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AWS IoT 작동 원리
AWS IoT IoT 솔루션을 구현하는 데 사용할 수 있는 클라우드 서비스 및 장치 지원을 제공합니다. AWS 는 IoT 기반 애플리케이션을 지원하는 다양한 클라우드 서비스를 제공합니다. 따라서 어디서부터 시작해야 할지 이해하는 데 도움이 되도록 이 섹션에서는 IoT 세계를 소개하는 데 필수적인 개념의 다이어그램과 정의를 다룹니다.
IoT 세계
일반적으로 사물 인터넷(IoT)은 이 다이어그램에 표시된 주요 구성 요소로 이루어집니다.
![IoT 세계](images/iot-universe.png)
앱
앱을 사용하면 최종 사용자가 IoT 디바이스와 해당 디바이스가 연결된 클라우드 서비스에서 제공하는 기능에 액세스할 수 있습니다.
클라우드 서비스
클라우드 서비스는 인터넷에 연결된 분산, 대규모 데이터 저장 및 처리 서비스입니다. 그러한 예는 다음과 같습니다.
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IoT 연결 및 관리 서비스
AWS IoT IoT 연결 및 관리 서비스의 한 예입니다.
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컴퓨팅 서비스 (예: Amazon Elastic Compute Cloud 및 AWS Lambda
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데이터베이스 서비스(예: Amazon DynamoDB)
통신
디바이스는 다양한 기술 및 프로토콜을 사용하여 클라우드 서비스와 통신합니다. 그러한 예는 다음과 같습니다.
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Wi-Fi/광대역 인터넷
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광대역 셀룰러 데이터
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협대역 셀룰러 데이터
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장거리 광역 네트워크 (LoRaWAN)
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독점 RF 통신
디바이스
디바이스는 인터페이스와 통신을 관리하는 하드웨어 유형입니다. 디바이스는 일반적으로 모니터하고 제어하는 실제 인터페이스와 가까운 곳에 있습니다. 디바이스에는 마이크로 컨트롤러, CPU, 메모리와 같은 컴퓨팅 및 스토리지 리소스가 포함될 수 있습니다. 그러한 예는 다음과 같습니다.
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Raspberry Pi
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Arduino
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음성 인터페이스 어시스턴트
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LoRaWAN 및 디바이스
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Amazon Sidewalk 디바이스
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맞춤형 IoT 디바이스
인터페이스
인터페이스는 디바이스를 물리적 세계에 연결하는 구성 요소입니다.
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사용자 인터페이스
디바이스와 사용자가 서로 통신할 수 있게 해주는 구성 요소입니다.
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입력 인터페이스
사용자가 디바이스와 통신할 수 있도록 함
예: 키패드, 버튼
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출력 인터페이스
디바이스가 사용자와 통신할 수 있도록 함
예: 영숫자 디스플레이, 그래픽 디스플레이, 표시등, 알람 벨
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센서
디바이스가 이해하는 방식으로 외부 세계의 무언가를 측정하거나 감지하는 입력 구성 요소. 그러한 예는 다음과 같습니다.
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온도 센서(온도를 아날로그 또는 디지털 신호로 변환)
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습도 센서(상대 습도를 아날로그 또는 디지털 신호로 변환)
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아날로그-디지털 변환기(아날로그 전압을 숫자 값으로 변환)
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초음파 거리 측정 장치(거리를 숫자 값으로 변환)
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광학 센서(라이트 레벨을 숫자 값으로 변환)
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카메라(이미지 데이터를 디지털 데이터로 변환)
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액추에이터
디바이스가 외부 세계에서 무언가를 제어하는 데 사용할 수 있는 출력 구성 요소. 그러한 예는 다음과 같습니다.
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스테퍼 모터(전기 신호를 움직임으로 변환)
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릴레이(높은 전기 전압 및 전류 제어)
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AWS IoT 서비스 개요
IoT 세계에서는 세상과 상호 작용하는 장치와 세상과 상호 작용하는 장치 간에 전달되는 데이터를 지원하는 서비스를 AWS IoT 제공합니다 AWS IoT. AWS IoT IoT 솔루션을 지원하기 위해 이 그림에 표시된 서비스로 구성되어 있습니다.
