AWS IoT 작동 방식 - AWS IoT Core

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AWS IoT 작동 방식

AWS IoT 는 IoT 솔루션을 구현하는 데 사용할 수 있는 클라우드 서비스 및 디바이스 지원을 제공합니다.는 IoT 기반 애플리케이션을 지원하는 많은 클라우드 서비스를 AWS 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

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.

  • IoT 연결 및 관리 서비스

    AWS IoT 는 IoT 연결 및 관리 서비스의 예입니다.

  • Amazon Elastic Compute Cloud 및와 같은 컴퓨팅 서비스 AWS Lambda

  • 데이터베이스 서비스(예: Amazon DynamoDB)

통신

디바이스는 다양한 기술 및 프로토콜을 사용하여 클라우드 서비스와 통신합니다. 그러한 예는 다음과 같습니다.

  • Wi-Fi/광대역 인터넷

  • 광대역 셀룰러 데이터

  • 협대역 셀룰러 데이터

  • 장거리 광역 네트워크(LoRaWAN)

  • 독점 RF 통신

디바이스

디바이스는 인터페이스와 통신을 관리하는 하드웨어 유형입니다. 디바이스는 일반적으로 모니터하고 제어하는 실제 인터페이스와 가까운 곳에 있습니다. 디바이스에는 마이크로컨트롤러, , CPU메모리와 같은 컴퓨팅 및 스토리지 리소스가 포함될 수 있습니다. 그러한 예는 다음과 같습니다.

  • Raspberry Pi

  • Arduino

  • 음성 인터페이스 어시스턴트

  • LoRaWAN 및 디바이스

  • Amazon Sidewalk 디바이스

  • 맞춤형 IoT 디바이스

인터페이스

인터페이스는 디바이스를 물리적 세계에 연결하는 구성 요소입니다.

  • 사용자 인터페이스

    디바이스와 사용자가 서로 통신할 수 있게 해주는 구성 요소입니다.

    • 입력 인터페이스

      사용자가 디바이스와 통신할 수 있도록 함

      예: 키패드, 버튼

    • 출력 인터페이스

      디바이스가 사용자와 통신할 수 있도록 함

      예: 영숫자 디스플레이, 그래픽 디스플레이, 표시등, 알람 벨

  • 센서

    디바이스가 이해하는 방식으로 외부 세계의 무언가를 측정하거나 감지하는 입력 구성 요소. 그러한 예는 다음과 같습니다.

    • 온도 센서(온도를 아날로그 또는 디지털 신호로 변환)

    • 습도 센서(상대 습도를 아날로그 또는 디지털 신호로 변환)

    • 아날로그-디지털 변환기(아날로그 전압을 숫자 값으로 변환)

    • 초음파 거리 측정 장치(거리를 숫자 값으로 변환)

    • 광학 센서(라이트 레벨을 숫자 값으로 변환)

    • 카메라(이미지 데이터를 디지털 데이터로 변환)

  • 액추에이터

    디바이스가 외부 세계에서 무언가를 제어하는 데 사용할 수 있는 출력 구성 요소. 그러한 예는 다음과 같습니다.

    • 스테퍼 모터(전기 신호를 움직임으로 변환)

    • 릴레이(높은 전기 전압 및 전류 제어)

AWS IoT 서비스 개요

IoT 유니버스에서는 세계와 상호 작용하는 디바이스를 지원하는 서비스와와 사이를 통과하는 데이터를 AWS IoT 제공합니다 AWS IoT. AWS IoT 는 IoT 솔루션을 지원하기 위해이 그림에 표시된 서비스로 구성됩니다.

AWS IoT 아키텍처

AWS IoT 디바이스 소프트웨어

AWS IoT 는 IoT 디바이스를 지원하기 위해이 소프트웨어를 제공합니다.

AWS IoT 디바이스 SDKs

AWS IoT 디바이스와 모바일SDKs을 사용하면 디바이스를에 효율적으로 연결할 수 있습니다 AWS IoT. AWS IoT 디바이스 및 모바일에는 오픈 소스 라이브러리, 샘플이 포함된 개발자 가이드 및 이식 가이드가 SDKs 포함되어 있으므로 선택한 하드웨어 플랫폼에 혁신적인 IoT 제품 또는 솔루션을 구축할 수 있습니다.

AWS IoT Device Tester

AWS IoT Device Tester for FreeRTOS 및 AWS IoT Greengrass 는 마이크로컨트롤러용 테스트 자동화 도구입니다.는 디바이스가 무료RTOS 또는를 실행 AWS IoT Greengrass 하고 AWS IoT 서비스와 상호 운용할지 여부를 결정하기 위해 디바이스를 AWS IoT Device Tester 테스트합니다.

