Вопросы и ответы по AWS IoT Core

Шлюз устройств формирует основу взаимодействия между подключенными устройствами и функциональными возможностями облака, такими как движок правил, тени устройств, а также другими сервисами AWS и сторонними сервисами.

Шлюз устройств поддерживает шаблон передачи сообщений «издатель‑подписчик», который позволяет обеспечить масштабируемое взаимодействие с минимальной задержкой и низкой стоимостью. Это особенно полезно для тех сценариев IoT, где ожидается регулярное взаимодействие с миллиардом устройств с минимальной задержкой. Шаблон «издатель‑подписчик» предусматривает публикацию сообщений клиентами в логических каналах связи, называемых «темами», при этом для получения сообщений клиенты должны подписываться на эти темы. Шлюз устройств обеспечивает взаимодействие между издателями и подписчиками. До сих пор организациям приходилось выделять, эксплуатировать, масштабировать и поддерживать свои собственные серверы в качестве шлюзов устройств, чтобы пользоваться всеми преимуществами шаблона «издатель‑подписчик». Сервис устранил этот барьер, создав шлюз устройств AWS IoT Core.

Шлюз устройств автоматически масштабируется в соответствии с текущим использованием, не требуя дополнительных эксплуатационных расходов. AWS IoT Core поддерживает безопасное подключение к шлюзу устройств, изоляцию на уровне аккаунта AWS, а также точно настраиваемую авторизацию в пределах аккаунта AWS. Шлюз устройств в настоящее время поддерживает публикацию и подписку по защищенному протоколу MQTT и протоколу WebSockets, а также публикацию по протоколу HTTPS. 

MQTT – это упрощенный протокол для шаблона «издатель‑подписчик», разработанный с целью минимизации требований к пропускной способности сети и ресурсам устройства. MQTT также поддерживает безопасное соединение с использованием TLS. MQTT часто применяется в разных примерах использования IoT. MQTT v3.1.1 соответствует стандарту OASIS, при этом шлюз устройств поддерживает большинство спецификаций MQTT.

Сервис правил обеспечивает непрерывную обработку входящих данных с устройств, подключенных к сервису AWS IoT Core. Настроить в сервисе правила для автоматической фильтрации и преобразования входящих данных можно с помощью интуитивно понятного синтаксиса, напоминающего синтаксис SQL. Дополнительно можно настроить правила для перенаправления данных из сервиса AWS IoT Core в несколько других сервисов AWS, а также в собственные или сторонние сервисы.

Ниже показаны несколько примеров использования правил.

• Фильтрация и преобразование входящих сообщений и хранение их в качестве данных временных рядов в DynamoDB.
• Отправка push-уведомлений с помощью SNS, когда показания датчика превышают определенный порог.
• Сохранение файла встроенного ПО в S3.
• Одновременная обработка сообщений из множества устройств с помощью Kinesis.
• Вызов Lambda для настраиваемой обработки входных данных.
• Отправка команды группе устройств с автоматической повторной публикацией.

Правило AWS IoT Core состоит из двух основных частей.

SQL‑выражение, определяющее, к каким темам с шаблоном «издатель‑подписчик» должно применяться данное правило, какое преобразование данных (при необходимости) следует выполнять и при каких условиях должно выполняться правило. Это правило применяется для каждого сообщения, опубликованного в указанных темах.

Список действий, определяющий те, которые следует реализовать при выполнении правила, т. е. когда входящее сообщение соответствует условиям, определенным в правиле.

В определениях правил используется схема на базе JSON. Можно напрямую редактировать файлы JSON или использовать редактор правил в Консоли управления AWS.

В качестве примера приведено правило для сохранения температурных показаний датчика в DynamoDB, когда температура превышает 50 градусов.