![AWS IoT 아키텍처](images/architecture-diagram.png)
AWS IoT 디바이스 소프트웨어
AWS IoT 는 IoT 장치를 지원하기 위해 이 소프트웨어를 제공합니다.
- AWS IoT 디바이스 SDK
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AWS IoT 장치 및 모바일 SDK를 사용하면 장치를 효율적으로 연결할 수 있습니다. AWS IoT AWS IoT 장치 및 모바일 SDK에는 선택한 하드웨어 플랫폼에서 혁신적인 IoT 제품 또는 솔루션을 구축할 수 있도록 오픈 소스 라이브러리, 샘플이 포함된 개발자 가이드, 포팅 가이드가 포함되어 있습니다.
- AWS IoT Device Tester
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AWS IoT Device Tester AWS IoT Greengrass FreeRTOS용이며 마이크로컨트롤러를 위한 테스트 자동화 도구입니다. AWS IoT Device Tester 장치를 테스트하여 장치가 FreeRTOS를 실행하는지 AWS IoT Greengrass 아니면 서비스와 상호 운용되는지 확인합니다. AWS IoT
- AWS IoT ExpressLink
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AWS IoT ExpressLink 파트너가 개발하고 제공하는 다양한 하드웨어 모듈을 지원합니다.AWS
연결 모듈에는 AWS검증된 소프트웨어가 포함되어 있어 장치를 클라우드에 더 빠르고 쉽게 안전하게 연결하고 다양한 서비스와 원활하게 통합할 수 있습니다. AWS 자세한 내용은 AWS IoT ExpressLink 개요 페이지를 방문하거나 프로그래머 가이드를 참조하십시오.AWS IoT ExpressLink - AWS IoT Greengrass
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AWS IoT Greengrass에지 AWS IoT 디바이스까지 확장되므로 생성된 데이터에 대해 로컬에서 조치를 취하고, 머신 러닝 모델을 기반으로 예측을 실행하고, 디바이스 데이터를 필터링 및 집계할 수 있습니다. AWS IoT Greengrass 장치가 데이터가 생성되는 위치와 더 가까운 곳에서 데이터를 수집 및 분석하고, 로컬 이벤트에 자율적으로 대응하고, 로컬 네트워크의 다른 장치와 안전하게 통신할 수 있도록 합니다. 구성 요소라고 AWS IoT Greengrass 하는 사전 구축된 소프트웨어 모듈을 사용하여 에지 애플리케이션을 구축하는 데 사용할 수 있습니다. 이 모듈은 에지 장치를 AWS 서비스 또는 타사 서비스에 연결할 수 있습니다.
- FreeRTOS
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FreeRTOS는 IoT 솔루션에 소형의 저전력 엣지 디바이스를 포함시킬 수 있는 마이크로 컨트롤러용 오픈 소스 실시간 운영 체제입니다. FreeRTOS에는 커널과 많은 애플리케이션을 지원하는 성장하는 소프트웨어 라이브러리 세트가 포함되어 있습니다. FreeRTOS 시스템은 소형 저전력 디바이스를 AWS IoT에 안전하게 연결하고 AWS IoT Greengrass를 실행하는 보다 강력한 엣지 디바이스를 지원할 수 있습니다.
AWS IoT 제어 서비스
다음 AWS IoT 서비스에 연결하여 IoT 솔루션에서 장치를 관리하십시오.
- AWS IoT Core
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AWS IoT Core커넥티드 디바이스가 클라우드 애플리케이션 및 기타 디바이스와 안전하게 상호 작용할 수 있도록 지원하는 관리형 클라우드 서비스입니다. AWS IoT Core 다양한 장치 및 메시지를 지원할 수 있으며 이러한 메시지를 처리하여 AWS IoT 엔드포인트 및 기타 장치로 라우팅할 수 있습니다. 를 사용하면 AWS IoT Core디바이스가 연결되어 있지 않아도 애플리케이션이 모든 디바이스와 상호 작용할 수 있습니다.
- AWS IoT Core 디바이스 어드바이저
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AWS IoT Core Device Advisor는 디바이스 소프트웨어 개발 중에 IoT 디바이스의 유효성을 검사하기 위한 클라우드 기반의 완전 관리형 테스트 기능입니다. Device Advisor는 디바이스를 프로덕션에 배포하기 전에 IoT 디바이스의 안정적이고 안전한 연결을 검증하는 데 사용할 수 있는 AWS IoT Core사전 빌드된 테스트를 제공합니다.
