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14 smart factory 2020 ● www computerautomation de digitale transformation Tabelle 1 Kurzübersicht der wichtigsten Amazon Web Services AWS die von einer IoT-Anwendung genutzt werden können Bei jedem einzelnen Dienst handelt es sich um eine relativ komplexe Anwendung deren Praxiseinsatz allerdings zum Teil umfangreiche Spezialkenntnisse erfordert AWS-Servicename Beschreibung DynamoDB NoSQLbasierter Datenbankdienst der sowohl Schlüsselwert-Key-Value als auch Dokumentdatenstrukturen unterstützt EC2 EC2 dient als Abkürzung für Elastic Compute Cloud Dieser Name steht in der Amazon-Cloud für skalierbare Rechnerkapazität um eigene Anwendungen auf virtuellen Computern in der Cloud auszuführen Kinesis Skalierbarer Datenstreaming-Dienst für Echtzeit-Analysen Mit Hilfe solcher Datenanalysen lassen sich zum Beispiel Anomalien in IoT-Datenströmen erkennen Lambda Ereignisgesteuerter Dienst der speziellen Code als Reaktion auf bestimmte Ereignisse ausführt AWS Lambda zählt zur Kategorie des sogenannten Serverless Computing da sich der Anwender nur um den Code für die Lambda-Funktion und die Ereignisverknüpfung dieser Funktion nicht aber um die Server-Ressourcen kümmern muss S3 S3 steht für Simple Storage Service Hinter dem Namen verbirgt sich eine sehr mächtige Datenspeicher-Infrastruktur für AWS-Cloud-Anwendungen S3 erlaubt die Speicherung und den Abruf von Datenobjekten nahezu beliebiger Größe S3 lässt sich zum Beispiel mit AWS Lambda kombinieren um bei der Änderung eines Speicherobjekts eine Lambda-Funktion aufzurufen SageMaker Dieser Dienst ermöglicht das Erstellen und Nutzen von Machine-Learning-Modellen um zum Beispiel von IoT-Geräten eintreffende Daten zu analysieren und mittels Regression oder Klassifizierung automatisierte Entscheidungen zu treffen Beispiel Automatische Gesichtserkennung per Deep Learning um einer bestimmten Person den Zutritt zu einem Gebäudeteil zu gestatten SNS Einfacher Benachrichtigungsdienst SNS = Simple Notification Service für AWS-Cloud-Anwendungen SNS ermöglicht das Senden und Empfangen von SMS und E-Mail Unterstützt den Nachrichtenversand an HTTP S - Endpunkte sowie spezielle Push-Nachrichten an iOSund Android-Mobilgeräte Per SNS kann zum Beispiel auch die Ausführung einer Lambda-Funktion ausgelöst werden SQS SQS ist die Abkürzung für Simple Queue Service Dieser Dienst ermöglicht den Aufbau von Nachrichten-Warteschlangen zum Beispiel FIFO-Warteschlangen um verteilte Cloud-Anwendungen miteinander kommunizieren zu lassen Services nachträglich vorgeschaltet wurde um die AWS an die besonderen Anforderungen des Internets der Dinge anzupassen Aus Sicht der AWS-IoT-Architekten sammeln IoT-Anwendungen Daten in der Cloud um sie mit speziellen Anwendungen im Umfeld der AWS-Standardfunktionen zu bearbeiten Des Weiteren sind Anwendungsszenarien denkbar in denen eine AWS-Applikation direkt mit IoT-Devices kommuniziert etwa um sie per Alexa Voice Service AVS fernzusteuern Insofern gehört ein sehr umfangreiches Sicherheitssystem mit einem vielfältigen Rechtemanagement zur Plattform Als IoT-Hub kommt eine modulare Lösung zum Einsatz Die Schnittstelle zu den Geräten bildet ein sogenanntes Device Gateway mit dem alle IoT-Devices einer Anwendung per TLS verbunden sind Wegen der Besonderheiten des TLS-Protokolls besteht für MQTT und WebSockets die Möglichkeit relativ langlebige Verbindungen herzustellen um nicht immer wieder einen erneuten zeitund datenintensiven TLS-Handshake zu verursachen Zur Entgegennahme und zum Versenden von Nachrichten per MQTT steht eine Publish Subscribe-Brokerfunktion Message Broker zur Verfügung Sie unterstützt mittels einer speziellen Serverfunktion auch die Nachrichtenübermittlung per HTTP-POST-Request Ein solcher HTTPRequest wird funktional als MQTT-Publish behandelt In Bezug auf die Leistungsfähigkeit von Device Gateway und Message Broker weist Amazon darauf hin dass diese Funktionseinheiten als verwaltete Services vollständig automatisch skalieren und auch für sehr große Projekte mit mehr als einer Milliarde IoT-Devices geeignet sind Amazon hebt in diesem Zusammenhang hervor dass der Message Broker ebenso mit Millionen gleichzeitig bestehender MQTT-Verbindungen umgehen und zum Beispiel eine eingehende Publish-Nachricht an Millionen Subscriber verteilen kann Eine Besonderheit des AWS-IoT-Hub ist der Device Shadow Dieser Funktionsbaustein dient als virtuelles Datenabbild virtuelle Repräsentanz für jedes mit dem Device Gateway verbundene Gerät in dem der jeweils letzte Gerätestatus bis zu einem Jahr lang gespeichert wird Diese virtuelle Repräsentanz wird durch ein JSONbasiertes Dokument gebildet maximal 8 KBytes pro Gerät Auf die JSON-Daten können zum Beispiel andere AWS-Anwendungen oder externe Mobilgeräte mit einem speziellen REST-API zugreifen Der Device Shadow wird von Zeit zu Zeit mit dem jeweiligen Gerät synchronisiert Dabei werden neue Zustands-Daten vom Gerät in das JSONDokument geschrieben Reported State aber auch Variablen ausgelesen und an das Gerät übertragen Desired State was zu einem geänderten Gerätezustand führen kann Die AWS-IoT-Applikationslogik besteht im Wesentlichen aus einer speziellen Rules Engine und den Standard-Webdiensten der Amazon Cloud siehe Tabelle 1