國外物聯網平臺（1） ——亞馬遜AWS IoT

馬智

平臺定位

AWS IoT是一款託管的雲平臺，使互聯設備可以輕鬆安全地與雲應用程序及其他設備交互。
AWS IoT可支持數十億臺設備和數萬億條消息，並且可以對這些消息進行處理並將其安全可靠地路由至 AWS 終端節點和其他設備。應用程序可以隨時跟蹤所有設備並與其通信，即使這些設備未處於連接狀態也不例外。
使用AWS Lambda、Amazon Kinesis、Amazon S3、Amazon Machine Learning、Amazon DynamoDB、Amazon CloudWatch、AWS CloudTrail 和內置 Kibana 集成的 Amazon Elasticsearch Service 等AWS服務來構建IoT應用程序，以便收集、處理和分析互連設備生成的數據並對其執行操作，且無需管理任何基礎設施。

AWS IoT 設備 SDK 使用 MQTT、HTTP 或 WebSockets 協議將硬件設備連接到 AWS IoT，硬件設備無縫安全地與 AWS IoT 提供的設備網關和設備影子協作。
設備 SDK 支持 C、JavaScript 、Arduino、Java和Python。
設備 SDK 包含開源庫、帶有示例的開發人員指南和移植指南，用戶根據硬件平臺構建 IoT 產品或解決方案。

AWS IoT 設備網關支持設備安全高效地與 AWS IoT 進行通信。設備網關可以使用發佈/訂閱模式交換消息，從而支持一對一和一對多的通信。憑藉此一對多的通信模式，AWS IoT 將支持互連設備向多名給定主題的訂閱者廣播數據。
設備網關支持 MQTT、WebSocket 和 HTTP 1.1 協議，也支持私有協議。
設備網關可自動擴展，以支持 10 億多臺設備，而無需預配置基礎設施。

AWS IoT 在所有連接點處提供相互身份驗證和加密。AWS IoT 支持 AWS 身份驗證方法（稱爲"SigV4"）以及基於身份驗證的 X.509 證書。使用 HTTP 的連接可以使用任一方法，使用 MQTT 的連接可以使用基於證書的身份驗證，使用 WebSockets 的連接可以使用 SigV4。
使用 AWS IoT 生成的證書以及由首選證書頒發機構 (CA) 簽署的證書，將所選的角色和/或策略映射到每個證書，以便授予設備或應用程序訪問權限，或撤消訪問權限。
通過控制檯或使用 API 創建、部署並管理設備的證書和策略。這些設備證書可以預配置、激活和與使用 AWS IAM 配置的相關策略關聯。
AWS IoT 還支持用戶移動應用使用 Amazon Cognito 進行連接，Amazon Cognito 將負責執行必要的操作來爲應用用戶創建唯一標識符並獲取臨時的、權限受限的 AWS 憑證。

註冊表將創建設備標識並跟蹤元數據，如設備的屬性和功能。
註冊表向格式一致的每臺設備分配唯一的標識，而不管設備的類型和連接方式爲何。此外，它還支持描述設備功能的元數據，例如傳感器是否報告溫度，以及數據是華氏度還是攝氏度。
註冊表存儲有關設備的元數據，無需支付額外費用；並且需要每隔 7 天至少訪問或更新註冊表條目一次，註冊表中的元數據就不會過期。

以JSON格式存儲的設備註冊表信息

設備影子服務使用MQTT話題，便於應用和設備之間的通信，下面是相關的MQTT QoS 1話題：

$aws/things/{thingName}/shadow/update

$aws/things/{thingName}/shadow/get

$aws/things/{thingName}/shadow/delete

$aws/things/{thingName}/shadow/update/accepted

$aws/things/{thingName}/shadow/update/rejected

$aws/things/{thingName}/shadow/update/delta

$aws/things/{thingName}/shadow/get/accepted

$aws/things/{thingName}/shadow/get/rejected

$aws/things/{thingName}/shadow/delete/accepted

$aws/things/{thingName}/shadow/delete/rejected

設備SDK（C-SDK、JS-SDK）將影子功能內置在設備中，能夠使設備與影子服務之間自動同步狀態。

規則引擎驗證發佈到 AWS IoT 的入站消息，並根據定義的業務規則轉換這些消息並將它們傳輸到另一臺設備或雲服務。規則可以應用至一臺或多臺設備中的數據，並且它可以並行執行一個或多個操作。
規則引擎還可以將消息路由到 AWS 終端節點，包括 AWS Lambda、Amazon Kinesis、Amazon S3、Amazon Machine Learning、Amazon DynamoDB、Amazon CloudWatch 和內置 Kibana 集成的 Amazon Elasticsearch Service。外部終端節點可以使用 AWS Lambda、Amazon Kinesis 和 Amazon Simple Notification Service (SNS) 進行連接。
使用類似 SQL 的語句編寫規則。例如：如果溫度讀數超出特定閾值，則它可以觸發規則以便將數據傳輸到 AWS Lambda；如果此溫度超出其他 5 臺設備的平均值 15%，則應採取措施。
規則引擎將提供數十個可用於轉換數據的可用功能，並且可以通過 AWS Lambda 創建無限個功能。例如，如果正在處理各種不同的數值，則可以取傳入數字的平均值。規則還會觸發在 AWS Lambda 中執行 Java、Node.js 或 Python 代碼，從而提供最高靈活度以及處理設備數據的能力。