AWS IoT ExpressLink

AWS IoT ExpressLink 는 AWS 파트너가 개발하고 제공하는 다양한 하드웨어 모듈을 지원합니다. 연결 모듈에는 AWS검증된 소프트웨어가 포함되어 있으므로 디바이스를 클라우드에 안전하게 연결하고 다양한 AWS 서비스와 원활하게 통합할 수 있습니다. 자세한 내용은 AWS IoT ExpressLink 개요 페이지를 방문하거나 AWS IoT ExpressLink 프로그래머 가이드를 참조하세요.

AWS IoT Greengrass

AWS IoT Greengrass는 엣지 디바이스 AWS IoT 로 확장되므로 생성한 데이터에 대해 로컬로 작업하고, 기계 학습 모델을 기반으로 예측을 실행하고, 디바이스 데이터를 필터링 및 집계할 수 있습니다. AWS IoT Greengrass 는 디바이스가 해당 데이터가 생성된 위치에 더 가까운 데이터를 수집 및 분석하고, 로컬 이벤트에 자율적으로 대응하고, 로컬 네트워크의 다른 디바이스와 안전하게 통신할 수 있습니다. AWS IoT Greengrass 를 사용하여 엣지 디바이스를 AWS 서비스 또는 타사 서비스에 연결할 수 있는 구성 요소라는 사전 구축된 소프트웨어 모듈을 사용하여 엣지 애플리케이션을 구축할 수 있습니다.

무료RTOS

FreeRTOS는 IoT 솔루션에 소형 저전력 엣지 디바이스를 포함할 수 있는 마이크로컨트롤러용 오픈 소스 실시간 운영 체제입니다. 무료RTOS에는 커널과 많은 애플리케이션을 지원하는 증가하는 소프트웨어 라이브러리 세트가 포함됩니다. 무료RTOS 시스템은 소형 저전력 디바이스를에 안전하게 연결하고를 실행하는 더 강력한 엣지 디바이스를 AWS IoT 지원할 수 있습니다AWS IoT Greengrass.

AWS IoT 제어 서비스

다음 AWS IoT 서비스에 연결하여 IoT 솔루션의 디바이스를 관리합니다.

AWS IoT Core

AWS IoT Core는 연결된 디바이스가 클라우드 애플리케이션 및 기타 디바이스와 안전하게 상호 작용할 수 있도록 하는 관리형 클라우드 서비스입니다. AWS IoT Core 는 많은 디바이스 및 메시지를 지원할 수 있으며 이러한 메시지를 처리하고 AWS IoT 엔드포인트 및 기타 디바이스로 라우팅할 수 있습니다. AWS IoT Core를 사용하면 애플리케이션이 연결되지 않은 경우에도 모든 디바이스와 상호 작용할 수 있습니다.

AWS IoT Core Device Advisor

AWS IoT Core Device Advisor는 디바이스 소프트웨어 개발 중에 IoT 디바이스의 유효성을 검사하기 위한 클라우드 기반의 완전 관리형 테스트 기능입니다. Device Advisor는 프로덕션에 디바이스를 배포하기 AWS IoT Core전에 IoT 디바이스의 안정적이고 안전한 연결을 검증하는 데 사용할 수 있는 사전 구축된 테스트를 제공합니다.

AWS IoT 디바이스 디펜더

AWS IoT Device Defender는 IoT 디바이스 플릿을 보호하는 데 도움이 됩니다. AWS IoT Device Defender는 IoT 구성을 지속적으로 감사하여 보안 모범 사례를 벗어나지 않도록 합니다. AWS IoT Device Defender는 여러 디바이스에서 공유되는 자격 증명 또는에 연결하려는 취소된 자격 증명이 있는 디바이스와 같이 보안 위험을 일으킬 수 있는 IoT 구성의 격차를 감지하면 알림을 보냅니다AWS IoT Core.

AWS IoT 디바이스 관리

AWS IoT 디바이스 관리 서비스는 디바이스 플릿을 구성하는 연결 디바이스를 추적, 모니터링 및 관리하는 데 도움이 됩니다. AWS IoT 디바이스 관리 서비스는 IoT 디바이스가 배포된 후 적절하고 안전하게 작동하도록 보장하는 데 도움이 됩니다. 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

IoT 솔루션의 디바이스에서 데이터를 분석하고 다음 AWS IoT 서비스를 사용하여 적절한 조치를 취합니다.

Amazon Kinesis Video Streams

Amazon Kinesis Video Streams를 사용하면 디바이스에서 AWS 클라우드로 라이브 비디오를 스트리밍할 수 있습니다. 클라우드에서 라이브 비디오는 내구성 있게 저장, 암호화 및 인덱싱되므로를 통해 easy-to-use 데이터에 액세스할 수 있습니다APIs. 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. 또한 오디오 데이터, 열 이미지, 깊이 데이터, 데이터 등과 같은 비 비디오 시간 직렬화 RADAR 데이터를 전송할 수 있습니다.