- AWS IoT 디바이스 디펜더
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AWS IoT Device Defender를 사용하면 다양한 IoT 장치를 보호할 수 있습니다. AWS IoT Device Defender는 IoT 구성을 지속적으로 감사하여 보안 모범 사례를 벗어나지 않도록 합니다. AWS IoT Device Defender는 IoT 구성에서 ID 인증서가 여러 디바이스에서 공유되거나 ID 인증서가 해지된 디바이스가 연결을 시도하는 등 보안 위험을 야기할 수 있는 결함을 감지하면 알림을 보냅니다. AWS IoT Core
- AWS IoT 디바이스 관리
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AWS IoT 장치 관리 서비스를 사용하면 장치 집합을 구성하는 수많은 연결된 장치를 추적, 모니터링 및 관리할 수 있습니다. AWS IoT 장치 관리 서비스를 사용하면 IoT 장치가 배포된 후 적절하고 안전하게 작동하도록 할 수 있습니다. 또한 디바이스 액세스, 디바이스 상태 모니터링, 문제 감지 및 원격 문제 해결을 위한 보안 터널링과, 디바이스 소프트웨어 및 펌웨어 업데이트 관리 서비스를 제공합니다.
AWS IoT 데이터 서비스
다음 AWS IoT 서비스를 사용하여 IoT 솔루션에 있는 장치의 데이터를 분석하고 적절한 조치를 취하십시오.
- Amazon Kinesis Video Streams
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Amazon Kinesis Video Streams를 사용하면 디바이스에서 클라우드로 라이브 비디오를 스트리밍할 AWS 수 있습니다. 클라우드에서는 안정적으로 저장, 암호화 및 인덱싱되므로 API를 통해 데이터에 액세스할 수 있습니다. easy-to-use Amazon Kinesis Video Streams를 사용하여 스마트폰, 보안 카메라, 웹캠, 차량 내장 카메라, 드론 등을 포함한 수많은 소스로부터 방대한 양의 라이브 비디오 데이터를 캡처할 수 있습니다. Amazon Kinesis Video Streams를 사용하면 라이브 및 온디맨드 시청용으로 비디오를 재생하고, Amazon Rekognition Video 및 ML 프레임워크용 라이브러리와 통합하여 컴퓨터 비전 및 비디오 분석을 활용하는 애플리케이션을 신속하게 구축할 수 있습니다. 오디오 데이터, 열 화상, 깊이 데이터, RADAR 데이터 등과 같은 비영상 시계열 데이터도 전송할 수 있습니다.
- WebRTC 지원 Amazon Kinesis Video Streams
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WebRTC 지원 Amazon Kinesis Video Streams는 표준을 준수하는 WebRTC 구현을 완전관리형 기능으로 제공합니다. WebRTC 지원 Amazon Kinesis Video Streams를 사용하면 미디어를 안전하게 라이브 스트리밍하거나 카메라 IoT 디바이스 및 WebRTC 호환 모바일 또는 웹 플레이어 간에 양방향 오디오 또는 비디오 상호 작용을 수행할 수 있습니다. 완전관리형 기능이므로 애플리케이션과 디바이스 전반에서 미디어를 안전하게 스트리밍하기 위해 신호 전송 또는 미디어 릴레이 서버와 같은 WebRTC 관련 클라우드 인프라를 구축, 운영 또는 확장할 필요가 없습니다. Amazon Kinesis Video Streams와 WebRTC를 사용하면 다양한 사용 사례를 위한 peer-to-peer 라이브 미디어 스트리밍 또는 카메라 IoT 디바이스, 웹 브라우저 및 모바일 디바이스 간의 실시간 오디오 또는 비디오 상호 작용을 위한 애플리케이션을 쉽게 구축할 수 있습니다.
