همانطور که اینترنت اشیا در حال شتاب گرفتن است، شرکت‌های فناوری پیشرو با نوآوری‌های اینترنت اشیا همگام می‌شوند تا فرصت‌های بیشتر و بیشتر اینترنت اشیا را به مشتریان خود ارائه دهند – و خدمات وب آمازون (AWS)* نیز همینطور است. همانطور که AWS برجسته می کند، هدف آن این است که به کاربران این فرصت را بدهد تا از وضعیت چیزهای خود و نحوه کمک آنها به حل مشکلات تجاری مطلع شوند.

در مقاله جدید خود، مروری کوتاه بر پیشنهادات AWS IoT و معماری احتمالی AWS IoT ارائه می‌کنیم که ویژگی‌های اصلی، مزایا و محدودیت‌ها را معرفی می‌کند.

همانطور که اینترنت اشیا در حال شتاب گرفتن است، شرکت‌های فناوری پیشرو با نوآوری‌های اینترنت اشیا همگام می‌شوند تا فرصت‌های بیشتر و بیشتر اینترنت اشیا را به مشتریان خود ارائه دهند – و خدمات وب آمازون (AWS)* نیز همینطور است. همانطور که AWS برجسته می کند، هدف آن این است که به کاربران این فرصت را بدهد تا از وضعیت چیزهای خود و نحوه کمک آنها به حل مشکلات تجاری مطلع شوند.

در مقاله جدید خود، مروری کوتاه بر پیشنهادات AWS IoT و معماری احتمالی AWS IoT ارائه می‌کنیم که ویژگی‌های اصلی، مزایا و محدودیت‌ها را معرفی می‌کند.

AWS IoT Core و اجزای آن

AWS IoT Core پلتفرمی است که به ایجاد معماری برای راه حل IoT و اتصال چیزهای هوشمند به خدمات AWS کمک می کند. انتقال امن داده به و از ابر و همچنین ذخیره و پردازش امن داده ها را تضمین می کند. مزیت اصلی این است که AWS IoT Core تمام اجزای لازم را برای ایجاد یک راه حل IoT در خود جای داده و می تواند به سایر سرویس های AWS متصل شود و به بهبود راه حل اینترنت اشیا کمک کند.

AWS IoT Device SDK

AWS IoT Device SDK (کیت توسعه نرم‌افزار) برای سرعت بخشیدن به اتصال چیزهای هوشمند به AWS IoT Core و برنامه‌های تلفن همراه کاربر، احراز هویت و تبادل پیام‌ها با پروتکل‌های MQTT، HTTP یا WebSockets استفاده می‌شود.

Device Gateway یک نقطه ورودی برای اتصال دستگاه ها به ابر است. Gateway اتصال ایمن را فراهم می کند، همه اتصالات فعال را مدیریت می کند و می تواند به طور خودکار برای پشتیبانی از بیش از یک میلیارد دستگاه مقیاس شود.

Message Broker انتقال ایمن پیام را با تأخیر کم به و از دستگاه های هوشمند و متصل انجام می دهد. Message Broker از طیف گسترده ای از الگوهای پیام رسانی از یک به یک فرمان و کنترل پیام تا یک به یک میلیون سیستم اطلاع رسانی پخش پشتیبانی می کند. با افزایش حجم پیام ها، کارگزار پیام به طور خودکار افزایش می یابد.

در یک سیستم اینترنت اشیا، اطمینان از اینکه فقط چیزهای مجاز به ابر متصل می شوند، بسیار مهم است تا از داده ها محافظت کنند و عملکرد مؤثر یک سیستم اینترنت اشیا را فعال کنند. از این نظر، هر دستگاه هوشمند و متصل دارای اعتباری برای اتصال به Message Broker یا سرویس Device Shadow است و AWS IoT Core احراز هویت و رمزگذاری متقابل را در تمام نقاط اتصال فراهم می کند. همه پیام‌ها به دستگاه‌ها و از دستگاه‌ها روی امنیت لایه حمل و نقل رمزگذاری می‌شوند. AWS IoT Core از روش احراز هویت AWS (SigV4 یا پروتکل Signature نسخه 4)، احراز هویت مبتنی بر گواهی X.509 و احراز هویت مبتنی بر توکن توسط مشتری (از طریق مجوزهای سفارشی) پشتیبانی می کند.

