AWS IoT

Por Jorge Alfaro, arquiteto de soluções da Amazon Web Services México

Este blog é o primeiro de uma série de publicações espanholas a explicar os serviços IoT da AWS. Em cada entrega vamos fazer alguns exemplos práticos de como usar o serviço criando nossa solução cada vez maior. Mas antes de tudo, precisamos saber alguns pontos importantes do valor que a IoT dá às organizações.

Por que a IoT é importante?

Existem muitas definições da Internet das Coisas, mas para simplificar, podemos dizer que é “Conectar qualquer coisa ou dispositivo à Internet”. Nesse sentido, é importante ressaltar que não é necessário ter uma conexão com a Internet, uma vez que os dispositivos podem ser conectados em uma rede sem fio, sem ter que ser expostos à Internet. Estima-se que até 2025 haverá mais de 75 bilhões de dispositivos conectados, como equipamentos industriais, eletrodomésticos, carros, escritórios, navios, aviões, campos de cultivo e energia solar, heólica ou qualquer outro tipo de usinas de geração de energia.
Todos esses sensores estão localizados em qualquer lugar, geralmente pequenos com capacidades de computação limitadas, razão pela qual os recursos da nuvem os complementam. Mas não se trata apenas de conectar conectando os dispositivos, mas também de obter informações importantes deles. Portanto, o valor da IoT é a quantidade de dados gerados e os resultados obtidos de suas análises. É por isso que IoT, Analytics e Inteligência Artificial são questões extremamente relacionadas.
Mas antes de você querer propor uma solução de IoT, é vital saber quais problemas de negócios precisam ser resolvidos.

O valor para as organizações

Muitas organizações estão em uma fase de transformação digital, onde a IoT desempenha um papel importante na obtenção de muita informação das lojas, linhas de produção, clima, ambiente onde os clientes estão. É por isso que é necessário modificar o que já foi construído para gerar experiências do cliente que evoluem. Para medir isso, também precisamos de novos indicadores que permitam visualizar informações em tempo quase real e lançar ações imediatas.
É aqui que muitas ideias são lançadas, algumas das quais podem se tornar pilotos ou provas de conceito, que serão filtradas para que talvez um ou dois atinjam ambientes produtivos: “ Falhar rápido e barato.”
Para ser capaz de projetar uma solução de Internet das Coisas é necessário trabalhar em sentido inverso, isto significa levantar o problema de negócios que precisa ser resolvido, os indicadores que devem ser avaliados e os critérios de sucesso da solução.
Essas informações avaliam quais dados são necessários para alcançar isso. É possível exigir dados que não estejam disponíveis, por isso precisamos ver como obtê-los e avaliar a periodicidade com que são necessários. Uma vez que isso é definido, então já sabemos quais elementos no campo são obrigados a colocar.

Até agora tudo está indo bem, mas os dados gerados no campo podem ser um grande desafio, porque muitas vezes você estará enviando informações a cada segundo com dispositivos implantados em qualquer geografia.
É necessário validar a conectividade que você tem no campo, se os protocolos que você tem são muito antigos ou você tem que instalar novos sensores. Como traduzir protocolos industriais em protocolos mais modernos, como HTTP ou MQTT, identificar se a informação será concentrada no campo e, em seguida, ser enviada.
Não se esqueça da segurança e privacidade dos dados, esta questão é extremamente importante porque os dispositivos farão parte da rede da organização e, como tal, deve ser protegido para evitar um ataque por este meio. Além disso, as informações coletadas devem ser tratadas com as políticas apropriadas.
Finalmente, os dados obtidos devem ser avaliados, podendo ser necessário recalibrar a forma e a periodicidade em que são obtidos, realizar alguma transformação ou complementar os dados. Todas essas etapas são detalhadas no AWS IoT Virtuoso Circle.

