Proces integracji zaczyna się od założenia konta AWS i utworzenia tzw. "Thing" – reprezentacji urządzenia w chmurze. Następnie generujemy parę kluczy i certyfikatów SSL, które umożliwiają bezpieczną komunikację pomiędzy ESP32 a AWS. Certyfikaty te muszą zostać zapisane w pamięci ESP32, a połączenie odbywa się za pomocą protokołu MQTT, który jest lekki i idealny do komunikacji w systemach embedded.

W Arduino IDE lub PlatformIO należy zainstalować odpowiednie biblioteki (np. PubSubClient lub AWS_IOT) oraz skonfigurować adres endpointa AWS, identyfikatory certyfikatów i porty. Już po kilku minutach możemy przesłać pierwszy pakiet JSON zawierający dane z czujnika – np. temperaturę, wilgotność czy stan wejść cyfrowych.

AWS IoT Core umożliwia nie tylko odbiór danych, ale też ich przetwarzanie w czasie rzeczywistym – z wykorzystaniem AWS Lambda, Rule Engine i integracji z DynamoDB, S3, czy SNS. Dzięki temu możesz np. wysyłać alerty SMS w razie wykrycia awarii lub automatycznie reagować na określone warunki.

Ogromną zaletą AWS jest możliwość zarządzania flotą urządzeń – aktualizowania ich oprogramowania OTA (over-the-air), śledzenia stanu online/offline oraz analizowania danych w skali globalnej. ESP32, mimo swoich ograniczonych zasobów, świetnie radzi sobie z taką integracją, zwłaszcza przy dobrze zoptymalizowanym kodzie.

W tym projekcie nauczysz się podstaw bezpieczeństwa w IoT – od certyfikatów X.509, przez szyfrowanie komunikacji, aż po kontrolę uprawnień na poziomie polityk AWS IoT.

W kolejnych częściach pokażemy, jak zbudować panel webowy do monitoringu danych z ESP32 w czasie rzeczywistym, jak wykorzystać AWS Amplify do stworzenia aplikacji mobilnej, oraz jak rozszerzyć projekt o dodatkowe funkcjonalności chmurowe.

Integracja ESP32 z AWS to świetny sposób na wejście w świat profesjonalnego IoT – i pierwszy krok ku budowie naprawdę zaawansowanych systemów rozproszonych.

Podstawą działania AWS Device Management jest rejestrowanie urządzeń jako tzw. "Things", czyli jednostek logicznych reprezentujących fizyczne sprzęty. Każde urządzenie może mieć przypisane własne metadane, certyfikaty bezpieczeństwa, polityki dostępu i zestawy parametrów, które umożliwiają jego indywidualne śledzenie i kontrolę. Rejestracja może odbywać się ręcznie lub automatycznie przy pomocy tzw. fleet provisioning.

Dzięki funkcji grupowania urządzeń, możliwe jest szybkie organizowanie floty w logiczne zestawy, na przykład według lokalizacji, typu urządzenia czy wersji sprzętu. To ułatwia zbiorcze zarządzanie – możesz jednym poleceniem przesłać aktualizację firmware'u do wybranej grupy urządzeń lub zmienić konfigurację całej kategorii urządzeń jednocześnie.

Kluczową funkcją AWS Device Management jest aktualizacja oprogramowania OTA (Over-The-Air). Pozwala ona zdalnie zainstalować nową wersję oprogramowania na urządzeniach, bez potrzeby fizycznego dostępu. Proces aktualizacji można nadzorować z poziomu konsoli AWS – widzisz, które urządzenia otrzymały aktualizację, czy operacja przebiegła pomyślnie i które urządzenia zgłosiły błędy.

System umożliwia również monitorowanie stanu urządzeń – dostępność online, czas połączenia, błędy komunikacji i inne wskaźniki, które są kluczowe do zapewnienia stabilności całej infrastruktury. Możesz tworzyć alarmy i automatyczne reakcje, np. wysyłanie powiadomień e-mail, jeśli urządzenie przestaje odpowiadać lub zgłasza nieprawidłowe dane.

Bezpieczeństwo jest nieodłącznym elementem AWS IoT. Dzięki certyfikatom X.509, protokołowi MQTT z TLS oraz możliwości przypisywania precyzyjnych polityk IAM dla każdego urządzenia, masz pełną kontrolę nad tym, kto, kiedy i jak może się z nimi komunikować. Co więcej, AWS oferuje narzędzia do audytu i wykrywania anomalii, jak np. AWS IoT Device Defender, które umożliwiają analizę ruchu sieciowego oraz alertowanie w przypadku podejrzanej aktywności.

