dos métodos que podemos implementar para este escenario. Si el dispositivo IoT puede ampliar su funcionalidad, podemos agregar un módulo de red con el protocolo AWS IoT compatible. Otra opción es conectar este dispositivo IoT a una computadora. Dado que una computadora generalmente tiene capacidad para conectarse a una red externa, podemos construir un programa como un puente entre el dispositivo IoT y el backend de AWS IoT. El programa interactuará con el dispositivo IoT, por ejemplo, detectando y actuando, y realizará un intercambio de datos con el backend de AWS IoT.

Arduino

Arduino es un board de desarrollo ampliamente utilizado. Este board es muy conocido en la comunidad. En su mayoría, los boards Arduino se construyen utilizando Atmel AVR, pero algunas placas utilizan otras unidades de microcontrolador (MCU) dependiendo de quién esté en una empresa conjunta con Arduino. Actualmente, los boards Arduino son construidas por Arduino.




Raspberry Pi

La Raspberry Pi es una computadora del tamaño de una tarjeta de crédito de bajo costo, creada por Eben Upton. Es una mini computadora con fines educativos. Para ver todos los modelos de Raspberry Pi, puede consultar https://www.raspberrypi.org/products/. 



BeagleBone Black and Green

BeagleBone Black (BBB) ​​Rev.C es un kit de desarrollo basado en un procesador AM335x, que integra un núcleo ARM Cortex ™ -A8 que funciona a hasta 1 GHz. BBB es más potente que Raspberry Pi. La placa BBB también proporciona almacenamiento flash interno eMMC de 8 bits y 4 GB.

BBB es compatible con varios sistemas operativos, como Debian, Android y Ubuntu. Para obtener más información sobre BBB, consulte https://beagleboard.org/black.

Otros dispositivos

  • Boards de IoT basadas en ESP8266 MCU
  • Boards de IoT basadas en ESP32
  • Boards de IoT basadas en TI CC32XX MCU

AWS IoT Management Console

La Consola de administración de AWS IoT permite acceder y administrar AWS IoT a través de una interfaz de usuario basada en web simple e intuitiva. Esta consola web se puede encontrar en https://console.aws.amazon.com/iotv2/home. Si tiene una cuenta de AWS activa, debe acceder a un formulario de la Consola de administración de AWS IoT.



AWS IoT Device SDK

El servidor de AWS tiene varios componentes y funciones. Para minimizar la complejidad en el desarrollo, AWS proporciona AWS IoT Device SDK para varias plataformas de dispositivos IoT. Puede usarlos directamente para su plataforma de IoT. Hay muchos objetos/clases que se puede aplicar en su programa de IoT para acceder a AWS IoT. Puede obtener más información sobre AWS IoT SDK en https://aws.amazon.com/iot/sdk/.

Actualmente, AWS IoT Device SDK admite los siguiente SDK:

  • Embedded C
  • Arduino Yún
  • Java
  • JavaScript
  • Python
  • iOS
  • Android



    Modelo de conectividad para AWS IoT

    AWS IoT proporciona varios modelos de conectividad para permitir que los dispositivos de IoT establezcan su conexión. Actualmente, AWS IoT ofrece los siguientes protocolos:
    • Transporte de telemetría de Message Queue Server (MQTT)
    • Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP)
    • MQTT sobre Websocket
    Podemos construir un modelo de conectividad entre los dispositivos IoT y el backend de AWS IoT. Podemos clasificar la plataforma de dispositivos de IoT en los siguientes tres modelos en función de su conectividad compatible:
    • Para un dispositivo de IoT con capacidades de red, si este dispositivo tiene todo el soporte requerido por AWS IoT, entonces este dispositivo puede acceder a AWS IoT directamente.
    • El segundo modelo de conectividad es construir una conexión a AWS IoT a través de una puerta de enlace. Este enfoque se aplica a un dispositivo de IoT que tiene capacidades de red que no son compatibles con los protocolos de AWS IoT.
    • El último enfoque se aplicará a los dispositivos de IoT que no tienen capacidades de red. Debemos conectar estos dispositivos a un dispositivo de red, como Raspberry Pi, BeagleBone y una computadora que funcione como puente entre el dispositivo y AWS IoT.



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