AWS IoT ile Bağlantılı Araç platformları Oluşturma ve Modernleştirme

giriiş

AWS, Connected Vehicle platformlarını AWS IoT ile modernize etmeye ve oluşturmaya yönelik yeni ve güncellenmiş mimari rehberliği ve tasarım modellerini duyurmaktan heyecan duyuyor. Bugün otomotiv üreticileri (OEM’ler), yalnızca sundukları donanım ve teknik özelliklerle değil, aynı zamanda sağladıkları yenilikçi, yazılım odaklı bağlantı özellikleriyle de portföylerini farklılaştırıyor. Araç bağlantısı ve araç verilerini (telemetri) toplama fırsatı ile otomotiv şirketleri, aşağıdakiler gibi daha gelişmiş özellikler geliştiriyor ve sunuyor:

• Araç özelliklerini araç ömrü boyunca iyileştirebilen (örn. otonom sürüş) yazılım tanımlı araçlar (SDV) ve kablosuz (OTA) güncellemeleri
• Akıllı haritalama ve konum hizmetleri (akıllı park etme, trafik tahmini)
• Araç coğrafi çitleme (aile üyelerinin yerini belirleme)
• Bilgi-eğlence ve eğlence hizmetleri (dinamik uygulama mağazası)
• Gelişmiş sürücü desteği (uykulu sürücü uyarıları)
• Araç güvenlik modu (olay tabanlı kayıt ve bağlı araç kameralarından canlı akış)
• Uzaktan araç işlemleri (uzaktan araç çalıştırma, araç kilitleme/kilidi açma, dijital anahtarlar)

Bağlantılı Araç platformları, araç telemetrisini toplama ve buluta gönderme sürecini etkinleştirip basitleştirerek AWS hizmetlerinin alınan verileri toplamasını, analiz etmesini ve üzerinde işlem yapmasını sağlar. Honda ve WirelessCar gibi otomotiv şirketleri, hizmetlerin performansı, ölçeklenebilirliği, maliyet etkinliği ve esnekliğine dayalı olarak Bağlantılı Araç platformları için AWS IoT’yi benimsemiştir. Eski araç platformlarını ve şirket içi teknoloji yığınlarını koruyan birçok şirket, temel altyapının ölçeklenebilirliği, esnekliği ve güvenliği sorumluluğunu AWS’ye devretmelerine olanak tanıyan bulut tabanlı bir mimariye geçerek sistemlerini modernize ediyor. Bu gönderide, modern bir Bağlantılı Araç platformu mimarisinin parçası olarak AWS IoT Core ve AWS IoT FleetWise gibi hizmetleri nasıl kullanabileceğinizi paylaşıyoruz.

Bir MQTT mesaj aracısının faydaları

Araç filosu ile bulut arasında çift yönlü, güvenli iletişim sağladığından, mesaj aracısı bağlantılı bir araç mimarisinin merkezinde yer alır. Bağlı araç mesaj aracıları için fiili standart olan MQTT, araç ile bulut arasında kalıcı, her zaman açık bir bağlantı sağlar. Kesintili bağlantı ile (örneğin, bir yer altı tünelinden geçen bir araç), MQTT, araç bağlantısı yeniden kurulduğunda ara belleğe alma, sıraya alma ve senkronizasyon işlemlerini zahmetsizce gerçekleştirir. MQTT, bağlı araç platformları için ideal bir iletişim protokolüdür, çünkü hafiftir ve bulutla verimli iletişim sağlar ve uçta güç tüketimini azaltır, istek/yanıt yerine kalıcı bağlantılar ve diğer protokolleri daha maliyetli ve daha az verimli hale getiren çoklu TLS anlaşmaları kullanır. (ör. HTTP vb.).

AWS IoT Core, halihazırda her gün bağlanan yüz milyonlarca cihazı destekleyen yönetilen bir MQTT mesaj aracısı sunarak otomobil üreticilerinin en yüksek talebi karşılamak için ölçekleme, esneklik veya bilgi işlem altyapısı sağlama konusunda endişelenmesine gerek bırakmaz. AWS IoT Core, çok bölgeli yetenekler ve kullandıkça öde hizmet fiyatlandırma modeliyle filonuzdaki milyonlarca aracı kolayca ölçeklendirir ve güvenilir bir şekilde yönetir. Müşteriler, yönetilen AWS IoT hizmetlerine geçiş yaparak işletim maliyetlerini ve üçüncü taraf teknoloji lisanslarının maliyetini azaltabilir. AWS IoT Core, müşterilerin yerel veri depolama, egemenlik ve gizlilik gereksinimlerine uymasını sağlayarak dünya çapında kullanılabilir. Hizmetin çalışma süresi ve kullanılabilirliğine yönelik bir taahhüt olarak AWS, AWS IoT Core için bir hizmet düzeyi sözleşmesi sağlar.

