Auf unserem Stand beim Cloud Transformation Day von AWS zeigen wir ihnen: es ist keine Raketentechnik, ihre Produkte marktgerecht und kostenschonend in die Cloud zu bringen. Wir haben in unserem mVISE Rapid-Prototyping Lab mit wenigen Schritten und einfachen Methoden und Mitteln eine Pumpensteuerung über die AWS Cloud realisiert.
Die im Anwendungsbeispiel gezeigte Pumpe wird durch einen L298N basierten Motorcontroller geschaltet. Die Kommunikation mit AWS, das Auslesen des Hall Effekt Durchflusssensors und setzen der LEDs erfolgt direkt durch einen Mikrocontroller via Wifi (2,4ghz Band, gesichert durch WPA2 auf Netzwerkebene und TLS auf Transportschicht).
Auf AWS Seite ist die Pumpe bzw. der Mikrocontroller über eine mit Client-Zertifikat gesicherte TLS Verbindung unter Nutzung des MQTT Protokolls direkt an die AWS IoT Plattform angeschlossen (Stichwort: Mutual Authentication).
 

Integrationsschritte:

  • Die Rules Engine der AWS IOT Plattform reagiert auf Nachrichten der Pumpe (Not-Aus wurde betätigt, Durchlaufwert nach Beendigung), schreibt diese zum einen in die DynamoDB und zum anderen an dem Messaging Service von AWS (Amazon SNS).
  • Amazon SNS leitet diese Nachrichten je nach Dringlichkeit als Web-Notifcation an die WebApp weiter oder sogar per SMS an die registrierten Telefonnummern.

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Architektur IoT Showcase: Kommunikation mit der Pumpe

 

  • Der Webclient ist eine auf ReactJS basierende Progressive Web App, die im S3 hinterlegt ist (S3 fungiert hier als statischer Web Server – der Code der Webapp läuft im Browser/auf dem Client).
  • Der Webclient kommuniziert über das Amazon API Gateway mit einer Lambda-Funktion, welche die Befehle an AWS IoT weitergibt, und kann
    • Den aktuellen Status Empfangen
    • Die Pumpenläufe des Tages abfragen (API Gateway kommuniziert hier direkt mit DynamoDB)
    • Einen Pumpenlauf starten
  • Der Zugriff auf den WebClient ist mittels HTTPS mit rudimentärer User-Authentisierung geschützt und nutzt Cross-Origin Resource Sharing (CORS). Als nächste Maßnahme wird an dieser Stelle von den Kollegen im Prototyping Lab der AWS Dienst Cognito integriert.

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Architektur IoT Showcase: Datenempfang von der Pumpe

 
So kann die Pumpe beispielsweise einen Rasensprenger bedienen – in beliebig komplexen Konstellationen. Alle gesammelten Daten wiederum können über entsprechende Schnittstellen ausgewertet und weiterverarbeitet werden. So sind auch problemlos Szenarien mit Feuchtesensor vorstellbar, mit Abgleich zur gepumpten Wassermenge, aufbereitet für die nächste zu erwartende Beregnung.
 

Vorteile der Realisierung mit AWS:

  • Flexible Erweiterung der Anwendungen
  • Skaliert in Echtzeit mit der geforderten Last
  • Keine Gateways notwendig – einfach über verfügbares Netzwerk einbinden
  • Kosten entstehen fast nur durch die direkte Nutzung – keine Kosten für Ressourcenvorhaltung
  • Schnelle Amortisierung der Investitionen durch vielfaltige Kosteneinsparmöglichkeiten
  • Security by Design durch Nutzung modernster Services
  • Kosten sind leicht kalkulierbar – Ihr Business Case wird flexibel und solide

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