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Comprensión de AWS IoT Core: características, casos de uso y tutorial rápido

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Comprensión de AWS IoT Core: características, casos de uso y tutorial rápido
Ilustración: © IoT para todos

AWS IoT Core es un servicio en la nube administrado que permite que los dispositivos conectados interactúen con aplicaciones en la nube y otros dispositivos. Puede admitir un gran volumen de mensajes y puede procesar y enrutar esos mensajes a puntos finales de AWS y otros dispositivos de manera confiable y segura.

AWS IoT Core permite crear aplicaciones que actúan sobre los datos generados por los dispositivos conectados. Estas aplicaciones se pueden alojar en la nube, lo que permite el acceso basado en la web a estos servicios, mejorando así la escalabilidad, la accesibilidad y el mantenimiento de los sistemas de IoT.

AWS IoT Core es particularmente útil en casos de uso de IoT donde los dispositivos necesitan comunicarse entre sí y con la nube, pero no tienen la capacidad de interactuar directamente con los servicios backend. Actúa como centro de comunicación entre estos dispositivos y los servicios backend, manejando todas las complejidades de la comunicación simultánea, enrutamiento de mensajes, seguridad, autorización y manejo de errores.

Seis características clave de AWS IoT Core

#1: Comunicación del dispositivo: protocolos MQTT, HTTP y WebSocket

Uno de los aspectos críticos de cualquier servicio de IoT es el protocolo de comunicación. AWS IoT Core admite tres protocolos principales: MQTT, HTTP y WebSocket. 

MQTT (transporte de telemetría de Message Queue Server) es un protocolo de mensajería liviano diseñado para dispositivos con restricciones y redes de bajo ancho de banda, alta latencia o poco confiables. HTTP y WebSockets son protocolos web estándar que los dispositivos pueden utilizar para enviar y recibir datos de AWS IoT Core.

La compatibilidad con estos protocolos garantiza que sus dispositivos puedan comunicarse con AWS IoT Core, independientemente de sus capacidades o condiciones de red. Esta característica es crucial para crear sistemas de IoT versátiles y resistentes que puedan funcionar sin problemas en diferentes condiciones.

N.º 2: Servicio de seguridad e identidad: autenticación y cifrado

Los sólidos servicios de seguridad e identidad garantizan que todos los datos del dispositivo se transmitan de forma segura y que los dispositivos o aplicaciones no autorizados no puedan conectarse a sus dispositivos. AWS IoT Core utiliza autenticación y cifrado mutuos en todos los puntos de conexión, lo que garantiza que nunca se intercambien datos entre dispositivos y AWS IoT Core sin una identidad comprobada.

Además, AWS proporciona un control de acceso detallado a sus recursos de IoT mediante AWS Identity and Access Management (IAM). Esto garantiza que sus recursos sean accesibles solo para usuarios o dispositivos autenticados con los permisos necesarios.

#3: Sombra del dispositivo, almacenamiento y recuperación del estado del dispositivo

La característica Device Shadow en AWS IoT Core es un documento JSON que se utiliza para almacenar y recuperar el estado actual de un dispositivo. Este documento permite que las aplicaciones lean y escriban en los campos de la sombra del dispositivo, lo que proporciona una manera confiable de rastrear el estado del dispositivo a lo largo del tiempo.

Esto significa que incluso si su dispositivo está desconectado, puede establecer el estado futuro que desee y el dispositivo se sincronizará cuando se vuelva a conectar.

N.º 4: Motor de reglas: procesamiento y enrutamiento de datos de IoT

Rules Engine es un servicio dentro de AWS IoT Core que permite el procesamiento y enrutamiento de datos desde dispositivos IoT. El motor evalúa los mensajes entrantes publicados en AWS IoT Core y los transforma y entrega a otro dispositivo o servicio en la nube, según las reglas comerciales que usted defina.

Con Rules Engine, puede filtrar, transformar y actuar sobre los datos del dispositivo sobre la marcha, según las reglas comerciales que defina. Puede enrutar los datos a servicios de AWS como AWS Lambda, Amazon DynamoDB, Amazon S3, Amazon Kinesis, Amazon SNS y muchos otros.

#5: Registro: organizar e indexar dispositivos

El Registro en AWS IoT Core le permite categorizar dispositivos en una estructura jerárquica según la función, los requisitos de seguridad o cualquier otra categoría que se ajuste a sus necesidades. El Registro también le permite realizar un seguimiento de metadatos, como atributos y capacidades del dispositivo.

N.º 6: Defensor de dispositivos: seguridad de dispositivos IoT

Finalmente, Device Defender es una característica de seguridad en AWS IoT Core que monitorea continuamente su flota de dispositivos para detectar comportamientos anormales. Le permite mantener y aplicar configuraciones de IoT, como la identidad del dispositivo, la autenticación y el control de acceso, garantizando que sus dispositivos sigan cumpliendo con las políticas de seguridad.