- AWS IoT 애널리틱스
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AWS IoT 분석을 통해 대량의 비정형 IoT 데이터에 대한 정교한 분석을 효율적으로 실행하고 운영할 수 있습니다. AWS IoT 분석은 IoT 장치의 데이터를 분석하는 데 필요한 각 어려운 단계를 자동화합니다. AWS IoT Analytics는 분석을 위해 IoT 데이터를 시계열 데이터 스토어에 저장하기 전에 필터링, 변환 및 보강합니다. 기본 SQL 쿼리 엔진 또는 기계 학습을 사용하여 일회성 또는 예약된 쿼리를 실행하여 데이터를 분석할 수 있습니다.
- AWS IoT 이벤트
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AWS IoT 이벤트는 IoT 센서 및 애플리케이션의 이벤트를 감지하고 이에 대응합니다. 이벤트는 예상보다 복잡한 상황을 식별하는 데이터 패턴입니다. 예를 들어 움직임 감지기가 움직임 신호를 사용하여 조명과 보안 카메라를 활성화하는 등의 복잡한 상황을 식별할 수 있습니다. AWS IoT Events는 여러 IoT 센서 및 애플리케이션의 데이터를 지속적으로 모니터링하고 IoT SiteWise, DynamoDB 등과 같은 AWS IoT Core다른 서비스와 통합하여 조기 발견과 고유한 통찰력을 가능하게 합니다.
- AWS IoT FleetWise
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AWS IoT FleetWise차량 데이터를 거의 실시간으로 수집하여 클라우드로 전송하는 데 사용할 수 있는 관리형 서비스입니다. 를 사용하면 다양한 프로토콜과 데이터 형식을 사용하는 차량에서 데이터를 쉽게 수집하고 구성할 수 있습니다. AWS IoT FleetWise AWS IoT FleetWise 낮은 수준의 메시지를 사람이 읽을 수 있는 값으로 변환하고 데이터 분석을 위해 클라우드의 데이터 형식을 표준화하는 데 도움이 됩니다. 또한 데이터 수집 체계를 정의하여 차량에서 수집할 데이터와 클라우드로 전송할 시기를 제어할 수 있습니다.
- AWS IoT SiteWise
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AWS IoT SiteWise시설의 게이트웨이에서 실행되는 소프트웨어를 제공하여 MQTT 메시지 또는 API를 통해 산업 장비로부터 전달된 데이터를 대규모로 수집, 저장, 구성 및 모니터링합니다. 게이트웨이는 온프레미스 데이터 서버에 안전하게 연결되며 데이터를 수집 및 구성하고 클라우드로 전송하는 프로세스를 자동화합니다. AWS
- AWS IoT TwinMaker
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AWS IoT TwinMaker물리적 및 디지털 시스템의 운영 디지털 트윈을 구축합니다. AWS IoT TwinMaker 다양한 실제 센서, 카메라 및 엔터프라이즈 애플리케이션의 측정 및 분석을 사용하여 디지털 시각화를 생성하여 실제 공장, 건물 또는 산업 플랜트를 추적하는 데 도움이 됩니다. 실제 데이터를 사용하여 작업을 모니터링하고 오류를 진단 및 해결하며 작업을 최적화할 수 있습니다.
AWS IoT Core 서비스
AWS IoT Core 다른 AWS 클라우드 서비스 및 애플리케이션이 인터넷에 연결된 장치와 상호 작용할 수 있도록 IoT 장치를 클라우드에 연결하는 서비스를 제공합니다.
![이를 AWS IoT Core 개괄적으로 보면 장치 게이트웨이, 메시지 브로커, 규칙 엔진, 장치 섀도 및 제공되는 기타 서비스가 표시됩니다.](images/aws_iot_data_services.png)
다음 섹션에서는 그림에 표시된 각 AWS IoT Core 서비스에 대해 설명합니다.
AWS IoT Core 메시징 서비스
AWS IoT Core 연결 서비스는 IoT 장치와의 보안 통신을 제공하고 IoT 장치 간에 전달되는 메시지를 관리합니다 AWS IoT.
- 디바이스 게이트웨이
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디바이스가 안전하고 효율적으로 AWS IoT와(과) 통신할 수 있게 해줍니다. 디바이스 통신은 X.509 인증서를 사용하는 보안 프로토콜에 의해 보호됩니다.
