隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的激增，企業(yè)需要一種解決方案來(lái)收集、存儲(chǔ)和分析其設(shè)備的數(shù)據(jù)。Amazon Web Services提供了一些有用的工具，可為IoT設(shè)備設(shè)計(jì)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管道。

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物聯(lián)網(wǎng)(IoT)為每個(gè)行業(yè)提供了無(wú)與倫比的機(jī)會(huì)來(lái)應(yīng)對(duì)其業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。隨著設(shè)備的增加，人們需要一種解決方案來(lái)連接、收集、存儲(chǔ)和分析設(shè)備的數(shù)據(jù)。Amazon Web Services提供了各種服務(wù)，可幫助連接的設(shè)備輕松、安全地與云應(yīng)用程序和其他設(shè)備進(jìn)行交互，以適應(yīng)各種用戶場(chǎng)景。話雖如此，該領(lǐng)域的每個(gè)解決方案架構(gòu)師都知道AWS Cloud的功能和可靠性。在AWS平臺(tái)上遷移或設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)解決方案使人們可以專注于核心業(yè)務(wù)，而無(wú)需進(jìn)行基礎(chǔ)架構(gòu)管理和監(jiān)控的麻煩。這將確?？蛻舻母呖捎眯浴o(wú)論設(shè)計(jì)哪種解決方案，都應(yīng)該選擇最佳平臺(tái)來(lái)保持解決方案的穩(wěn)定性。AWS正是這樣一種平臺(tái)。

在使用AWS設(shè)計(jì)IoT解決方案時(shí)需要考慮一些實(shí)踐。如果將正確的AWS服務(wù)用于客戶需求，則IoT解決方案將能夠以更安全、可靠和可擴(kuò)展的方式交付結(jié)果。

可靠地大規(guī)模運(yùn)行的設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須處理設(shè)備和網(wǎng)關(guān)捕獲的高速、大容量數(shù)據(jù)?？赡苡捎跇I(yè)務(wù)的突然增長(zhǎng)或有時(shí)由于惡意攻擊而導(dǎo)致傳入數(shù)據(jù)的溢出。在這種情況下，云系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)可擴(kuò)展以處理此類(lèi)數(shù)據(jù)。

最好的方法是在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之前將數(shù)據(jù)發(fā)送到實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中的隊(duì)列和緩沖區(qū)。這有助于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)事件并降低數(shù)據(jù)插入速率，以防止數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰或防止響應(yīng)速度變慢。

設(shè)備可以將數(shù)據(jù)發(fā)布到AWS Kinesis，或者可以使用AWS IoT規(guī)則將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到AWS SQS和Kinesis以將其存儲(chǔ)在時(shí)間序列存儲(chǔ)中，例如AWS S3，Redshift，Data Lake或Elastic搜索數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可用于生成自定義儀表板或AWS Quick Sight儀表板。

通過(guò)數(shù)據(jù)管道路由大數(shù)據(jù)量

將來(lái)自設(shè)備主題的傳入數(shù)據(jù)直接消耗到單個(gè)服務(wù)會(huì)阻止系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全的可伸縮性。有時(shí)，這種方法會(huì)在發(fā)生故障和數(shù)據(jù)泛濫時(shí)限制系統(tǒng)的可用性。

AWS IoT規(guī)則引擎旨在以可擴(kuò)展的方式將終端連接到AWS IoT Core。但是，所有AWS服務(wù)都具有不同的數(shù)據(jù)流屬性，各有優(yōu)缺點(diǎn)。所有服務(wù)都不能用作系統(tǒng)的單個(gè)入口點(diǎn)。有時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致后續(xù)故障而無(wú)法恢復(fù)。例如，對(duì)于大容量數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谡{(diào)用其他服務(wù)之前考慮對(duì)傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖(Elasti Cache)或排隊(duì)(SQS)，這使得能夠從后續(xù)故障中恢復(fù)。