웹을 사용한 Amazon Kinesis Video Streams RTC

Amazon Kinesis Video Streams with WebRTC은 완전 관리형 기능으로 표준 준수 웹RTC 구현을 제공합니다. 웹RTC과 함께 Amazon Kinesis Video Streams를 사용하여 미디어를 안전하게 라이브 스트리밍하거나 카메라 IoT 디바이스와 웹 RTC호환 모바일 또는 웹 플레이어 간에 양방향 오디오 또는 비디오 상호 작용을 수행할 수 있습니다. 완전 관리형 기능으로 애플리케이션 및 디바이스 간에 미디어를 안전하게 스트리밍하기 위해 신호 또는 미디어 릴레이 서버와 같은 웹 RTC관련 클라우드 인프라를 구축, 운영 또는 확장할 필요가 없습니다. 웹과 함께 Amazon Kinesis Video Streams를 사용하면 라이브 peer-to-peer 미디어 스트리밍을 위한 애플리케이션 또는 다양한 사용 사례에 대한 카메라 IoT 디바이스, 웹 브라우저 및 모바일 디바이스 간의 실시간 오디오 또는 비디오 상호 작용을 쉽게 구축할 RTC수 있습니다.

AWS IoT 분석

AWS IoT 분석을 사용하면 대량의 비정형 IoT 데이터에 대한 정교한 분석을 효율적으로 실행하고 운영할 수 있습니다. AWS IoT Analytics는 IoT 디바이스의 데이터를 분석하는 데 필요한 각 어려운 단계를 자동화합니다. AWS IoT Analytics는 분석을 위해 시계열 데이터 스토어에 저장하기 전에 IoT 데이터를 필터링, 변환 및 보강합니다. 기본 제공 쿼리 엔진 또는 기계 학습을 사용하여 일회성 또는 예약된 SQL 쿼리를 실행하여 데이터를 분석할 수 있습니다.

AWS IoT 이벤트

AWS IoT 이벤트는 IoT 센서 및 애플리케이션의 이벤트를 감지하고 응답합니다. 이벤트는 동작 신호를 사용하여 조명 및 보안 카메라를 활성화하는 모션 감지기와 같이 예상보다 복잡한 상황을 식별하는 데이터 패턴입니다. AWS IoT 이벤트는 여러 IoT 센서 및 애플리케이션의 데이터를 지속적으로 모니터링하고 AWS IoT Core IoT SiteWise, DynamoDB 등과 같은 다른 서비스와 통합하여 조기 감지 및 고유한 인사이트를 지원합니다.

AWS IoT FleetWise

AWS IoT FleetWise는 거의 실시간으로 차량 데이터를 수집하여 클라우드로 전송하는 데 사용할 수 있는 관리형 서비스입니다. AWS IoT FleetWise를 사용하면 다양한 프로토콜과 데이터 형식을 사용하는 차량에서 데이터를 쉽게 수집하고 구성할 수 있습니다. AWS IoT 는 하위 수준 메시지를 사람이 읽을 수 있는 값으로 변환하고 데이터 분석을 위해 클라우드의 데이터 형식을 표준화하는 데 FleetWise 도움이 됩니다. 또한 데이터 수집 체계를 정의하여 차량에서 수집할 데이터와 클라우드로 전송할 시기를 제어할 수 있습니다.

AWS IoT SiteWise

AWS IoT SiteWise는 시설의 게이트웨이에서 실행되는 소프트웨어를 제공하여 산업 장비에서 MQTT 메시지 또는 APIs 대규모로 전달된 데이터를 수집, 저장, 구성 및 모니터링합니다. 게이트웨이는 온프레미스 데이터 서버에 안전하게 연결하고 데이터를 수집 및 구성하여 AWS 클라우드로 전송하는 프로세스를 자동화합니다.

AWS IoT TwinMaker

AWS IoT TwinMaker는 물리적 및 디지털 시스템의 운영 디지털 트윈을 구축합니다.는 다양한 실제 센서, 카메라 및 엔터프라이즈 애플리케이션의 측정 및 분석을 사용하여 디지털 시각화를 AWS IoT TwinMaker 생성하여 물리적 공장, 빌딩 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 는 다른 AWS 클라우드 서비스 및 애플리케이션이 인터넷 연결 디바이스와 상호 작용할 수 있도록 IoT 디바이스를 클라우드에 연결하는 서비스를 제공합니다.

디바이스 게이트웨이, 메시지 브로커, 규칙 엔진, 디바이스 섀도우 및 디바이스가 제공하는 기타 서비스를 AWS IoT Core 보여주는의 상위 수준 보기

다음 섹션에서는 그림에 표시된 각 AWS IoT Core 서비스에 대해 설명합니다.