O círculo virtuoso do AWS IoT

Em vez de ver as soluções de IoT como uma pirâmide, onde os dados no campo são gerados para chegar à análise, o AWS IoT propõe um círculo no qual há três elementos principais:
– Serviços de Dados
– Software de dispositivo
– Serviços de Controle

Como mostrado abaixo:

Esses três elementos reúnem uma variedade de serviços do AWS IoT que valorizam toda a solução.
Mas por que é um círculo? Pela simples razão de que os resultados da análise podem alimentar a forma como as informações de campo são capturadas.
O elemento Device Software mostra as várias maneiras pelas quais os dispositivos em campo podem se conectar ao AWS IoT de acordo com seu hardware ou necessidade. Para microcontroladores, você tem o Amazon FreeRTES que é um conjunto de instruções muito leve para esses pequenos pedaços de eletrônicos. Para aplicativos com linguagens mais poderosas, como Java ou Python, os SDKs estão disponíveis para adicionar comandos que permitem interagir com a nuvem do AWS IoT. Além disso o AWS IoT Greengrass é um software que oferece as seguintes funcionalidades:

•  Seja um gateway entre sensores e o AWS IoT evitando perder mensagens em caso de desconexões
•  Mantém a segurança ao gerenciar chaves locais e com a AWS
•  Execute atualizações de software para o AWS IoT Greengrass sem estar no local
•  Implantar código usando contêineres ou AWS Lambdas
•  Implante modelos de IA em campo.

Por fim, o AWS IoT Device Tester permite testes de dispositivos para interação com o AWS IoT.
Os serviços de controle referem-se a itens no AWS IoT que receberão mensagens do campo e interagirão com o AWS IoT Core. O AWS IoT Device Defender ajudará a gerenciar a segurança dos dispositivos de conexão. Sabe-se que gerenciar um grande número de dispositivos é um desafio, e é por isso que o AWS IoT Device Management torna essas tarefas muito mais simples. Por fim, o AWS IoT Things Graph permite que você conecte diferentes elementos do AWS IoT para gerar uma solução completa.
A última parte do círculo, Serviços de Dados, terá elementos que tornam mais rápida e fácil obter valor a partir das informações de IoT. O AWS IoT Analytics tem um conjunto de ferramentas para facilitar a análise de seus dados e também conectá-los ao Data Lake para fazer parte de sua estratégia de análise. Os eventos do AWS IoT ajudam a detectar e responder a eventos enviados por sensores e aplicativos por meio do AWS IoT Core. E, finalmente o AWS IoT SiteWise permite coletar, organizar e analisar dados industriais de qualquer escala.

Por que a AWS?

A AWS tem mais de 5 anos fornecendo soluções de IoT para milhares de empresas em todo o mundo, hoje tem um portfólio robusto de classe empresarial que é capaz de dimensionar para receber de algumas mensagens por segundo (para protótipos) para milhões quando já temos um ambiente produtivo sem necessidade para modificar a arquitetura.
Outro valor importante é o pagamento conforme o uso, você não precisa pagar pela infraestrutura que será subutilizada. Com mais de 175 serviços que a AWS tem e que todos eles podem ser conectados para fornecer uma solução mais completa, como a análise de dados de IoT para alimentar um data lake e, posteriormente, tornar-se parte de um modelo de Machine Learning.

Um estudo de caso

Tudo isso parece ótimo, mas como seria um caso real?  Bem, nos seguintes blogs uma solução completa será colocada passo a passo. Inicialmente, você terá dispositivos implantados manualmente, como se fosse um piloto, e então explicará a implantação em massa. Regras serão criadas para dispositivos interagirem com outros serviços da AWS, como bancos de dados. Todos esses dispositivos serão agrupados para manter o gerenciamento completo e organizado.
O AWS IoT Greengrass também será instalado e junto com seus recursos para se comunicar com o AWS IoT. Por fim, todos esses dados gerados serão enviados para o AWS IoT Analytics para processamento e visualização de painéis com informações geradas em campo.

O objetivo disso é “Se eu soubesse o estado de tudo e pudesse analisar toda essa informação…” que problemas eu poderia resolver?

Convidamos você a ficar de olho nas seguintes publicações e visitar nosso podcast em português para conhecer este e outros tópicos.

Sobre o autor

Jorge Alfaro é arquiteto de soluções da Amazon Web Services México.
Ele tem mais de 25 anos de experiência no setor, ajudando grandes corporações a projetar e mover suas cargas de trabalho para a nuvem da AWS, sua área de especialidade é IoT