AWS IoT Core, Bağlantılı Araç mimarileri bağlamında, dünyanın dört bir yanındaki araçların bulutla güvenli bir şekilde iletişim kurmak için kullandığı bağlantı katmanını (sektör standardında yönetilen bir MQTT mesaj aracısı) sağlar. AWS IoT Core MQTT aracısı, bir yayınlama/abone olma mekanizması kullanan olay odaklı bir mimari sağlar. Bu iletişim protokolü aynı zamanda araçların uygun maliyetli depolama, isteğe bağlı yüksek performanslı bilgi işlem, derin bir makine öğrenimi hizmetleri portföyü ve diğer birçok AWS hizmet entegrasyonu için diğer aşağı akış AWS hizmetleriyle güvenli bir şekilde bağlanmasına ve iletişim kurmasına olanak tanır.

AWS kısa süre önce MQTTv5 için tam desteğini duyurdu ve bu da daha fazla bağlantılı araç kullanım durumunun kilidini açacaktır. MQTTv5 ile bağlantılı platformlar için geçerli olan birkaç yeni özellik vardır:

• Mesaj Süre Sonu ve İstek/Yanıt seçenekleriyle yardımcı uygulama geliştirmede esneklik
• Protobuf desteği ve kullanıcı özellikleri ile daha güçlü cihaz mesajlaşması
• Alma işleme uygulamalarını daha kolay ölçeklendirmek için paylaşılan abonelikler
• Konu takma adı özelliği ve oturum süresinin dolmasıyla iyileştirilmiş kaynak yönetimi

Bu yeni MQTTv5 özellikleriyle birçok müşteri, şirket içinde veya üçüncü taraf çözümlerle barındırılan mevcut üretim içi MQTT mesaj aracılarını, yönetilen bir MQTT hizmeti için AWS IoT Core’a taşıyor. Bu, mevcut platformlarıyla özellik eşitliğini korur ve altyapıyı kendilerinin yönetmesinin operasyonel ek yükünü azaltarak paradan ve mühendislik zamanından tasarruf sağlar.

Mevcut Bağlantılı Araç platformlarının modernizasyonu

AWS kısa bir süre önce, AWS IoT ile Bağlantılı Araç platformları oluşturmak için yeni bir dizi referans mimarisi yayınladı. En yeni MQTTv5 özellikleriyle OEM’ler, mevcut bağlı araç iş yüklerini sorunsuz bir şekilde güncelleyerek ve alma uç noktalarını AWS IoT Core’a geçirerek (mevcut platform bağlı kaldığı ve uygun şekilde uyguladığı sürece) satıcı bağımlılığından kurtulabilir ve yönetilen bir MQTT mesaj aracısına geçiş yapabilir. MQTT 3.1 veya MQTTv5 spesifikasyonu). Bu, OEM’lerin mevcut mesaj aracılarını modernize etmelerini sağlar ve diğer AWS hizmetlerine (depolama, bilgi işlem, makine öğrenimi, analitik, görselleştirme araçları vb.) kolay erişim sağlar.

Şekil 1: AWS Bağlantılı Araç Mimarisi – Modernizasyon

Modernizasyon referans mimarisi, Bağlantılı Araç platformlarındaki en yaygın özellikler için üst düzey rehberlik sağlar. Mimaride listelenen tüm kullanım durumlarını veya özellikleri uygulamak gerekli değildir. Bunun yerine, AWS IoT Core ile MQTTv5’in gücünü göstermek, en iyi uygulamalı teknik rehberlik ve tekrarlanabilir tasarım kalıpları sağlamak amaçlanmıştır. Referans mimariyi uygulamak için temel varsayım, aracın mTLS, MQTT ve uygun kripto kitaplıkları (ör. AWS’ye bağlanmak için gerekli gereksinimleri destekleyen OpenSSL kitaplıkları) kullanarak AWS IoT Core’a güvenli bir şekilde bağlanacak şekilde sağlandığı (veya sağlanacağı)dır IoT Çekirdeği). MQTT mesaj aracısının AWS IoT Core’a taşınması, mevcut araç platformundaki yayınlama ve abone olma mekanizmalarının olduğu gibi çalışmasına olanak tanır. Geçişi tamamlamak için, bulut içindeki mantık güncellenir ve araçtan gönderilen veri yüklerini işlemek üzere yapılandırılır.

AWS re:Invent 2022’de Mercedes-Benz Research & Development North America, mesaj aracısı uygulamalarının karmaşıklığını azaltmak ve maliyetleri düşürmek için milyonlarca aracı AWS IoT Core’a nasıl geçirdiklerini açıklayarak mesaj aracısı modernizasyonuna yönelik yaklaşımlarını sundu. Onlara göre, modernleştirilmiş yayınlama/abone olma mimarisi, sorun giderme, hata ayıklama ve izleme işlevselliği için araç bazında daha iyi gözlemlenebilirlik sağlıyor. Akış mimarisi ve güncellenmiş mesaj komisyoncusu ile telemetri toplamayı komut/kontrol işlemlerinden ayırarak üretim iş yüklerinde daha hızlı yinelemelere ve Amazon Kinesis gibi diğer aşağı akış AWS hizmetleriyle sorunsuz entegrasyona olanak tanırlar.