سرویس Device Shadow اطلاعات مربوط به وضعیت فعلی دستگاه های متصل به AWS را با یک سایه جداگانه برای هر دستگاه ذخیره و بازیابی می کند. هر سایه دارای دو بخش اطلاعات است: وضعیت آخرین گزارش شده توسط یک دستگاه و وضعیت مورد نظر درخواست شده، به عنوان مثال، توسط یک کاربر یا یک برنامه کنترلی از سیستم IoT. برنامه می تواند دستگاه را با درخواست تغییر در وضعیت آن کنترل کند. سایه درخواست تغییر حالت را می پذیرد، اطلاعات وضعیت خود را به روز می کند و پیامی برای نشان دادن به روز رسانی ارسال می کند. حتی اگر دستگاه خاصی متصل نباشد، برنامه های IoT می توانند آخرین وضعیت آن را از سایه دستگاه مربوطه بگیرند.

فراداده‌های مربوط به دستگاه‌ها (به عنوان مثال، مکان‌های دستگاه، ویژگی‌ها، قابلیت‌ها، داده‌های سازنده) در رجیستری ذخیره می‌شوند. این داده‌ها می‌توانند در انجام پرس و جوهایی مانند یافتن همه دستگاه‌های واقع در یک شهر یا کشور خاص مفید باشند. یک شرکت می‌تواند ابرداده‌ها را بدون هزینه اضافی در رجیستری نگه دارد و زمانی که حداقل هر ۷ سال یک‌بار به آن‌ها دسترسی داشته باشید، داده‌ها منقضی نمی‌شوند.

Rules Engine یک ویژگی AWS است که به ساخت برنامه های IoT کمک می کند تا داده های تولید شده توسط دستگاه های متصل را بدون نیاز به مدیریت زیرساخت جمع آوری، پردازش و تجزیه و تحلیل کند. پیام‌های ورودی منتشر شده در AWS IoT Core را ارزیابی می‌کند و آنها را طبق قوانین تعریف شده توسط کاربر به یک سرویس ابری ارسال می‌کند. Rules Engine همچنین AWS IoT Core را به سایر خدمات AWS (Kinesis، DDB، SQS) و نقاط پایانی خارجی متصل می‌کند.

AWS Greengrass نرم‌افزاری برای محاسبات محلی امن، پیام‌رسانی، ذخیره‌سازی داده‌ها و یادگیری ماشین برای دستگاه‌های متصل است. با Greengrass، امکان اجرای توابع Lambda (برنامه ریزی شده در ابر و فراخوانی شده توسط یک ماشه) به صورت محلی بدون نیاز به توسعه نرم افزار تعبیه شده وجود دارد. بنابراین، دستگاه‌های IoT به رویدادهای محلی سریع‌تر پاسخ می‌دهند.

AWS Greengrass به فیلتر کردن داده‌های حسگر قبل از انتقال آن به ابر کمک می‌کند. این رویکرد به کاهش حجم داده های حسگر که به فضای ابری می رسد و هزینه های این فرآیند کمک می کند.

همچنین، AWS Greengrass دارای یک ویژگی ویژه برای یادگیری ماشین است – ML Inference. این اجازه می دهد تا یادگیری ماشین را به صورت محلی در Greengrass Core انجام دهید و از مدل های ساخته شده و آموزش دیده در ابر استفاده می کند.

برای نظارت و مدیریت دستگاه‌های متصل (هم ناوگان دستگاه و هم دستگاه‌های جداگانه)، AWS مدیریت دستگاه‌های اینترنت اشیا را ارائه می‌کند. این سرویس با AWS IoT Core ادغام می شود تا اطلاعات مربوط به دستگاه های متصل به ابر را دریافت کند، گزارش وضعیت دستگاه را فعال کند، مشکلات عملکرد دستگاه ها را از راه دور حل کند (در صورت امکان) و به روز رسانی نرم افزار را انجام دهد.

