Dispositivo 100% conectado al Cloud

ESP32 con FreeRTOS totalmente integrado en AWS IoT y con herramientas customizadas para la visualización de los distintos sensores conectados.

Mediante el uso de esta arquitectura, desarrollamos todo tipo de proyectos de sensorización de forma rápida y económica.

En ENGISOFT, trabajamos con una amplia gama de servicios de Amazon Web Services (AWS), desde los clásicos como EC2, Lambda y CloudWatch hasta los más innovadores. Nos especializamos en Amazon FreeRTOS y AWS IoT Core, y hemos desarrollado una solución integral aplicable a diversos proyectos de IoT. Nuestra plataforma consta de:

Firmware para ESP32 de Espressif: Este firmware se integra completamente con FreeRTOS y se conecta a AWS IoT Core. Proporciona una sólida base para dispositivos IoT y permite una comunicación eficiente con AWS.

Capa de conectividad en IoT Core: Esta capa facilita la gestión de la comunicación con dispositivos IoT ESP32 y dirige los mensajes hacia la capa de negocios.

Capa de negocio serverless: Aquí, aplicamos la lógica específica del cliente en función de los mensajes recibidos de los dispositivos IoT.

Capa de Machine Learning / BI: Utilizamos esta capa para generar inteligencia de negocios y herramientas de visualización de datos.

Amazon FreeRTOS es un sistema operativo de código abierto en tiempo real diseñado para sistemas integrados. Permite simular la concurrencia de manera predecible en dispositivos que utilizan microcontroladores, como Arduino y ESP32. En 2017, Amazon lanzó Amazon FreeRTOS para facilitar la conexión de dispositivos basados en FreeRTOS con los servicios de IoT de AWS, como IoT Core.

En ENGISOFT Cloud Services (ECS), hemos desarrollado un firmware para dispositivos ESP32 que aprovecha las capacidades de IoT Core de AWS de manera eficiente y escalable, manteniendo los costos bajos. Hemos incorporado funcionalidades adicionales no admitidas oficialmente por Amazon, pero compatibles con el fabricante, Espressif.

Nuestro producto final, un dispositivo ESP32, tiene las siguientes capacidades:

· Configuración in-situ desde una aplicación móvil o cualquier dispositivo con navegador web.

· Comunicación de estado con IoT Core. Descarga de certificados únicos para autenticación individual a través de MQTT.

· Envío de datos de sensores a IoT Core mediante el protocolo MQTT.

· Recepción de comandos de IoT Core a través de MQTT.

· Actualizaciones OTA del firmware utilizando los IoT Jobs de AWS.

· Reinicio con el firmware de fábrica o borrado de datos de memoria no volátil.

· Activación del modo de depuración con envío de registros a IoT Core a través de MQTT.

Nuestra solución es ideal para aplicaciones que utilizan microcontroladores como el ESP32 y que requieren una flota de dispositivos. Una vez que IoT Core recibe los datos, se pueden almacenar en una base de datos para su procesamiento, visualización y análisis. Esto permite la aplicación de sistemas de Machine Learning y herramientas de Business Intelligence sin necesidad de servidores físicos, gracias a los servicios de AWS.

El proceso de despliegue de un nuevo dispositivo con el firmware se puede dividir en varias etapas:

Carga inicial del firmware: El nuevo dispositivo se carga con el mismo firmware que los dispositivos existentes, junto con los certificados de seguridad necesarios para garantizar la confidencialidad de las comunicaciones. Luego, se envía a las instalaciones del cliente junto con otros dispositivos.

Instalación del dispositivo: El cliente instala el dispositivo en una ubicación que considere conveniente, asegurando que tenga acceso a una red WiFi y, si es necesario, un punto de carga.

Configuración inicial: El instalador se conecta al dispositivo a través de una red WiFi creada por el dispositivo (modo Hotspot) utilizando cualquier dispositivo con conexión a internet, como un teléfono, tablet o computadora. Esto simplifica la configuración y elimina la necesidad de una aplicación específica, en contraste con la dependencia previa en Bluetooth Low Energy.

Abstracción para la configuración: Aunque esta forma de configuración no tiene soporte oficial de AWS, se ha creado una capa de abstracción en ECS que facilita la configuración sin complicar el código principal del firmware.

Configuración de la red WiFi: La configuración inicial incluye la introducción de las credenciales de la red WiFi a la que el dispositivo se conectará para acceder a internet. Estos datos se almacenan en la memoria no volátil del dispositivo para evitar repetir el proceso en reinicios accidentales o forzados.

Descarga de certificado único: Se descarga un certificado único para el dispositivo a través de MQTT, aprovechando el certificado genérico para la autenticación. Esto se realiza sin comprometer la seguridad y confidencialidad de las comunicaciones, y el certificado se guarda en la memoria no volátil del dispositivo. Implementamos la solución BI mediante el software que mejor se adapte a tu proyecto: Power BI, AWS Quicksight, etc.

Habilitación de comandos vía MQTT: Se habilitan comandos vía MQTT para reiniciar el dispositivo a la configuración de fábrica o para reconfigurar el WiFi. También se permite el reinicio de fábrica mediante un botón físico, según las necesidades de cada implementación. Se activa el proceso agente para gestionar las actualizaciones OTA y se comunica con el IoT Core para sincronizar el estado del proceso de actualización.

Ejecución de la aplicación principal: Finalmente, el hilo de ejecución pasa de la parte del firmware a la aplicación principal. Esto puede implicar la lectura de sensores, el control de otros dispositivos o cualquier otra tarea específica. La flexibilidad en la estructura del código permite que la aplicación principal se organice de manera similar a un proyecto en C tradicional o que tenga puntos de entrada separados para procesos concurrentes, lo que facilita la programación con la plataforma.

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LoRaWAN I The Things Stack servicios de Amazon Web Services (AWS)

Integración de los servicios de AWS con una red LoRaWAN
privada basada en el proyecto abierto The Things Stack

Sigfox proyectos en Amazon Web Services (AWS)

Integración de los servicios de AWS con la red Sigfox.

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