Датчики в данном примере публикуют свои темы по адресу iot/tempSensors/. В первой строке этого правила определяется выражение SQL SELECT, используемое для запроса темы «iot/tempSensors/#». Оно содержит оператор WHERE, который извлекает значение поля temp в полезной нагрузке сообщения, и проверяет, выполняется ли условие «больше, чем 50». Если условие выполняется, данные сохраняются в указанной таблице DynamoDB. В примере используются встроенные функции для таких задач, как обработка полезной нагрузки сообщения и получение текущего времени. 

Подробные сведения о правилах можно получить в документации к правилам

Сценарии IoT могут варьироваться от нескольких критически важных устройств и до огромных групп устройств. Реестр позволяет упорядочивать и отслеживать эти устройства. В реестре можно поддерживать логический идентификатор для каждого устройства, подключаемого к AWS IoT Core. Каждое устройство в реестре может быть однозначно определено и описано с помощью метаданных, например номера модели, контактной информации для поддержки, а также сертификатов, связанных с этим устройством. Поиск подключенных устройств в реестре можно выполнять на основании этих метаданных.

Сценарии IoT могут варьироваться от нескольких критически важных устройств и до огромных групп устройств. Реестр позволяет упорядочивать и отслеживать эти устройства. В реестре можно поддерживать логический идентификатор для каждого устройства, подключаемого к AWS IoT Core. Каждое устройство в реестре может быть однозначно определено и описано с помощью метаданных, например номера модели, контактной информации для поддержки, а также сертификатов, связанных с этим устройством. Поиск подключенных устройств в реестре можно выполнять на основании этих метаданных.

Тип вещи позволяет эффективно управлять каталогом устройств путем определения общих характеристик устройств, относящихся к одной и той же категории. Кроме того, у «вещи», связанной с определенным типом вещей, теперь может быть до 50 атрибутов, по трем из которых можно вести поиск.

Данная возможность позволяет проще управлять политиками разрешений на большом количестве устройств с помощью переменных показателей реестра или сертификата X.509. Интеграция переменных реестра и сертификата с политиками устройств дарит следующие преимущества:

• Свойства из реестра теперь можно указывать в политиках разрешений. Ссылка на свойства устройства из реестра позволяет политикам фиксировать изменения, внесенные в реестр. Например, указание атрибута вещи «building-address» как переменной в политике позволяет устройствам автоматически наследовать новый набор разрешений, когда они покидают указанное здание.
• Одну общую политику можно использовать для разных устройств. Вместо того чтобы создавать по отдельной политике для каждого устройства, можно применить одну общую политику для всех устройств в одной категории. Например, если политика указывает атрибут «serial‑number» как переменную, ее можно применить ко всем устройствам такой же модели. При подключении устройств с одним и тем же серийным номером переменные политик автоматически заменятся данным серийным номером.

Тени устройств позволяют облачным и мобильным приложениям просто взаимодействовать с подключенными устройствами, зарегистрированными в AWS IoT Core. Тень устройства в AWS IoT Core содержит свойства подключенного устройства. Можно определить любой набор свойств, относящихся к конкретному примеру использования. Например, для «умной» лампочки можно определить следующие свойства: «включена или выключена», «цвет» и «яркость». Ожидается, что подключенное устройство будет сообщать о фактических значениях этих свойств, которые будут сохраняться в тени устройства. Приложения получают и обновляют эти свойства, просто используя API RESTful, предоставляемый сервисом AWS IoT Core. Синхронизацию значений свойств между подключенным устройством и его тенью обеспечивает сервис AWS IoT Core и SDK для устройств AWS IoT Core.

Сервис позволяет использовать приложения, непосредственно взаимодействующие с подключенными устройствами с помощью шлюза устройств и / или сервиса правил AWS IoT Core. Однако мы рекомендуем использовать реестр и тени устройств, поскольку они предлагают более широкие и структурированные возможности для разработки и управления и позволят сосредоточиться на уникальном продукте, который вы хотите создать для своих клиентов, вместо забот по обеспечению базового взаимодействия и синхронизации между подключенными устройствами и облаком.