Principales casos de uso de AWS IoT Core

Automatización Industrial

AWS IoT Core permite a las empresas conectar su maquinaria y equipos a la nube, lo que permite el monitoreo remoto y el análisis de datos en tiempo real. Este enfoque basado en datos reduce el tiempo de inactividad al predecir fallas en los equipos y programar el mantenimiento preventivo.

Además, AWS IoT Core mejora la eficiencia operativa al automatizar procesos y reducir el error humano.

Automatización del hogar

AWS IoT Core ofrece potentes herramientas para crear dispositivos caseros inteligentes. Permite la conexión a Internet de varios dispositivos, como termostatos inteligentes, sistemas de iluminación, sistemas de seguridad y electrodomésticos, lo que permite a los propietarios controlarlos de forma remota.

Accesorios

Los dispositivos portátiles como rastreadores de actividad física, relojes inteligentes y monitores de salud se han vuelto cada vez más populares en los últimos años. AWS IoT Core juega un papel importante en la funcionalidad de estos dispositivos.

Facilita el intercambio de datos entre el dispositivo portátil y la nube, lo que permite el seguimiento de la salud en tiempo real, el seguimiento del estado físico y la información personalizada. La transmisión segura de datos garantiza que la información personal del usuario esté protegida.

Ciudades inteligentes

AWS IoT Core puede ser fundamental para construir ciudades inteligentes. Permite la conexión de diversos servicios e infraestructuras de la ciudad a Internet, facilitando el seguimiento y el análisis de datos en tiempo real.

Esta interconexión puede conducir a mejores servicios públicos, mayor seguridad pública, reducción del impacto ambiental y una mejor calidad de vida general para los residentes de la ciudad.

Seguimiento de activos

En la industria de la logística y la cadena de suministro, AWS IoT Core se utiliza para el seguimiento de activos. Permite el seguimiento de productos en tiempo real, proporcionando a las empresas información valiosa sobre sus operaciones de inventario y cadena de suministro.

Esta visibilidad ayuda a las empresas a mejorar sus operaciones, reducir costos y brindar un mejor servicio al cliente.

Precios básicos de AWS IoT

A continuación se muestra un desglose de los precios básicos de IoT, dentro de la capa gratuita de AWS y una vez que se exceden los límites gratuitos.

Nivel gratuito

La capa gratuita de AWS está diseñada para brindarle experiencia práctica con una variedad de servicios de AWS sin costo alguno. Para AWS IoT Core, el nivel gratuito ofrece 250,000 12 mensajes gratuitos (publicados o entregados) por mes durante XNUMX meses.

Esto permite a las empresas experimentar conectando dispositivos a la nube de AWS, enviando datos y creando aplicaciones de IoT sin ningún costo inicial.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que una vez que supere el límite del nivel gratuito, se le cobrará según el precio estándar de AWS IoT Core. El nivel gratuito es una excelente manera de comenzar con AWS IoT Core y comprender sus capacidades antes de comprometerse financieramente.

Conectividad

Se aplican cargos de conectividad cuando utiliza AWS IoT Core para conectar sus dispositivos a AWS. El precio de la conectividad se basa principalmente en la cantidad de datos transferidos hacia y desde AWS IoT Core.

En la región Este de EE.UU. (Virginia del Norte), por ejemplo, los precios comienzan en 0.08 dólares por millón de minutos de conexión (equivalente a aproximadamente 0.000000133 dólares por minuto de conexión). El coste disminuye a medida que utilizas más minutos de conexión.

Mensajes

La mensajería constituye una parte importante de los precios de AWS IoT Core. AWS cobra por los mensajes publicados en AWS IoT Core, entregados desde AWS IoT Core a un dispositivo o aplicación, o entregados a un motor de reglas.

Los cargos dependen del tamaño del mensaje y de la región. Por ejemplo, en la región Este de EE.UU. (Virginia del Norte), el precio es de 1 dólar por millón de mensajes.

Sombra y registro del dispositivo

El componente Device Shadow and Registry de AWS IoT Core le permite almacenar y recuperar el último estado conocido de un dispositivo, lo que puede resultar útil para aplicaciones que necesitan comprobar el estado del dispositivo o controlarlo.

El precio de este componente se basa en la cantidad de operaciones (lecturas, escrituras, eliminaciones) realizadas. En la región Este de EE.UU. (Virginia del Norte), el precio es de 1.25 dólares por millón de operaciones.

Motor de reglas

Rules Engine es una parte crucial de AWS IoT Core que le permite crear aplicaciones de IoT que recopilan, procesan, analizan y actúan sobre los datos generados por los dispositivos conectados.

