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Como AWS IoT funciona
AWS IoT fornece serviços de nuvem e suporte a dispositivos que você pode usar para implementar soluções de IoT. AWS fornece muitos serviços em nuvem para oferecer suporte a aplicativos baseados em IoT. Portanto, para ajudá-lo a entender por onde começar, esta seção fornece um diagrama e uma definição de conceitos essenciais para apresentá-lo ao universo IoT.
O universo IoT
Em geral, a Internet das Coisas (IoT) consiste nos principais componentes mostrados neste diagrama.
![O universo IoT](images/iot-universe.png)
Apps
Os aplicativos fornecem aos usuários finais acesso a dispositivos IoT e aos atributos fornecidos pelos serviços em nuvem aos quais esses dispositivos estão conectados.
Serviços em nuvem
Os serviços em nuvem são serviços distribuídos de armazenamento e processamento de dados em grande escala conectados à Internet. Os exemplos incluem:
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Serviços de conexão e gerenciamento de IoT
AWS IoT é um exemplo de um serviço de gerenciamento e conexão de IoT.
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Serviços de computação, como Amazon Elastic Compute Cloud e AWS Lambda
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Serviços de banco de dados, como o Amazon DynamoDB
Comunicações
Os dispositivos se comunicam com os serviços em nuvem usando várias tecnologias e protocolos. Os exemplos incluem:
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Wi-Fi/Internet de banda larga
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Dados celulares de banda larga
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Dados celulares de banda estreita
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Rede de longa distância (LoRaWAN) de longo alcance
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Comunicações de RF proprietárias
Dispositivos
Um dispositivo é um tipo de hardware que gerencia interfaces e comunicações. Os dispositivos geralmente estão localizados próximos às interfaces do mundo real que eles monitoram e controlam. Os dispositivos podem incluir recursos de computação e armazenamento, como microcontroladores, CPU e memória. Os exemplos incluem:
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Raspberry Pi
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Arduino
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Assistentes de interface de voz
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LoRaWAN e dispositivos
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Dispositivos Amazon Sidewalk
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Dispositivos de IoT personalizados
Interfaces
Uma interface é um componente que conecta um dispositivo ao mundo físico.
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Interfaces do usuário
Componentes que permitem que os dispositivos e os usuários se comuniquem entre si.
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Interfaces de entrada
Permitir que um usuário se comunique com um dispositivo
Exemplos: teclado, botão
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Interfaces de entrada
Permitir que um dispositivo se comunique com um usuário
Exemplos: display alfanumérico, display gráfico, luz indicadora, campainha de alarme
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Sensores
Componentes de entrada que medem ou detectam algo no mundo externo de uma forma que um dispositivo entenda. Os exemplos incluem:
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Sensor de temperatura (converte a temperatura em um sinal analógico ou digital)
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Sensor de umidade (converte a umidade relativa em um sinal analógico ou digital)
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Conversor analógico para digital (converte uma tensão analógica em um valor numérico)
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Unidade ultrassônica de medição de distância (converte uma distância em um valor numérico)
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Sensor óptico (converte um nível de luz em um valor numérico)
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Câmera (converte dados de imagem em dados digitais)
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Atuadores
Componentes de saída que o dispositivo pode usar para controlar algo no mundo externo. Os exemplos incluem:
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Motores de passo (convertem sinais elétricos em movimento)
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Relés (controlam altas tensões e correntes elétricas)
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AWS IoT visão geral dos serviços
No universo da IoT, AWS IoT fornece os serviços que suportam os dispositivos que interagem com o mundo e os dados que passam entre eles e. AWS IoT AWS IoT é composto pelos serviços mostrados nesta ilustração para dar suporte à sua solução de IoT.
![AWS IoT arquitetura](images/architecture-diagram.png)
AWS IoT software do dispositivo
AWS IoT fornece esse software para oferecer suporte aos seus dispositivos de IoT.
- AWS IoT SDKs de dispositivos
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Os SDKs para AWS IoT dispositivos e dispositivos móveis ajudam você a conectar seus dispositivos com eficiência a. AWS IoT Os SDKs para AWS IoT dispositivos e dispositivos móveis incluem bibliotecas de código aberto, guias para desenvolvedores com amostras e guias de portabilidade para que você possa criar produtos ou soluções de IoT inovadores nas plataformas de hardware de sua escolha.