• Вы регистрируете устройство (например, лампу освещения) в реестре.
• Затем вы программируете подключенное устройство для публикации набора значений своих свойств или состояний («Включена, цвет красный») в сервисе AWS IoT Core.
• Информация о последнем состоянии хранится в тени данного устройства в AWS IoT Core.
• Приложение (например мобильное приложение, управляющее лампой) использует API RESTful для запроса в AWS IoT Core последнего переданного состояния лампы без каких-либо сложностей, связанных с осуществлением прямой связи с лампой.
• Когда пользователь хочет изменить состояние (например, перевести лампу из состояния «включена» в состояние «выключена»), приложение использует API RESTful для запроса обновления, т. е. устанавливает требуемое состояние устройства в AWS IoT Core. AWS IoT Core осуществляет синхронизацию требуемого состояния с устройством.
• Когда подключенное устройство обновляет свое состояние до требуемого состояния, приложение получает уведомление.

Подробнее о реестре см. в документации по реестру. Подробнее о тенях устройств см. в документации по теням устройств.

Да. Как и в других сервисах AWS, в AWS IoT Core администратор имеет полный контроль над набором действий API, которые разрешено выполнять каждому удостоверению. Кроме того, предоставляется полный контроль над темами шаблона «издатель-подписчик», которые удостоверение может публиковать или на которые может подписываться, а также контроль над устройствами и тенями устройств в реестре, к которым удостоверение может получать доступ.

Подробнее см. в разделе об управлении безопасностью и идентификацией AWS IoT Core.

Своевременная регистрация сертификатов устройств (JITR) дополняет возможность использования собственного сертификата, которая была реализована в апреле 2016 года с целью упростить процедуру регистрации устройств в AWS IoT Core. До появления поддержки JITR процесс регистрации устройства включал в себя два шага: во‑первых, регистрацию сертификата центра сертификации (CA) в AWS IoT Core, а затем отдельную регистрацию сертификатов устройств, подписанных CA. Теперь при использовании JITR второй шаг можно выполнить путем автоматической регистрации сертификатов устройств при первом их подключении к AWS IoT Core. Это экономит время, затрачиваемое на регистрацию сертификатов устройств, и позволяет устройствам оставаться в автономном режиме в ходе производственного процесса. Для дальнейшей автоматизации процесса выделения устройства IoT можно создать правило AWS IoT Core с действием Lambda, которое будет активировать нужные сертификаты и назначать политики. Подробнее см. в блоге об Интернете вещей на AWS или в документации для разработчиков.

SDK AWS IoT для устройств упрощает и ускоряет разработку кода, работающего на подключенных устройствах (микроконтроллерах, датчиках, приводах, «умных» устройствах, носимых устройствах и т. д.). Во‑первых, с помощью SDK для устройств можно оптимизировать для устройства потребление памяти, мощности и пропускной способности сети. В то же время SDK для устройств обеспечивает безопасное, характеризующееся малой задержкой и низкой стоимостью соединение со встроенной поддержкой протоколов TLS, WebSockets и MQTT. SDK для устройств также ускоряет разработку приложений IoT, поддерживая абстракции более высокого уровня, например синхронизацию состояния устройства с его тенью в сервисе AWS IoT Core.

SDK AWS IoT для устройств находится в свободном доступе, поскольку является проектом с открытым исходным кодом. Подробнее см. на странице SDK для устройств.

В настоящее время AWS предлагает SDK AWS IoT для устройств для языков C и Node.js, а также для платформы Arduino Yún.

Кроме того, некоторые производители аппаратного обеспечения сотрудничают с AWS с целью создания SDK AWS IoT для устройств и своих соответствующих платформ. Подробнее об аппаратных платформах см. на странице начала работы.

Наконец, пакеты SDK AWS IoT для устройств предоставляются с открытым исходным кодом. Вы можете перенести их на любые языки и нужные вам аппаратные платформы, если таковые еще не поддерживаются. 