AWS IoT Core 메시징 서비스

AWS IoT Core 연결 서비스는 IoT 디바이스와의 안전한 통신을 제공하고와 간에 전달되는 메시지를 관리합니다 AWS IoT.

디바이스 게이트웨이

디바이스가 안전하고 효율적으로 AWS IoT와(과) 통신할 수 있게 해줍니다. 디바이스 통신은 X.509 인증서를 사용하는 보안 프로토콜에 의해 보호됩니다.

메시지 브로커

디바이스와 AWS IoT 애플리케이션이 서로 메시지를 게시하고 수신할 수 있는 안전한 메커니즘을 제공합니다. MQTT 프로토콜을 직접 사용하거나 MQTT를 통해 게시하고 구독 WebSocket 할 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 디바이스 데이터를 구독한 디바이스와 디바이스 섀도우 AWS IoT Core 서비스 및 규칙 엔진과 같은 다른 서비스에 배포합니다.

AWS IoT Core 용 LoRaWAN

AWS IoT Core 용 LoRaWAN를 사용하면 Network Server()를 개발하고 운영할 필요 없이 디바이스와 게이트웨이 AWS 를에 연결하여 프라이빗 LoRaWAN 네트워크를 설정할 수 LoRaWAN 있습니다 LoRaWANLNS. 디바이스에서 LoRaWAN 수신한 메시지는 규칙 엔진으로 전송되며, 여기서 서식을 지정하여 다른 AWS IoT 서비스로 전송할 수 있습니다.

규칙 엔진

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. SQL기반 언어를 사용하여 메시지 페이로드에서 데이터를 선택한 다음 Amazon Simple Storage Service(Amazon S3), Amazon DynamoDB 및 같은 다른 서비스로 데이터를 처리하고 전송할 수 있습니다 AWS Lambda. 메시지 브로커 및 다른 구독자에게 메시지를 다시 게시하는 규칙을 만들 수도 있습니다. 자세한 내용은 에 대한 규칙 AWS IoT 단원을 참조하십시오.

AWS IoT Core 제어 서비스

AWS IoT Core 제어 서비스는 디바이스 보안, 관리 및 등록 기능을 제공합니다.

사용자 지정 인증 서비스

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 부여자는 AWS IoT 가 보유자 토큰 인증 및 권한 부여 전략을 사용하여 디바이스를 인증하고 작업을 승인하도록 허용합니다.

사용자 지정 권한 부여자는 JSON 웹 토큰 확인 또는 OAuth 공급자 호출과 같은 다양한 인증 전략을 구현할 수 있습니다. 디바이스 게이트웨이에서 MQTT 작업을 승인하는 데 사용하는 정책 문서를 반환해야 합니다. 자세한 내용은 사용자 지정 인증 및 권한 부여 단원을 참조하십시오.

디바이스 프로비저닝 서비스

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. 디바이스는 인증서를 사용하여를 인증합니다 AWS IoT. 정책은 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

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 디바이스 관리 AWS IoT 단원을 참조하세요.

작업 서비스

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 AWS IoT 작업 단원을 참조하세요.

레지스트리

AWS 클라우드에서 각 디바이스에 연결된 리소스를 체계화합니다. 디바이스를 등록하고 각 디바이스에 최대 3개의 사용자 지정 속성을 연결할 수 있습니다. 또한 인증서와 MQTT 클라이언트를 각 디바이스IDs와 연결하여 관리 및 문제 해결 기능을 개선할 수 있습니다. 자세한 내용은 를 사용하여 디바이스 관리 AWS IoT 단원을 참조하십시오.

보안 및 자격 증명 서비스

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 내용은 인증 단원을 참조하십시오.

AWS IoT Core 데이터 서비스

AWS IoT Core 데이터 서비스는 IoT 솔루션이 항상 연결되어 있지는 않은 디바이스에서도 안정적인 애플리케이션 환경을 제공하는 데 도움이 됩니다.

디바이스 섀도우

디바이스의 현재 상태 정보를 저장하고 검색하는 데 사용되는 JSON 문서입니다.

디바이스 섀도우 서비스

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 내용은 AWS IoT 디바이스 섀도우 서비스 단원을 참조하십시오.

AWS IoT Core 지원 서비스

용 Amazon Sidewalk 통합 AWS IoT Core

Amazon Sidewalk는 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. 용 Amazon Sidewalk 통합을 AWS IoT Core 사용하면 디바이스 제조업체가 Sidewalk 디바이스 플릿을 AWS IoT 클라우드에 추가할 수 있습니다.

자세한 내용은 AWS IoT Core for Amazon Sidewalk 단원을 참조하십시오.