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AWS 中国(宁夏)区域由西云数据运营AWS 中国(北京)区域由光环新网运营AWS 中国(宁夏)区域由西云数据运营AWS 中国(北京)区域由光环新网运营
李强,解决方案架构师
Just do IoTAWS IoT 的服务生态和实践架构分享
AWS 中国(宁夏)区域由西云数据运营AWS 中国(北京)区域由光环新网运营
一些代表趋势的名词:
IoT:Internet of Things 即万物相连的互联网。 Kevin Ashton构想出了一种通过无处不在的传感器将现实世界与 Internet 连在一起的系统。
Edge Computing:数据处理和应用逻辑运行在网络边缘的设备中,而不是全部保存在云中,是云计算(Cloud Computing)的延伸概念。
I2oT(AIOT,EI):AI(人工智能)+IoT(物联网)或 Intelligent IoT
IIOT (OPC-UA/TSN/IT&OT):IIoT 在传统上依赖于可编程逻辑控制器 (PLC) 和其他主机的硬连接.
IOTA (IoT + Blockchian&M2M):基于区块链技术的一种机器与机器之间进行交易的新框架。
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如果你知道每一个事物的状态
并能在数据上面推理……
你会解决什么问题
IoT 的价值
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利用 IoT 创造业务价值
增加收入IoT 数据驱动业务增长 IoT数据降低运营成本
新的业务或
服务模式
更快的了解到客户需求
增强与客户
之间的关系
提升效率 智能决策 数据驱动
运营效率的提升
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遍布各个行业的物联网
卫生保健 与 生命科学 市政基础设施 智能家居 零售业
制造,物流与供应链 农业 教育 汽车
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物联网解决方案是复杂的、多维度的
连通性
基础设施
洞见
分析
应用
服务
感应器
设备端
变更
管理
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物联网智库2019-2020中国物联网产业全景图
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物联网体系结构
设备层
平台层
网络层
应用层远程医疗,智能家居,车联网,工业监控,环境监测,可穿戴设备,智慧城市,智能交通...
基础设施,接入管理,设备管理,消息处理,大数据,机器学习
运营商:3G/4G/5G局域网:WIFI, 蓝牙,ZigBeeLPWAN (LoRa, SigFox, NB-IoT)
传感器,芯片,通信模组,感知类智能设备/装置
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物联网面临的挑战
设备层
网络层
平台层
应用层
• 如何确保设备是可信的?• 能否控制设备能做哪些,不能做哪些?
• 如何确保数据传输的安全?• 能否支持众多设备的高频次并发接入?• 网络通讯难以得到保证,怎么办?
• 万物互联只是开始• 挖掘数据背后的价值,并做出科学决策才是目的!• 集成AI提供预测。
• 怎样改善终端用户的体验?• 如何快速搭建应用?
安全
高可用
与其他服务集成
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AWS IoT 整体架构企业应用
企业用户
企业应用
Amazon
QuickSight
Amazon
EMR
Amazon Redshift
Amazon
S3
Machine Learning
AWS Lambda
All
AWS
IoT 合作伙伴
边缘
ARM, Broadcom, Digi,
Expressif, Intel, MediaTek,
Microchip, NXP, ST, TI,
Qualcomm, …
网关
Adlink Technology,
Advantech, MachineShop,
Samsung, Technicolor, …
平台
Ayala, Bright Wolf,
BSquare, C3IoT, Mnubo,
PTC, Salesforce, Splunk,
Thinglogix, …
连接性
Amdocs, Asavie, AT&T,
Eseye, Soracom, TATA
Communications, Telus,
Verizon, …
咨询服务商及独立软件供应 商Accenture, Aricent,
Clearscale, CTP, Luxoft,
Mobiquity, Solstice,
Storm Reply, Sturdy
Networks, TCS, Trek10, …
云
设备影子
规则引擎
AWS IoT
Core
证书授权
AWS IoTDevice
Management
AWS
物联网用户
OTA
设备更新
存储分析数据
数据管道
报表模板批量设备初
始化
批量设备实时索引与查
询
AWS IoTDevice
Defender
专项查询及深度分析
风险规避
设备状态监控
报警
消息代理 设备配置审计
Amazon Kinesis
AWS IoT
Analytics
MQTT
MQTT
设备 网关/PLC
设备影子
SnowballEdge
AWS Greengrass
Lambda函数
Message
Router
本地通讯 远程通讯
Amazon FreeRTOS
证书授权
本地资源
OPC-UA
Adapter
IoT SDK
OPC-UA
MQTT
边缘用户
Cert
WiFi
MQTT
边缘
OTA
OTA
Amazon FreeRTOS
Integrated
Client
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边缘服务
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边缘计算三个发展阶段:
一:边缘连接,包括实现终端及设备的海量、异构与实时连接,网络自动部署与运维,保证连接的安全性、可靠性与可维护性。
二:边缘智能,即边缘侧引入数据分析与业务自动处理能力,智能化执行本地业务逻辑,这可以大幅度提升效率并降低成本。
三:边缘自制,引入人工智能,边缘设备不但可以自主进行业务逻辑分析与计算,还可以动态完成自我优化、调度执行策略等。
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AWS IoT 设备SDKs & AWS SDK
• AWS SDK:C++, Java, .Net, Node.js, Python,
PHP, Ruby, Go, ios/android
• 设备SDK:embedded C, Node.js, java, Python,
Arduino Yun, ios/android
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Amazon FreeRTOS
用于微控制器的物联网操作系统
适用于我适用的芯片吗? 有我所需要的功能吗? 我如何使用它?我从哪可以下载它?