SDK AWS IoT для устройств дополняет AWS SDK. Проекты IoT часто используют код, работающий на микроконтроллерах и других устройствах с ограниченными ресурсами. Однако проекты IoT часто содержат и приложение, работающее в облаке и на мобильных устройствах, которое взаимодействует с микроконтроллерами / устройствами с ограниченными ресурсами. SDK AWS IoT для устройств предназначен для использования с микроконтроллерами/устройствами с ограниченными ресурсами, в то время как AWS SDK предназначен для облака и мобильных приложений.

Подробнее об SDK для устройств AWS IoT см. в разделе SDK для устройств AWS.

Да. Подробнее см. на странице цен.

Подробнее о стоимости сервиса см. на странице цен.

В соглашении об уровне обслуживания для AWS IoT Core обуславливается, что вы можете рассчитывать на получение компенсации в зачет ежемесячной оплаты за обслуживание, если для AWS IoT Core не достигнута бесперебойная ежемесячная работа на уровне не менее 99,9 %.

С условиями и положениями SLA, а также с подробностями оформления заявки на компенсацию можно ознакомиться на странице сведений о SLA для AWS IoT Core.

ПО базовой станции поддерживается и распределяется Semtech через репозиторий Github.

Устройства. Можно владеть подборкой устройств LoRaWAN и подключать их к AWS IoT Core. Можно купить любое устройство LoRa или датчик, соответствующий спецификации LoRa 1.0.3 или 1.1 (без необходимости разрабатывать или обновлять ПО).

Шлюзы. Можно владеть подборкой шлюзов LoRaWAN и подключать их к AWS IoT Core. AWS IoT Core предоставляет два варианта действий: можно легко выбрать и приобрести сертифицированные AWS шлюзы из Amazon Partner Device Catalog, которые без предварительной настройки подключаются к AWS IoT Core. Другой вариант – подключиться к существующему (устаревшему) или готовому шлюзу (например, Raspberry Pi), обновив его встроенное ПО для поддержки протокола базовой станции с открытым исходным кодом. Инструкции по обновлению встроенного ПО можно найти в нашем руководстве по началу работы.

Сетевой сервер LoRaWAN (LNS). AWS IoT Core владеет полностью управляемым LNS и предоставляет его. Выполнив несколько простых шагов на консоли AWS IoT, можно зарегистрировать выбранное аппаратное обеспечение и визуализировать сообщения от подключенных устройств LoRaWAN.

Облачное приложение. Вы владеете облачным приложением и разрабатываете его. Сразу после подключения устройств к AWS IoT Core можно разрабатывать приложения или решения путем маршрутизации сообщений устройств на сервисы AWS.

Управление сетью. AWS IoT Core обеспечивает возможности управления сетью, которые клиенты используют и настраивают для эксплуатации своих сетей LoRaWAN. Используя консоль управления AWS IoT, можно запрашивать сведения о подключенных и отключенных устройств и шлюзов, атрибуты трафика устройств и статистику шлюзов относительно последнего полученного сообщения. Кроме того, с помощью API можно удаленно обновлять встроенное ПО шлюзов LoRaWAN.

LoRaWAN – это знак, используемый по лицензии, полученной от LoRa Alliance.

Amazon Sidewalk – это общая сеть, которая помогает оптимизировать работу устройств. Бесплатная для клиентов и управляемая Amazon, сеть Sidewalk помогает упростить настройку новых устройств, расширить рабочий диапазон устройств с низкой пропускной способностью и помогает устройствам оставаться в режиме онлайн, даже если они находятся за пределами диапазона своей домашней сети Wi-Fi. В будущем Sidewalk будет поддерживать ряд возможностей, начиная от использования устройств с поддержкой Sidewalk для помощи в поиске домашних животных и ценных вещей и заканчивая интеллектуальной безопасностью и освещением, а также диагностикой бытовой техники и инструментов.

AWS IoT Core для Amazon Sidewalk – это полностью интегрированная функция, которая позволяет разработчикам Интернета вещей легко развертывать, внедрять и отслеживать устройства Amazon Sidewalk с помощью AWS IoT Core. Более глубокая интеграция Amazon Sidewalk с AWS IoT Core помогает разработчикам упростить подключение устройств с поддержкой Sidewalk к облаку и получить доступ к более чем 200 сервисам AWS.