- 메시지 브로커
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장치와 AWS IoT 애플리케이션이 서로 메시지를 게시하고 수신할 수 있는 보안 메커니즘을 제공합니다. MQTT 프로토콜을 직접 사용하거나 MQTT Over를 사용하여 게시 및 WebSocket 구독할 수 있습니다. AWS IoT 가 지원하는 프로토콜 및 포트에 대한 자세한 내용은 디바이스 통신 프로토콜 단원을 참조하세요. 디바이스와 클라이언트는 HTTP REST 인터페이스를 사용하여 메시지 브로커에 데이터를 게시할 수도 있습니다.
메시지 브로커는 자신을 구독한 장치와 Device Shadow 서비스 및 규칙 엔진과 같은 다른 AWS IoT Core 서비스에 장치 데이터를 배포합니다.
- AWS IoT Core WAN의 경우 LoRa
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AWS IoT Core WAN의 경우 LoRa LoRa WAN 네트워크 서버 (LNS) 를 개발하고 운영할 필요 AWS 없이 LoRa WAN 장치와 게이트웨이를 연결하여 사설 LoRa WAN 네트워크를 설정할 수 있습니다. LoRaWAN 장치에서 수신한 메시지는 규칙 엔진으로 전송되며, 규칙 엔진에서 형식을 지정하여 다른 서비스로 보낼 수 있습니다. AWS IoT
- 규칙 엔진
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규칙 엔진은 저장 및 추가 처리를 위해 메시지 브로커의 데이터를 다른 AWS IoT 서비스에 연결합니다. 예를 들어 DynamoDB 테이블을 삽입, 업데이트 또는 쿼리하거나 규칙 엔진에서 정의한 표현식을 기반으로 Lambda 함수를 호출할 수 있습니다. SQL 기반 언어를 사용하여 메시지 페이로드에서 데이터를 선택하여 처리하고, Amazon Simple Storage Service(Amazon S3), Amazon DynamoDB, AWS Lambda등의 다른 서비스로 데이터를 전송할 수 있습니다. 메시지 브로커 및 다른 구독자에게 메시지를 다시 게시하는 규칙을 만들 수도 있습니다. 자세한 정보는 에 대한 규칙 AWS IoT을 참조하세요.
AWS IoT Core 제어 서비스
AWS IoT Core 제어 서비스는 장치 보안, 관리 및 등록 기능을 제공합니다.
- 사용자 지정 인증 서비스
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사용자 지정 인증 서비스와 Lambda 함수를 사용하여 자신의 인증 및 권한 부여 전략을 관리할 수 있도록 사용자 지정 권한 부여자를 정의할 수 있습니다. 사용자 지정 권한 부여자를 사용하면 AWS IoT 베어러 토큰 인증 및 권한 부여 전략을 사용하여 장치를 인증하고 작업을 승인할 수 있습니다.
사용자 지정 권한 부여자는 다양한 인증 전략(예: JSON 웹 토큰 확인 또는 OAuth 공급자 콜아웃)을 구현할 수 있습니다. 디바이스 게이트웨이에서 MQTT 작업에 권한을 부여하는 데 사용하는 정책 문서를 반환해야 합니다. 자세한 내용은 사용자 지정 인증 및 권한 부여 단원을 참조하세요.
- 디바이스 프로비저닝 서비스
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디바이스에 필요한 리소스, 즉 사물 객체, 인증서 및 한 가지 이상의 정책을 설명하는 템플릿을 사용하여 디바이스를 프로비저닝할 수 있습니다. 여기에서 사물 객체란 레지스트리에서 디바이스를 설명하는 속성이 포함된 항목을 말합니다. 기기는 인증서를 사용하여 인증합니다. AWS IoT정책은 AWS IoT에서 실행할 수 있는 디바이스의 작업을 결정합니다.
템플릿에는 딕셔너리(맵)의 값으로 치환되는 변수가 포함됩니다. 딕셔너리에서 템플릿 변수 값만 다르게 전달하면 동일한 템플릿을 사용하여 다수의 디바이스를 프로비저닝하는 것도 가능합니다. 자세한 내용은 디바이스 프로비저닝 단원을 참조하세요.