- AWS IoT Device Tester
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AWS IoT Device Testerpara FreeRTOS AWS IoT Greengrass e é uma ferramenta de automação de testes para microcontroladores. AWS IoT Device Tester testa seu dispositivo para determinar se ele executará FreeRTOS AWS IoT Greengrass ou interoperará com os serviços. AWS IoT
- AWS IoT ExpressLink
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AWS IoT ExpressLink alimenta uma variedade de módulos de hardware desenvolvidos e oferecidos pelos AWS parceiros
. Os módulos AWS de conectividade incluem software validado, tornando mais rápido e fácil conectar dispositivos à nuvem com segurança e integrar-se perfeitamente a uma variedade de serviços. AWS Para obter mais informações, visite a página de AWS IoT ExpressLink visão geral ou consulte o Guia do AWS IoT ExpressLink programador. - AWS IoT Greengrass
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AWS IoT Greengrassse estende AWS IoT aos dispositivos de ponta para que eles possam agir localmente com base nos dados que geram, executar previsões com base em modelos de aprendizado de máquina e filtrar e agregar dados do dispositivo. AWS IoT Greengrass permite que seus dispositivos coletem e analisem dados mais perto de onde esses dados são gerados, reajam de forma autônoma a eventos locais e se comuniquem com segurança com outros dispositivos na rede local. Você pode usar AWS IoT Greengrass para criar aplicativos de ponta usando módulos de software pré-criados, chamados de componentes, que podem conectar seus dispositivos de borda a AWS serviços ou serviços de terceiros.
- FreeRTOS
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O FreeRTOS é um sistema operacional de código aberto em tempo real para microcontroladores que permite incluir dispositivos de ponta pequenos e de baixo consumo de energia em sua solução de IoT. O FreeRTOS inclui um kernel e um conjunto crescente de bibliotecas de software que oferecem suporte a muitos aplicativos. Os sistemas FreeRTOS podem conectar com segurança seus dispositivos pequenos e de baixo consumo de energia a AWS IoT e oferecer suporte a dispositivos de borda mais potentes executando AWS IoT Greengrass.
AWS IoT serviços de controle
Conecte-se aos seguintes AWS IoT serviços para gerenciar os dispositivos em sua solução de IoT.
- AWS IoT Core
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AWS IoT Coreé um serviço de nuvem gerenciado que permite que dispositivos conectados interajam com segurança com aplicativos em nuvem e outros dispositivos. AWS IoT Core pode suportar muitos dispositivos e mensagens e pode processar e rotear essas mensagens para AWS IoT endpoints e outros dispositivos. Com AWS IoT Core, seus aplicativos podem interagir com todos os seus dispositivos, mesmo quando não estão conectados.
- AWS IoT Core Consultor de dispositivos
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O AWS IoT Core Device Advisor é um recurso de teste totalmente gerenciado baseado em nuvem para validar dispositivos de IoT durante o desenvolvimento do software do dispositivo. O Device Advisor fornece testes pré-criados que você pode usar para validar dispositivos de IoT para conectividade confiável e segura antes de implantá-los na produção. AWS IoT Core
- AWS IoT Defensor do dispositivo
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AWS IoT O Device Defender ajuda você a proteger sua frota de dispositivos de IoT. AWS IoT O Device Defender audita continuamente suas configurações de IoT para garantir que elas não estejam se desviando das melhores práticas de segurança. AWS IoT O Device Defender envia um alerta quando detecta qualquer lacuna na sua configuração de IoT que possa criar um risco de segurança, como certificados de identidade compartilhados em vários dispositivos ou um dispositivo com um certificado de identidade revogado tentando se conectar. AWS IoT Core
- AWS IoT Gerenciamento de dispositivos
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AWS IoT Os serviços de gerenciamento de dispositivos ajudam você a rastrear, monitorar e gerenciar a infinidade de dispositivos conectados que compõem suas frotas de dispositivos. AWS IoT Os serviços de gerenciamento de dispositivos ajudam você a garantir que seus dispositivos de IoT funcionem de forma adequada e segura após a implantação. Eles também fornecem tunelamento seguro para acessar seus dispositivos, monitorar sua integridade, detectar e solucionar problemas remotamente, bem como serviços para gerenciar atualizações de software e firmware do dispositivo.