AWS IoT規(guī)則引擎允許并行觸發(fā)多個(gè)AWS服務(wù)，例如Lambda，S3，Kinesis，SQS或SNS。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)捕獲數(shù)據(jù)后，它將使AWS終端節(jié)點(diǎn)(其他AWS服務(wù))能夠處理和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。這使您可以將數(shù)據(jù)同時(shí)存儲(chǔ)到多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。 確保所有數(shù)據(jù)都得到處理和存儲(chǔ)的最安全方法是將所有設(shè)備主題數(shù)據(jù)重定向到SNS，該SNS用于處理數(shù)據(jù)洪泛處理，以確保傳入的數(shù)據(jù)得到可靠的維護(hù)，處理并傳遞到正確的通道。 為了使其更具擴(kuò)展性，可以使用針對(duì)不同/組AWS設(shè)備主題的多個(gè)SNS主題，SQS隊(duì)列和Lambda。在處理數(shù)據(jù)之前，應(yīng)考慮將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在隊(duì)列，Amazon Kinesis，Amazon S3或Amazon Redshift等安全存儲(chǔ)中。這種做法可確保不會(huì)由于消息泛濫、不需要的異常代碼或部署問(wèn)題而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

自動(dòng)化設(shè)備配置和升級(jí)

隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)和眾多設(shè)備連接到IoT生態(tài)系統(tǒng)，手動(dòng)操作(例如設(shè)備配置，引導(dǎo)軟件，安全配置，規(guī)則操作設(shè)置和設(shè)備OTA升級(jí))是不可行的。在初始化過(guò)程和升級(jí)過(guò)程中最小化人機(jī)交互對(duì)于節(jié)省時(shí)間和降低成本非常重要。

在設(shè)備內(nèi)設(shè)計(jì)內(nèi)置功能以進(jìn)行自動(dòng)配置并利用AWS提供的用于處理設(shè)備配置和管理的適當(dāng)工具，可使系統(tǒng)以最少的人工干預(yù)達(dá)到所需的運(yùn)營(yíng)效率。

AWS IoT提供了一組功能，可用于具有一組可與儀表板和制造流程集成的策略的批量導(dǎo)入，在該儀表板和制造流程中，可以將設(shè)備預(yù)注冊(cè)到AWS IoT，并可以在設(shè)備上安裝證書(shū)。之后，設(shè)備供應(yīng)流程可以聲明一個(gè)設(shè)備并將其附加到另一個(gè)用戶或任何其他實(shí)體。AWS提供了觸發(fā)和跟蹤設(shè)備OTA升級(jí)的功能。

為自定義組件采用可擴(kuò)展架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)連接到外部設(shè)備時(shí)，范圍不會(huì)因連接、控制和報(bào)告設(shè)備而結(jié)束?？紤]采用諸如數(shù)據(jù)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)之類(lèi)的最新技術(shù)，或?qū)⒌谌浇M件集成到IFTTT，Alexa或Google Home等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)應(yīng)確保外部組件可以輕松集成到解決方案中，而不會(huì)出現(xiàn)性能瓶頸。

檢查離線訪問(wèn)和處理

有時(shí)，不必在云中處理所有設(shè)備的數(shù)據(jù)。在許多情況下，沒(méi)有連續(xù)的互聯(lián)網(wǎng)連接可用。對(duì)于這種情況，請(qǐng)?jiān)谶吘壧砑覣WS Greengrass。Greengrass在邊緣上本地處理和過(guò)濾數(shù)據(jù)，并減少了向上游發(fā)送所有設(shè)備數(shù)據(jù)的需要。可以捕獲所有數(shù)據(jù)，將其保留有限的時(shí)間，然后根據(jù)錯(cuò)誤事件或按需/請(qǐng)求將其發(fā)送到云中。如果需要時(shí)序數(shù)據(jù)，則可以安排一個(gè)定期過(guò)程，將設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)送到云，該數(shù)據(jù)可用于將來(lái)的增強(qiáng)，例如AWS Machine Learning模型和云分析工具。

選擇正確的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)生成高速，大容量和多種數(shù)據(jù)。每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或設(shè)備主題可以具有不同的格式，這些格式可能無(wú)法通過(guò)單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或類(lèi)似類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)來(lái)管理。架構(gòu)師在選擇數(shù)據(jù)庫(kù)格式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)應(yīng)該小心。經(jīng)常使用的靜態(tài)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在Elastic緩存中，這有助于提高性能。這樣的做法有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可伸縮性和可維護(hù)性。

在處理之前過(guò)濾和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)

所有輸入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可能需要處理或轉(zhuǎn)換，然后可以重定向到存儲(chǔ)。AWS IoT規(guī)則提供將消息重定向到不同AWS服務(wù)的操作。架構(gòu)師應(yīng)該將所有數(shù)據(jù)分成不同的形式(即需要處理、忽略/靜態(tài)數(shù)據(jù)(如配置)和直接存儲(chǔ))。

AWS IoT服務(wù)架構(gòu)