Amazon FreeRTOS基于流行的FreeRTOS,是一个微控制器操作系统使小型、低功率的边缘设备易于编程、部署、安全、连接和维护
EMBEDDED APPS
FreeRTOS
HW DRIVERS
SEC
UR
TIY
LIB
RA
RIE
S
CO
NN
ECTI
VIT
Y LI
BR
AR
IES
OV
ER T
HA
AIR
(O
TA)
AG
ENT
CLO
UD
&
GR
EEN
GR
ASS
LI
BR
AR
IES
HELLO
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Amazon FreeRTOS
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https://aws.amazon.com/cn/blogs/china/category/internet-of-things/
MCU & SoC厂商集成AWS Device SDK
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物一定要联网吗?
经济定律物理法则 法律法规
何时需要在本地处理数据?
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AWS Greengrass
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AWS Greengrass
本地响应
本地Lambda函数
安全
本地安全认证
本地触发
本地消息代理
状态同步
本地设备影子
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边缘智能EI:Greengrass ML Inference
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AWS Greengrass 收益
本地事件快速响应 离线操作 简化设备编程 减少IoT应用成本 安全通信
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勘探
能源
农业
商业
建筑
电子设备
制造
金融、保险…
汽车
医疗
AWS Greengrass 使用场景
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云端服务
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安全的连接设备传递消息
设备网关 规则引擎消息代理 设备影子 注册表认证服务
AWS IoT Core是一种托管服务,使设备能够轻松、安全地与云应用程序连接并交互
AWS IoT Core
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AWS IoT Core
AWS物联网API
设备SDK多种客户端连结库,进行身份
验证和交换信息
设备网关通过MQTT, WebSockets,
HTTP与设备通信
认证和鉴权通过双向身份验证和
加密进行保护
影子为设备间断性的连接能力保有持久的状态
注册表管理你的设备
应用
规则引擎依据规则与路由传递资料给后端AWS 服务
AWS 服务- - - - -
第三方服务
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消息加工处理 -- AWS IoT规则引擎
1. AWS 服务(直接集成)
Rules Engine
操作
AWS Lambda
Amazon SNS
Amazon SQS
Amazon S3
Amazon Kinesis
Amazon DynamoDB Amazon RDS
Amazon Redshift
Amazon Glacier
Amazon EC2
规则引擎将 AWS IoT 连接AWS 服务。
2. AWS 的其余部分(通过 Amazon Kinesis、AWS Lambda、Amazon S3 及其他服务)
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AWS IoT规则引擎
SELECT DATA FROM TOPIC WHERE FILTER
简单且熟悉的语法
- 使用SQL语句来定义筛选条件
- 可选 WHERE 子句
函数改进了信号/噪音
- 数十种 functions() 可用
- 字符串操作(正则表达式支持)
- 数学运算
- UUID、Timestamp、rand 等
多个/同时操作
- 有时需要您采取多种操作
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物联网设备管理服务
AWS IoT Device Management
AWS物联网设备管理帮助您对不断增加的连接设备进行组织、监控和远程管理
快速可扩展的设备上线 可基于属性和状态实时搜索设备
监控并更新设备
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AWS IoT Device Management—设备组
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保持您的设备安全
AWS IoT Device Defender
AWS物联网设备防御系统是一个完全托管的物联网安全服务使您能够持续地保护您的连接设备群。
审计设备配置定义和监视设备行为
识别安全设置中的偏离并检测设备异常
生成告警信息 修补安全漏洞
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AWS IoT Device Defender
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AWS IoT Device Defender
发现异常
IP地址和地理位置
连接IPs
活跃连接数
开放端口数量
每单位时间跨所有协议的出站数据包数量
每单位时间跨所有协议的出站字节数
24小时内授权失败次数
消息速率和消息大小
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注册安全
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设备已经出售?