El costo de utilizar el motor de reglas se basa en la cantidad de evaluaciones de reglas. En la región Este de EE. UU. (Virginia del Norte), por ejemplo, el precio es de 0.15 dólares por millón de evaluaciones.

Ubicación del dispositivo

La función Ubicación del dispositivo en AWS IoT Core le permite recuperar la última ubicación conocida de sus dispositivos. El precio de este componente se basa en la cantidad de consultas de ubicación realizadas. En la región Este de EE. UU. (Virginia del Norte), por ejemplo, el precio es de 0.40 dólares por cada mil consultas.

Tutorial rápido de AWS IoT Core

AWS IoT proporciona un tutorial integrado que le muestra cómo crear su primer objeto, conectarle un dispositivo y verlo enviar mensajes MQTT. Esta sección es una abreviación de la Documentación de Amazon.

Para iniciar el tutorial, inicie sesión en la consola de AWS IoT y desde Recursos de aprendizaje a la derecha, elige Iniciar tutorialY haga clic en Ver opciones de conexión.

Crear un objeto de cosa

El tutorial comienza en el Conectar > Conectar un dispositivo sección de la consola de AWS IoT. En el panel de la derecha verá el paso 1 del proceso: Prepare su dispositivo.

Siga las instrucciones que aparecen en pantalla para preparar su dispositivo para conectarse a AWS IoT y haga clic en Siguiente.

En Registre y asegure su dispositivo sección:

  • Elige crear algo nuevo o elegir una cosa existente.
  • En nombre de la cosa , ingrese un nombre para el objeto.
  • En la sección Configuraciones adicionales, personalice aún más el recurso de su objeto.

A continuación, haga clic en Siguiente.

En Elija la sección Plataforma y SDK, elija la plataforma y el idioma del SDK de dispositivo AWS IoT que desea utilizar. En el tutorial, se crea un objeto de muestra que utiliza la plataforma Linux/OSX y el SDK de Python. Asegúrese de tener python3 y pip3 instalados en el dispositivo de destino antes de continuar con el siguiente paso.

Haga Clic en Siguiente.

Descargar archivos al dispositivo IoT

Después de que AWS IoT haya creado el kit de conexión, aparece una página que incluye los siguientes archivos y recursos que requiere su dispositivo:

  • Los archivos de certificado del objeto se utilizan para autenticar el dispositivo.
  • Un recurso de política para autorizar que su objeto interactúe con AWS IoT.
  • El script para descargar el SDK del dispositivo AWS y ejecutar el programa de muestra en su dispositivo.

Cuando esté listo para continuar, elija el Descargar kit de conexión , esto descargará un kit de conexión para la plataforma que seleccionó anteriormente.

Tenga en cuenta que puede ejecutar esta parte del proceso directamente desde el dispositivo. En este caso, guarde el archivo del kit de conexión en un directorio desde el que pueda ejecutar comandos de línea de comandos. De lo contrario, guárdelo en un directorio local y luego transfiera el archivo a su dispositivo.

Descomprima el kit de conexión en su dispositivo; puede hacerlo a través del Descomprimir el kit de conexión en tu dispositivo en la consola o en el terminal de su dispositivo. Una vez que tenga el archivo del kit de conexión en el dispositivo, continúe eligiendo Siguiente.

Ejecute la muestra

Realiza este procedimiento en una terminal o ventana de comandos de su dispositivo mientras sigue las instrucciones que se muestran en la consola. Los comandos que ve en la consola son para el sistema operativo que eligió anteriormente (en este caso, los sistemas operativos Linux/OSX).

En una terminal o ventana de comandos de su dispositivo, en el directorio con el archivo del kit de conexión, realice los pasos que se muestran en la consola de AWS IoT.

Después de ingresar el comando del Paso 2 en la consola, debería ver una salida en la terminal del dispositivo o en la ventana de comandos que indica que el programa está enviando mensajes a AWS IoT Core y luego recibiendo mensajes.

Desde el Probar página de la consola de AWS IoT, abra el cliente de prueba MQTT. Si elige Python SDK, entonces en el cliente de prueba MQTT, en el Tema filtrar, ingrese un tema para suscribirse a los mensajes del dispositivo. Por ejemplo, puede utilizar el tema sdk/test/python. Los filtros de temas distinguen entre mayúsculas y minúsculas.

Después de suscribirse al tema de prueba, ejecute ./start.sh en su dispositivo. Inmediatamente después, deberían aparecer mensajes en el cliente MQTT, similares a este:

{ "mensaje": "¡Hola mundo!" [1] }

Haga Clic en Continúar para finalizar el tutorial y ver un resumen de la actividad.

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