AWS IoT Device Defender به ایمن کردن دستگاه ها به صورت جداگانه یا انبوه کمک می کند. این سرویس به احراز هویت دستگاه‌های IoT و نظارت بر عملکرد آنها (برای پیگیری و گزارش رفتار مشکوک) کمک می‌کند و از برقراری ارتباط امن دستگاه‌ها با ابر اطمینان می‌دهد.

برای انجام تجزیه و تحلیل داده های حسگر، AWS AWS IoT Analytics خود را ارائه می دهد. این سرویس اجازه می دهد تا داده های بلادرنگ را در قالب های مختلف (ویدئو، صدا، گزارش ها، جریان های کلیک وب سایت و موارد دیگر دریافت کنید) و به آن پاسخ های فوری می دهد. پس از پردازش، داده ها برای تجزیه و تحلیل بیشتر به فروشگاه داده بهینه شده با اینترنت اشیا ارسال می شود.

AWS IoT Analytics اتصال به Amazon QuickSight را فراهم می کند که به کاربران کمک می کند داده های خود را تجسم کنند. همچنین می توان نتایج تجزیه و تحلیل ad-hoc را در نوت بوک های Jupyter تعبیه شده در کنسول IoT Analytics تجسم کرد.

علی‌رغم تنوع ویژگی‌هایی که AWS برای راه‌حل قابل اعتماد اینترنت اشیا ارائه می‌دهد، آنها فقط پایه‌ای هستند که برای راه‌حل‌های پیچیده‌تر به کد سفارشی زیادی نیاز دارد.

علاوه بر این، محدودیت‌های خاصی وجود دارد که باید قبل و در حین برنامه‌ریزی یک پروژه اینترنت اشیا مبتنی بر AWS در نظر گرفت. این محدودیت‌ها به رعایت مقررات امنیتی AWS مربوط می‌شوند و عمدتاً به نحوه مدل‌سازی داده‌ها و اندازه اطلاعاتی که می‌توانند در Device Shadows ذخیره شوند، مربوط می‌شوند. همچنین، برخی از ویژگی‌ها ممکن است در مناطق خاصی در دسترس یا محدود نباشند.

مجموعه همه کاره از ویژگی های AWS برای راه حل های اینترنت اشیا ممکن است گیج کننده باشد اگر شرکت کنندگان پروژه قبلا هرگز با AWS IoT سروکار نداشته باشند. بنابراین، ممکن است یک شرکت برای انتخاب بهترین خدمات و یافتن راحت‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌ها برای تنظیم آن‌ها، به تجربه شخص ثالث، از جمله نه تنها تیم‌های توسعه، بلکه مشاوران اینترنت اشیا، روی بیاورد. علاوه بر این، دسترسی به خدمات اینترنت اشیا AWS (و آموزش مربوطه در مورد نحوه استفاده از این خدمات) نیاز به عضویت در آمازون دارد. برای مدتی، خدمات AWS مرتبط با اینترنت اشیا به صورت رایگان در دسترس هستند، اما در چشم انداز بلند مدت، عضویت پولی مورد نیاز است.

انواع خدمات AWS (IoT Core، AWS Greengrass، IoT Data Analytics و موارد دیگر) می تواند به ایجاد یک راه حل اینترنت اشیا برای جمع آوری، پردازش، ذخیره و تجزیه و تحلیل موثر داده های حسگر و عمل بر روی دستگاه های متصل برای اطمینان از اتصال ایمن دستگاه های IoT به ابر کمک کند. انتقال ایمن داده در کل راه حل IoT.

با این حال، انتخاب سرویس‌های AWS برای پروژه اینترنت اشیا، مهم است که به خاطر داشته باشید که آنها فقط پایه‌ای آسان برای راه‌حل اینترنت اشیا در آینده هستند. در این رابطه، ممکن است لازم باشد برای تنظیم پیشنهادات AWS و موفقیت پروژه IoT خود به اشخاص ثالث با تجربه در برخورد با خدمات AWS و محصولات آمازون متوسل شوید.

لینک منبع : https://www.scnsoft.com/blog/aws-services-to-build-and-upscale-an-iot-architecture