AWS IoT serviços de dados
Analise os dados dos dispositivos em sua solução de IoT e tome as medidas apropriadas usando os seguintes AWS IoT serviços.
- Amazon Kinesis Video Streams
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O Amazon Kinesis Video Streams permite que você transmita vídeo ao vivo de dispositivos AWS para a nuvem, onde é armazenado, criptografado e indexado de forma durável, permitindo que você acesse seus dados por meio de APIs. easy-to-use Você pode usar o Amazon Kinesis Video Streams para capturar enormes quantidades de dados de vídeo ao vivo de milhões de fontes, incluindo smartphones, câmeras de segurança, webcams, câmeras integradas em carros, drones e muito mais. O Amazon Kinesis Video Streams permite que você reproduza vídeo para visualização ao vivo e sob demanda, crie rapidamente aplicativos que aproveitam a visão computacional e a análise de vídeo por meio da integração com o Amazon Rekognition Video e frameworks do ML. Você também pode enviar dados diferentes de vídeo e não serializados em tempo, como dados de áudio, imagens térmicas, dados de profundidade, dados RADAR e muito mais.
- Amazon Kinesis Video Streams com WebRTC
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O Amazon Kinesis Video Streams com WebRTC fornece uma implementação de WebRTC compatível com os padrões como recurso totalmente gerenciado. Você pode usar o Amazon Kinesis Video Streams com WebRTC para transmitir mídia ao vivo com segurança ou realizar interação bidirecional de áudio ou vídeo entre qualquer câmera, dispositivo de IoT e players móveis ou Web compatíveis com WebRTC. Como recurso totalmente gerenciado, não é preciso criar, operar ou escalar nenhuma infraestrutura de nuvem relacionada ao WebRTC, como servidores de sinalização ou retransmissão de mídia para transmitir mídia com segurança entre aplicativos e dispositivos. Usando o Amazon Kinesis Video Streams com WebRTC, você pode criar facilmente peer-to-peer aplicativos para streaming de mídia ao vivo ou interatividade de áudio ou vídeo em tempo real entre dispositivos IoT de câmera, navegadores da web e dispositivos móveis para uma variedade de casos de uso.
- AWS IoT Análise
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AWS IoT O Analytics permite que você execute e operacionalize com eficiência análises sofisticadas em grandes volumes de dados de IoT não estruturados. AWS IoT O Analytics automatiza cada etapa difícil necessária para analisar dados de dispositivos de IoT. AWS IoT O Analytics filtra, transforma e enriquece os dados de IoT antes de armazená-los em um armazenamento de dados de séries temporais para análise. Você pode analisar seus dados executando consultas únicas ou agendadas usando o mecanismo de consulta SQL integrado ou o machine learning.
- AWS IoT Eventos
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AWS IoT O Events detecta e responde a eventos de sensores e aplicativos de IoT. Eventos são padrões de dados que identificam circunstâncias mais complicadas do que o esperado, como detectores de movimento usando sinais de movimento para ativar luzes e câmeras de segurança. AWS IoT O Events monitora continuamente os dados de vários sensores e aplicativos de IoT e se integra a outros serviços, como AWS IoT Core IoT, SiteWise DynamoDB e outros, para permitir a detecção precoce e insights exclusivos.
- AWS IoT FleetWise
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AWS IoT FleetWiseé um serviço gerenciado que você pode usar para coletar e transferir dados do veículo para a nuvem quase em tempo real. Com AWS IoT FleetWise, você pode coletar e organizar facilmente dados de veículos que usam protocolos e formatos de dados diferentes. AWS IoT FleetWise ajuda a transformar mensagens de baixo nível em valores legíveis por humanos e a padronizar o formato de dados na nuvem para análises de dados. Você também pode definir esquemas de coleta de dados para controlar quais dados coletar em veículos e quando transferi-los para a nuvem.