AWS Device Management pozwala także na zdalną diagnostykę i konfigurację urządzeń. Dzięki temu możesz szybko rozwiązywać problemy, aktualizować ustawienia konfiguracyjne lub zbierać logi bez wysyłania technika w teren. To ogromna oszczędność czasu i kosztów operacyjnych.

Dodatkową zaletą jest integracja z innymi usługami AWS – możesz przekierować dane telemetryczne do baz danych (np. DynamoDB), analizować je w czasie rzeczywistym za pomocą AWS Lambda, czy wizualizować w Amazon QuickSight.

Podsumowując, AWS Device Management to kompletne rozwiązanie dla firm i twórców, którzy chcą skutecznie skalować i zabezpieczać swoje systemy IoT. Oferuje wszystko, czego potrzeba do profesjonalnego zarządzania flotą urządzeń – od rejestracji i konfiguracji, przez aktualizacje, aż po zaawansowane zabezpieczenia i monitoring. Dzięki niemu zarządzanie nawet tysiącami rozproszonych urządzeń staje się procesem szybkim, przejrzystym i w pełni kontrolowalnym.

W tym artykule pokażemy, jak za pomocą AWS Amplify zbudować aplikację mobilną, która komunikuje się z urządzeniami IoT – na przykład z mikrokontrolerami ESP32 – i umożliwia ich zdalną kontrolę oraz wizualizację danych.

Amplify oferuje wygodny CLI oraz bibliotekę JS, którą można wykorzystać z frameworkami takimi jak React Native, Flutter czy Swift/Android. Pozwala na szybkie skonfigurowanie backendu aplikacji – z bazą danych (DynamoDB), API (GraphQL lub REST), uwierzytelnianiem użytkowników (Amazon Cognito), przechowywaniem plików (Amazon S3) oraz integracją z AWS IoT Core.

Pierwszym krokiem w projekcie jest stworzenie aplikacji front-end z interfejsem użytkownika umożliwiającym np. podgląd temperatury, wilgotności czy statusu urządzenia oraz wysyłanie poleceń – takich jak włączanie światła, zmiana trybu pracy czy reset systemu.

Amplify umożliwia również wykorzystanie subskrypcji w czasie rzeczywistym (GraphQL + WebSockets), dzięki czemu użytkownik może natychmiast widzieć zmiany stanu urządzeń IoT, bez konieczności odświeżania aplikacji. Takie podejście zwiększa responsywność systemu i poprawia doświadczenie użytkownika.

Dzięki integracji z Amazon Cognito, aplikacja może zarządzać kontami użytkowników i zapewniać bezpieczeństwo dostępu do funkcji sterowania oraz danych telemetrycznych. Można w prosty sposób zaimplementować logowanie, rejestrację, resetowanie haseł czy uwierzytelnianie dwuskładnikowe (MFA).

Dla danych przesyłanych z urządzeń, Amplify może zautomatyzować zapis do bazy danych DynamoDB lub S3, a następnie umożliwić ich przetwarzanie z wykorzystaniem AWS Lambda – np. do wykrywania anomalii lub wysyłania powiadomień.

Tworząc aplikację z wykorzystaniem AWS Amplify, zyskujemy nie tylko szybkie wdrożenie, ale również możliwość łatwego skalowania aplikacji wraz z rozwojem projektu i zwiększającą się liczbą użytkowników oraz urządzeń. Wszystko działa w chmurze i nie wymaga własnej infrastruktury serwerowej.

Dzięki hostingowi Amplify możemy też opublikować wersję webową aplikacji (PWA), zintegrowaną z tym samym backendem, co aplikacja mobilna. To pozwala na dostęp do systemu zarówno z telefonu, jak i z komputera – bez konieczności tworzenia dwóch oddzielnych projektów.

AWS Amplify to idealne rozwiązanie dla twórców aplikacji IoT, którzy chcą skupić się na funkcjonalności i doświadczeniu użytkownika, bez zagłębiania się w złożone konfiguracje backendowe.

W efekcie, budując aplikację mobilną z Amplify, otrzymujesz gotowe, bezpieczne i skalowalne środowisko do zarządzania Twoimi urządzeniami IoT – niezależnie od tego, czy to kilka czujników, czy cała flota inteligentnych urządzeń rozmieszczonych na całym świecie.