Mesaj aracısı modernizasyonuna yönelik bu yaklaşımla OEM’ler, bağlı araç platformlarının işleyişi, gözlemlenebilirliği ve ölçeklenebilirliği üzerinde anında etki ve değer sağlayan birkaç basit adımla AWS IoT Core’a geçişlerini başlatabilir.

Yeni, yeni nesil Bağlantılı Araç platformları oluşturmak

MQTTv5 ve AWS IoT Core ile yeni, yeni nesil bağlantılı bir araç platformu oluşturmak için yola çıkan veya mevcut AWS IoT Core platformlarını yeni MQTTv5 özellikleriyle genişletmek isteyen OEM’ler, otonom araç startup’ları veya telematik çözüm sağlayıcıları için bir yayın yayınladık. bağlantılı bir platformun temel unsurlarını ve özelliklerini vurgulayan yeni bir Bağlantılı Araç referans mimarisi. Bu, AWS IoT ve ilgili AWS hizmetleriyle yeni nesil bağlantılı bir araç platformu oluşturmaya yönelik en iyi uygulama tasarımı veya planıdır ve modern, bulutta yerel bir yaklaşımla mümkün olanın sanatını gösterir.

Şekil 2: AWS Bağlantılı Araç Mimarisi

Mimari, AWS IoT Core ve AWS IoT FleetWise ile aracı buluta güvenli bir şekilde bağlamak için gerekli bileşenlerle araçta başlar. AWS IoT Core ile iletişim için X.509 sertifikası ve özel anahtar ile karşılıklı TLS (mTLS) kimlik doğrulaması bir gerekliliktir. AWS, bağlı bir araç yazılım yığını içinde özelleştirilebilen ve entegre edilebilen bir IoT SDK sağlar veya tercih edilen bir yolsa müşteri kendi özel MQTT istemcisini oluşturup dağıtabilir. AWS IoT Core’a bağlanmak için AWS, araca herhangi bir özel yazılımın dağıtılmasını gerektirmez veya zorunlu tutmaz. AWS IoT FleetWise’ı bağlantılı bir platforma dahil etmek için AWS, GitHub’dan indirilebilen açık kaynaklı, hafif bir AWS IoT FleetWise Edge Aracısı sağlar. FleetWise Edge Agent, verileri depolamak, işlem yapmak ve gönderilen verileri dağıtmak için buluttaki AWS IoT FleetWise hizmetiyle birlikte çalışarak araç CAN veriyolundan gelen sinyallerin kodunu çözecek ve koşullara ve olaylara dayalı olarak verileri buluta gönderecektir. AWS hesabınız.

Çok bölgeli dağıtımlar için AWS, bir aracın bulut altyapısına nasıl bağlanması gerektiğini yönetmek için müşteri tarafından yapılandırılan kurallara göre aracın iletişim kurması gereken en yakın aracıyı tanımlayan Route53 coğrafi konum yönlendirmesini kullanan basit bir tasarım modeline sahiptir. Ayrıca, Route53’e ilk bağlanırken araç için önyükleme yapılandırması olarak kullanılabilecek dinamik konular ve abonelikler hakkında rehberlik sağlıyoruz.

AWS IoT FleetWise, aracı modellemek ve bu modellerle veri toplama kampanyalarını devreye almak için önce bulut yaklaşımını kullanan, otomotiv endüstrisi için özel olarak oluşturulmuş ilk AWS hizmetidir. AWS IoT FleetWise, verileri toplamak ve AWS’ye göndermek için AWS IoT Core ile aynı kimlik doğrulama mekanizmasını kullanarak AWS IoT Core ile birlikte ve işbirliği içinde çalıştığından, bu, bir veri kaydedici veya başka bir veri toplama mekanizması yazma ve sürdürme konusundaki benzersiz artışı ortadan kaldırır.

Çözüm

Yeni IoT referans mimarilerindeki rehberliğin amacı, AWS IoT ile Bağlantılı Araç platformları oluşturan AWS müşterileri ve iş ortaklarına rehberlik ve en iyi uygulamaları göstermek ve sağlamaktır ve olması gereken her şeyi kapsayan, yekpare bir mimari olması amaçlanmamıştır. değişiklik yapılmadan konuşlandırılmıştır. Mimariler, tartışma, beyin fırtınası için plan başlangıç ​​noktaları ve araç yaşam döngüsü boyunca uzun süreli çalışma ve bakım için optimize edilmiş modern, yeni nesil bağlantılı bir araç platformunun mimarisi için temel oluşturma amaçlıdır. Teknik mimarilerin ötesinde daha kuralcı rehberlik için Otomotiv için AWS IoT atölyesine veya ‘AWS IoT Core’da yeni nesil araç iletişim platformları tasarlama’ AWS Teknik İncelemesine başvurmanızı öneririz. Ayrıca müşterileri beyin fırtınası ve diğer teknik oturumları planlamak için AWS hesap ekipleriyle iletişime geçmeye teşvik ediyoruz ve iş ve teknoloji gereksinimlerinizi en iyi şekilde karşılayan en uygun AWS mimarisini tasarlamaya yardımcı olmaları için AWS konu uzmanlarını davet ediyoruz.