- AWS IoT SiteWise
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AWS IoT SiteWisecoleta, armazena, organiza e monitora dados transmitidos de equipamentos industriais por mensagens MQTT ou APIs em grande escala, fornecendo software executado em um gateway em suas instalações. O gateway se conecta com segurança aos seus servidores de dados locais e automatiza o processo de coleta e organização dos dados e envio para a nuvem. AWS
- AWS IoT TwinMaker
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AWS IoT TwinMakercria gêmeos digitais operacionais de sistemas físicos e digitais. AWS IoT TwinMaker cria visualizações digitais usando medições e análises de uma variedade de sensores, câmeras e aplicativos corporativos do mundo real para ajudá-lo a acompanhar sua fábrica física, prédio ou planta industrial. Você pode usar dados do mundo real para monitorar operações, diagnosticar e corrigir erros, e otimizar as operações.
AWS IoT Core serviços
AWS IoT Core fornece os serviços que conectam seus dispositivos de IoT à AWS nuvem para que outros serviços e aplicativos em nuvem possam interagir com seus dispositivos conectados à Internet.
![Uma visão de alto nível AWS IoT Core mostra o gateway do dispositivo, o agente de mensagens, o mecanismo de regras, a sombra do dispositivo e os outros serviços que ele fornece](images/aws_iot_data_services.png)
A próxima seção descreve cada um dos AWS IoT Core serviços mostrados na ilustração.
AWS IoT Core serviços de mensagens
Os serviços de AWS IoT Core conectividade fornecem comunicação segura com os dispositivos de IoT e gerenciam as mensagens que passam entre eles e. AWS IoT
- Gateway do dispositivo
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Permite que dispositivos se comuniquem com a AWS IoT com segurança e eficiência. A comunicação do dispositivo é protegida por protocolos seguros que utilizam certificados X.509.
- Operador de mensagens
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Fornece um mecanismo seguro para dispositivos e AWS IoT aplicativos publicarem e receberem mensagens uns dos outros. Você pode usar o protocolo MQTT diretamente ou o MQTT over WebSocket para publicar e assinar. Para obter mais informações sobre protocolos compatíveis com o AWS IoT , consulte Protocolos de comunicação do dispositivo. Dispositivos e clientes também podem usar a interface HTTP REST para publicar dados no agente de mensagens.
O agente de mensagens distribui os dados do dispositivo para os dispositivos que se inscreveram nele e para outros AWS IoT Core serviços, como o serviço Device Shadow e o mecanismo de regras.
- AWS IoT Core para LoRa WAN
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AWS IoT Core for LoRa WAN possibilita a configuração de uma rede LoRa WAN privada conectando seus dispositivos e gateways de LoRa WAN AWS sem a necessidade de desenvolver e operar um servidor de rede LoRa WAN (LNS). As mensagens recebidas dos dispositivos LoRa WAN são enviadas para o mecanismo de regras, onde podem ser formatadas e enviadas para outros AWS IoT serviços.
- Mecanismo de regras
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O mecanismo de regras conecta dados do agente de mensagens a outros serviços AWS IoT para armazenamento e processamento adicional. Por exemplo, você pode inserir, atualizar ou consultar uma tabela do DynamoDB ou invocar uma função do Lambda com base em uma expressão definida no mecanismo de regras. Você pode usar uma linguagem baseada em SQL para selecionar dados de cargas de mensagem, processar e enviar os dados para outros serviços, como Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), Amazon DynamoDB e AWS Lambda. Também é possível criar regras que republicam mensagens para o agente de mensagens e para outros assinantes. Para ter mais informações, consulte Regras para AWS IoT.
AWS IoT Core serviços de controle
Os serviços AWS IoT Core de controle fornecem recursos de segurança, gerenciamento e registro de dispositivos.
- Serviço de autenticação personalizada
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Você pode definir autorizadores personalizados que permitem que você gerencie sua própria estratégia de autenticação e autorização usando um serviço de autenticação personalizada e uma função do Lambda. Os autorizadores personalizados permitem AWS IoT autenticar seus dispositivos e autorizar operações usando estratégias de autenticação e autorização do token do portador.
Os autorizadores personalizados podem implementar várias estratégias de autenticação; por exemplo, verificação JSON Web Token ou chamada do provedor OAuth. Eles devem retornar documentos de política usados pelo gateway do dispositivo para autorizar operações MQTT. Para ter mais informações, consulte Autenticação e autorização personalizadas.
- Serviço de provisionamento de dispositivos
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Permite provisionar dispositivos usando um modelo que descreve os recursos necessários para seu dispositivo: um objeto, um certificado e uma ou mais políticas. Um objeto é uma entrada no registro que contém atributos que descrevem um dispositivo. Os dispositivos usam certificados para se autenticar AWS IoT. As políticas determinam quais operações um dispositivo pode executar na AWS IoT.