Разработчикам в компаниях-производителях устройств следует использовать Device Advisor для тестирования устройств по предварительно созданным сценариям тестирования, чтобы подтверждать надежность и безопасность подключения к AWS IoT Core. Советник по настройке устройства создает в AWS Cloud адрес теста, который производители устройств могут сразу использовать для тестирования своих устройств, что позволяет сэкономить время и средства на разработку и тестирование. Настройка теста также обеспечивает подробные журналы для каждого теста, что позволяет быстрее искать и устранять неполадки, связанные с проблемами ПО устройств. Советник по настройке устройства также обеспечивает покрытие тестами для сложных тестовых сценариев, что позволяет клиентам обнаруживать и исправлять проблемы во время разработки ПО их устройств. В результате этого наблюдаются более надежная производительность и более низкие затраты на обслуживание парков устройств после развертывания.

Кроме того, благодаря Device Advisor для IoT партнеры, поставляющие оборудование, могут самостоятельно протестировать свои устройства, загрузить подписанные аттестационные отчеты и отправить отчеты в APN, чтобы их устройства внесли в Каталог устройств партнеров AWS.

Любое устройство, предназначенное для подключения к AWS IoT Core, может воспользоваться советником по настройке устройства. Разработчики, работающие в компаниях-производителях устройств, могут получить доступ к советнику по настройке устройства с помощью консоли AWS IoT Core или используя AWS SDK. Как только разработчики будут готовы протестировать устройства, они могут зарегистрировать устройства в AWS IoT Core и настроить ПО устройств, используя адрес советника по настройке устройства. После этого они могут выбрать и выполнить предварительно созданные тесты с помощью всего нескольких щелчков на консоли IoT Core и мгновенно получить результаты тестов вместе с подробными журналами.

Подробности о предварительно созданных поддерживаемых тестах см. в разделе тестовых случаев Device Advisor.

Советник по настройке устройства используется бесплатно. Тем не менее разработчики будут нести все расходы, связанные с использованием AWS в рамках тестирования (например, использование AWS IoT Core, Amazon CloudWatch). Сведения об использовании ресурсов AWS в рамках тестирования будет отображаться для разработчиков в их аккаунтах AWS, а платежи за них будут указываться в счетах AWS разработчиков.

AWS IoT Device Client – это свободная модульная эталонная реализация с открытым исходным кодом на стороне устройства. С помощью этого ПО можно легко подключать устройства к AWS IoT Core и использовать функции AWS IoT Device Management и AWS IoT Device Defender по умолчанию. Оно написано на C++ и может быть скомпилировано и установлено на IoT-устройствах с ОС Embedded Linux.

Текущий выпуск AWS IoT Device Client дает возможность подключать устройство IoT к AWS IoT Core, пользоваться функциями заданий и защищенного туннелирования AWS IoT Device Management, а также функцией обнаружения правил AWS IoT Device Defender.

Чтобы пользоваться им на своем устройстве, загрузите исходный код клиента устройства AWS IoT с GitHub и ознакомьтесь с подробной информацией, приведенной в файле README.

На данный момент IoT Device Client по умолчанию работает с IoT-устройствами на базе микропроцессоров с архитектурой x86_64 или ARM и распространенными программными средами Linux (Debian, Ubuntu, RHEL). Это касается самых распространенных устройств, в том числе последних версий Raspberry Pi. Если вы ищете другое устройство, см. Каталог устройств партнеров AWS.

Рекомендуем использовать IoT Device Client на устройстве на базе микропроцессора с тактовой частотой 100 МГц и ОЗУ более 64 МБ. Если вы хотите написать собственный специальный код для более ограниченного устройства или для устройства на базе микроконтроллера, предлагаем обновленные библиотеки функций для распределения ресурсов парка, заданий и AWS IoT Device Defender в новейшей версии для устройства SDK AWS IoT для Embedded C на GitHub.