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设备管理 如何使用 AWS IoT Core 构建和扩展您的 IoT 解决方案

    让您的设备相互通信是构建物联网解决方案的最大挑战之一。如果该基础设施从一开始就没有效率?缩放几乎是不可能的。AWSIoTCore提供了一个简单的解决方案,可让您构建无缝扩展的解决方案。
 
物联网
    什么是AWSIoT核心?
 
    AWSIoTCore是一种托管云服务,可以安全地连接您的设备,使它们不仅可以与其他亚马逊产品进行通信,还可以与其他云应用程序和设备进行通信。借助AWSIoTCore,您可以通过安全连接实时发送、读取和处理在您连接的设备之间传输的数据。
 
    AWSIoTCore提供了一种简单且安全的方式来管理您的设备,尤其是当您拥有许多设备时。由于它可以轻松连接其他AWS解决方案,因此您可以在AWS套件中全面管理您的设备。
 
    AWSIoTCore有很多用途,但我们将在本文中提供有关如何连接设备以及如何管理数据的高级概述。
 
    IoTCore中的设备
 
    注册您的设备
 
    使用AWSIoTCore的第一步是注册您的设备。
 
    在AWSIoTCore中,每个设备都称为一个事物。事物既可以是物理设备的表示,也可以是设备的逻辑表示。设备注册表是您在AWSIoTCore中将设备分配为事物的地方。
 
    您可以一次注册一台设备,例如,当您有一个传感器来跟踪一个房间的温度时。或者,您可以注册许多设备,例如,当您管理一队自动驾驶汽车时。您还可以在IoT设备注册表中创建组。这允许您聚合设备以将相同的命令一次应用于多个设备。
 
    配置和供应设备
 
    注册后,您需要配置您的设备,以便随时使用。您需要三种资源来配置您的设备以在IoTCore中使用:
 
    你的物联网东西。
 
    X.509证书(设备证书)。X.509证书是一种数字证书,它使用X.509公钥基础结构来验证证书中包含的设备是否具有正确的密钥。
 
    如果您已经创建了IoT事物,则可以让AWS为您创建X.509证书或使用现有证书。
 
    此证书允许IoTCore设备进行身份验证并与设备通信,您需要将其复制到您为设备创建的事物和设备本身。
 
    AWS使用此证书是因为它有利于长期连接,您只需将该证书复制到您的设备上一次。
 
    物联网政策。IoT策略本质上是一个文档,用于指定是否允许您的设备发送和接收数据以及从何处发送和接收数据。如果没有IoT策略,您的设备将无法发送和接收数据。要在IoTCore中预配设备,您需要将IoT策略附加到设备证书。
 
    如果您只需要在IoTCore中配置一个或几个设备,则此过程可能会很有效。然而,对于许多设备来说,这个过程既耗时又乏味。幸运的是,AWS为我们提供了一种为许多设备自动执行此操作的方法。
 
    即时注册(JITR)
 
    单独注册每台设备既乏味又耗时,如果您使用自己的设备管理解决方案,则更加困难。
 
    JITR允许您设置一个工作流来注册设备证书并自动将IoT策略附加到它们。即时注册可与现有证书或AWS生成的证书一起使用。当您的设备上已经拥有由外部CA(证书颁发机构)颁发的设备证书时,即时最有效。这样,您可以自动注册您的设备,而无需将证书复制到您的设备上。
 
    如果您使用自己的CA,则必须先注册CA证书以验证您的设备证书。通常,设备制造商可以访问这些信息,尽管他们很难注册设备。JITR使这一切变得简单易行,因此您可以收到预先注册并可供使用的设备。
 
    即时供应(JITP)
 
    JITP能做JITR能做的所有事情,但效率更高。例如,JITR需要两个额外步骤:创建规则和AWSLambda函数以激活设备证书并将策略附加到该证书。
 
    要使用JITP,只需两个步骤:
 
    将配置模板附加到设备证书。配置模板是一个文档,它告诉IoTCore您的设备与哪些其他设备交互。
 
    将IAM角色附加到设备证书。IAM角色是一个对象,用于指定设备可以访问哪些AWS服务。
 
    在较高级别上,JITP将在AWSIoT中创建IoT事物和策略,将策略附加到证书,并将证书附加到事物。之后,您的设备就可以在IoTCore中使用了!
 
    管理您的设备
 
    发送和接收消息
 
    在AWSIoTCore中,您可以使用两种协议从设备实时发送和接收信息:
 
    MQTT:这是一种轻量级的发布/订阅协议,常用于网络带宽有限且无法发送大量数据的地区。MQTT被认为是一种设备到设备的协议,广泛用于物联网解决方案。
 
    HTTP:这是通过网络发送数据时使用的协议。HTTP可以支持的信息比MQTT多,不适合低带宽区域。
 
    通过AWSMessageBroker,您可以过滤、转换数据并将其从您的设备路由到您已连接到AWSIoTCore的任何其他资源。AWSMessageBroker是一项发布/订阅服务,允许客户端通过将消息发布到主题来相互发送消息。然后,客户端可以通过订阅该主题来接收这些消息。
 
    这些客户端可能完全是IoTCore中的其他设备或其他AWS资源。除了向多个不同的客户端发送一条消息外,您还可以在MessageBroker上微调主题,以便客户端只接收和发送您希望它们接收的数据。
 
    AWSIoT核心功能
 
    AWSIoT与许多现有的AWS资源集成,包括AmazonSimpleStorageService(S3)、AmazonDynamoDB、AmazonKinesis、AWSLambda、AmazonSimpleNotificationService和AmazonSimpleQueueService。
 
    我们不会介绍您可以使用这些资源配置IoTCore的所有方式,但我们将重点介绍我们认为对您的设备管理最重要和最有用的一些服务。
 
    设备影子服务
 
    如果您管理过IoT解决方案,您就会知道设备数据并不总是可用的,并且设备可能会在不方便的时候尝试进行通信。AWS的设备影子服务允许您存储设备最近通信的状态。因此,如果您的设备离线,正在拉取您设备数据的资源可以拉取最新的设备状态,而无需担心数据中断。
 
    就业服务
 
    作业服务是另一项服务,可让您定期有效地与许多设备进行通信。作业服务允许您安排和创建作业操作以向许多设备发送命令并查看设备上的作业历史记录。
 
    固件更新是JobsService的一个很好的用例。您可以使用作业服务来安排定期固件更新并查看过去的更新。
 
    AWSIoTCore是管理有时复杂的设备通信过程的强大工具。JITR和JITP使配置设备变得容易,而消息代理、规则引擎和作业服务都使发送和调度命令变得无缝。
 
    希望此快速概述能帮助您了解AWSIoTCore如何对您未来的部署有所帮助。它可以成为连接用于大型和小型物联网部署的设备的宝贵工具,简单易行。

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