Os modelos contêm variáveis que são substituídas por valores em um dicionário (mapa). Você pode usar o mesmo modelo para provisionar vários dispositivos bastando passar diferentes valores para as variáveis do modelo no dicionário. Para ter mais informações, consulte Provisionamento de dispositivos.
- Registro de grupo
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Os grupos permitem gerenciar vários dispositivos simultaneamente, categorizando-os em grupos. Os grupos também podem conter grupos — você pode criar uma hierarquia de grupos. Qualquer ação executada em um grupo pai será aplicada aos grupos filho. A mesma ação também se aplica a todos os dispositivos do grupo principal e a todos os dispositivos dos grupos filho. As permissões concedidas a um grupo serão aplicadas a todos os dispositivos no grupo e a todos os seus grupos filho. Para ter mais informações, consulte Gerenciando dispositivos com AWS IoT.
- Serviço Jobs
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Permite definir um conjunto de operações remotas que são enviadas e executadas em um ou mais dispositivos conectados à AWS IoT. Por exemplo, você pode definir um trabalho que instrui um conjunto de dispositivos a baixar e instalar um aplicativo ou atualizações de firmware, reinicializar, alternar certificados ou executar operações de solução de problemas remotamente.
Para criar um trabalho, você especifica uma descrição das operações remotas a serem executadas e uma lista de destinos que devem executá-las. Os destinos podem ser dispositivos individuais, grupos ou ambos. Para ter mais informações, consulte Tarefas.
- Registro
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Organiza os recursos associados a cada dispositivo na nuvem AWS . É possível registrar seus dispositivos e associar até três atributos personalizados a cada um. Você também pode associar certificados e IDs de cliente MQTT a cada dispositivo para melhorar sua capacidade de gerenciá-los e de solucionar seus problemas. Para ter mais informações, consulte Gerenciando dispositivos com AWS IoT.
- Serviço de segurança e identidade
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Fornece responsabilidade compartilhada pela segurança na AWS nuvem. Seus dispositivos devem manter as credenciais seguras para enviar dados com segurança ao agente de mensagens. O agente de mensagens e o mecanismo de regras usam os recursos de segurança da AWS para enviar dados com segurança para dispositivos ou outros serviços da AWS . Para ter mais informações, consulte Autenticação.
AWS IoT Core serviços de dados
AWS IoT Core Os serviços de dados ajudam suas soluções de IoT a fornecer uma experiência de aplicação confiável, mesmo com dispositivos que nem sempre estão conectados.
- Sombra do Dispositivo
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Um documento JSON usado para armazenar e recuperar as informações do estado atual de um dispositivo.
- Serviço Sombra do Dispositivo
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O serviço Sombra do Dispositivo mantém o estado de um dispositivo para que os aplicativos possam se comunicar com um dispositivo, esteja ele online ou não. Quando um dispositivo está off-line, o serviço Sombra do Dispositivo gerencia seus dados para aplicativos conectados. Quando o dispositivo se reconecta, ele sincroniza seu estado com o de sua sombra no serviço Sombra do Dispositivo. Seus dispositivos também podem publicar o estado atual deles em uma sombra para ser usado por aplicativos ou outros dispositivos que podem não estar conectados o tempo todo. Para ter mais informações, consulte AWS IoT Serviço Device Shadow.
AWS IoT Core serviço de suporte
- Integração com o Amazon Sidewalk para AWS IoT Core
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O Amazon Sidewalk
é uma rede compartilhada que aprimora as opções de conectividade para ajudar os dispositivos a funcionarem melhor juntos. O Amazon Sidewalk oferece suporte a uma ampla variedade de dispositivos de clientes, como aqueles que localizam animais de estimação ou objetos de valor, aqueles que fornecem segurança residencial inteligente e controle de iluminação e aqueles que fornecem diagnóstico remoto para eletrodomésticos e ferramentas. A integração com o Amazon Sidewalk AWS IoT Core possibilita que os fabricantes de dispositivos adicionem sua frota de dispositivos Sidewalk à AWS IoT nuvem. Para ter mais informações, consulte AWS IoT Core para Amazon Sidewalk.