- 그룹 레지스트리
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그룹을 사용하면 디바이스를 그룹별로 범주화하여 여러 디바이스를 한 번에 관리할 수 있습니다. 그룹은 다른 그룹을 포함할 수 있으므로 그룹 계층 구조를 만들 수 있습니다. 상위 그룹에서 수행한 모든 작업은 하위 그룹에 적용됩니다. 상위 그룹의 모든 디바이스와 하위 그룹의 모든 디바이스에도 동일한 작업이 적용됩니다. 그룹에 부여된 권한은 해당 그룹과 해당 그룹의 모든 하위 그룹에 속하는 디바이스 전체에 적용됩니다. 자세한 내용은 를 사용하여 장치 관리 AWS IoT 단원을 참조하세요.
- 작업 서비스
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AWS IoT에 연결된 하나 이상의 디바이스에 전송되어 실행되는 일련의 원격 작업을 정의할 수 있습니다. 예를 들어 애플리케이션 또는 펌웨어 업데이트를 다운로드하여 설치하거나, 재부팅하거나, 인증서를 교체하거나, 원격 문제 해결 작업을 수행하도록 일련의 디바이스에 지시하는 작업을 정의할 수 있습니다.
작업을 생성하려면 먼저 실행할 원격 작업에 대한 설명과 작업을 실행할 대상 목록을 지정합니다. 대상은 개별 디바이스, 그룹 또는 둘 다가 될 수 있습니다. 자세한 내용은 작업 단원을 참조하세요.
- 레지스트리
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AWS 클라우드에서 각 디바이스에 연결된 리소스를 체계화합니다. 디바이스를 등록하고 각 디바이스에 최대 3개의 사용자 지정 속성을 연결할 수 있습니다. 또한 각 디바이스에 연결하여 인증서 및 MQTT 클라이언트 ID를 디바이스를 관리하고 문제 해결하는 능력을 개선할 수도 있습니다. 자세한 내용은 를 사용하여 장치 관리 AWS IoT 단원을 참조하세요.
- 보안 및 자격 증명 서비스
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AWS 클라우드의 보안에 대한 공동 책임을 제공합니다. 데이터를 안전하게 메시지 브로커로 전송하기 위해서는 디바이스가 자격 증명을 안전하게 보관해야 합니다. 메시지 브로커 및 규칙 엔진은 AWS 보안 기능을 사용하여 데이터를 디바이스 또는 다른 AWS 서비스로 안전하게 전송합니다. 자세한 정보는 인증을 참조하세요.
AWS IoT Core 데이터 서비스
AWS IoT Core 데이터 서비스는 IoT 솔루션이 항상 연결되어 있지 않은 장치에서도 안정적인 애플리케이션 경험을 제공할 수 있도록 지원합니다.
- 디바이스 섀도우
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디바이스의 현재 상태 정보를 저장 및 검색하는 데 사용되는 JSON 문서입니다.
- 디바이스 섀도우 서비스
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디바이스 섀도우 서비스는 디바이스가 온라인 상태인지 여부에 관계없이 애플리케이션이 디바이스와 통신할 수 있도록 디바이스의 상태를 유지합니다. 디바이스가 오프라인 상태이면 디바이스 섀도우 서비스는 연결된 애플리케이션의 데이터를 관리합니다. 디바이스가 다시 연결되면 디바이스 섀도 서비스의 섀도우 상태와 동기화합니다. 또한 디바이스는 항상 연결되어 있지 않을 수 있는 애플리케이션이나 기타 디바이스에서 사용할 수 있도록 현재 상태를 섀도우에 게시할 수 있습니다. 자세한 정보는 AWS IoT Device Shadow 서비스을 참조하세요.
AWS IoT Core 지원 서비스
- Amazon 사이드워크 통합을 위한 AWS IoT Core
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Amazon Sidewalk
는 연결 옵션을 개선하는 공유 네트워크로, 디바이스가 더 잘 작동할 수 있도록 도와줍니다. Amazon Sidework는 반려동물 또는 귀중품을 찾는 디바이스, 스마트 홈 보안 및 조명 제어를 제공하는 디바이스, 기기 및 도구에 대한 원격 진단을 제공하는 디바이스 등 다양한 고객 디바이스를 지원합니다. Amazon Sidewalk Integration을 AWS IoT Core 사용하면 디바이스 제조업체가 Sidewalk 디바이스 플릿을 클라우드에 추가할 수 있습니다. AWS IoT 자세한 정보는 AWS IoT Core for Amazon Sidewalk을 참조하세요.