设备没有证书?
需要使用自有CA签发证书?
无法实时注册,需要离线生产?
生产线做不了为每个设备烧录证书?
设备注册方式
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常见注册方式
设备状态 设备证书状态设备证书所属CA证书
场景举例 解决方案
等待生产 待烧录AWS /
厂商二级CA- 预先注册
等待生产 待烧录 厂商二级CA - 预先注册
已经出售 没有证书 -产品升级、生产设备受限不能烧录证
书CVM
已经出售已经含有证书
等待注册到AWS厂商二级CA 离线生产
即时注册(JITR/JITP)
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注册总结
注册方式 设备携带证书 设备证书所属CA证书 出厂前完成注册
预先注册 √ 均可 √
CVM × 均可 ×
JITR √ 厂商二级CA ×
JITP √ 厂商二级CA ×
批量注册 √ 均可 √
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开始注册并接入您的IoT 设备AWS IoT 创建并注册设备证书
• https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/iot/latest/developerguide/device-certs-create.html
一键部署您的CVM系统
• https://github.com/awslabs/aws-iot-certificate-vending-machine
AWS IoT JITR
• https://aws.amazon.com/cn/blogs/iot/just-in-time-registration-of-device-certificates-on-aws-iot/
• https://aws.amazon.com/cn/blogs/aws/new-just-in-time-certificate-registration-for-aws-iot/
AWS IoT JITP
• https://aws.amazon.com/blogs/iot/setting-up-just-in-time-provisioning-with-aws-iot-core/
• https://docs.aws.amazon.com/iot/latest/developerguide/jit-provisioning.html
AWS IoT 批量注册
• https://docs.aws.amazon.com/iot/latest/developerguide/bulk-provisioning.html
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Demo演示
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回顾: 规则引擎&推送通知服务
1.设备端发送消息到IoT Core
2.IoT Core通过规则引擎将数据过滤3.过滤的数据符合触发条件,触发消息通知服务SNS
4.SNS给客户端发送邮件或短信提醒
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10分钟部署 自动温控预警系统:
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案例分享
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Coway 更多的无服务架构
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详细架构与使用案例
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Technicolor新产品与服务中接入Greengrass
10Gb Broadband GW Tri-band Wi-Fi Extender
个人助理语音 –激活用户体验应用 –优化客户服务
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NAT GW
RDS
VPN GW ECS
Bastion
EC2
AZ-0Public
Private
Lambda
Diagnostics
NAT GW
RDS
VPN GW ECS
Bastion
EC2
AZ-1Public
Private
Lambda
Diagnostics
Router Internet GW
VPN GW
VPN GW
Lambda
RDS Ingest
Greengrass Group
EDGECLOUD
Tri-band Wi-Fi Extender HW
S3
Dashboard
Dashboard
Alexa Skill
Homeware SW
Edge Lambda
Greengrass Core
Diagnostics
Guest NW
Unboxing
10Gb Broadband Gateway HW
AlexaClient
Homeware SW
AlexaClient
GreengrassDevice
GreengrassDevice
Alexa
IOT-Core
详细架构与使用案例
Dynamo DB
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AWS IoT 整体架构企业应用
企业用户
企业应用
Amazon
QuickSight
Amazon
EMR
Amazon Redshift
Amazon
S3
Machine Learning
AWS Lambda
All
AWS
案例分享
Coway
Technicolor
云
设备影子
规则引擎
AWS IoT
Core
证书授权
AWS IoTDevice
Management
AWS
物联网用户
OTA
设备更新
存储分析数据
数据管道
报表模板批量设备初
始化
批量设备实时索引与查
询
AWS IoTDevice
Defender
专项查询及深度分析
风险规避
设备状态监控
报警
消息代理 设备配置审计
Amazon Kinesis
AWS IoT
Analytics
MQTT
MQTT
设备 网关/PLC
设备影子
SnowballEdge
AWS Greengrass
Lambda函数
Message
Router
本地通讯 远程通讯
Amazon FreeRTOS
证书授权
本地资源
OPC-UA
Adapter
IoT SDK
OPC-UA
MQTT
边缘用户
Cert
WiFi
MQTT
边缘
OTA
OTA
Amazon FreeRTOS
Integrated
Client
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Thank You