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Temario del curso
Módulo 0: Fundamentos y Ecosistema de AWS IoT
- Introducción a IoT
- Definición de IoT en 2024: Más allá de las "Cosas" (Inteligencia perimetral, IA/ML en el borde, Sistemas Ciberfísicos).
- Impulsores del crecimiento de IoT (Industrias, Casos de uso).
- Tendencias clave de IoT (Computación perimetral, Sostenibilidad, Integración de IA/ML, Seguridad mejorada).
- AWS IoT dentro del ecosistema más amplio de AWS (Recursos de la Red de Socios de AWS - APN).
- Visión general del panorama de servicios de AWS IoT
- AWS IoT Core (MQTT/PUENTE, Jobs, Device Defender).
- Gestión de Dispositivos AWS IoT (Incorporación de dispositivos, Gestión de configuraciones, Actualizaciones OTA).
- Análisis de Datos AWS IoT (Procesamiento de datos, enriquecimiento, modelado).
- AWS IoT Greengrass (Computación perimetral, ejecución local, conectividad segura).
- Botón AWS IoT (Visión conceptual para dispositivos simples).
- Conexión: AWS IoT Core -> Lambda/DynamoDB/OpenSearch/Step Functions/SageMaker.
Módulo 1: Arquitectura, Componentes y Seguridad de IoT
- Arquitectura de IoT
- Capa de Dispositivo (Sensores, Actuadores, Dispositivos perimetrales como Raspberry Pi, ESP32).
- Capa de Conectividad (MQTT, CoAP, HTTP, LPWAN - LoRaWAN, NB-IoT, Sigfox, IoT Celular).
- Capa de Integración en la Nube (AWS IoT Core, API Gateway, Lambda, Step Functions).
- Capa de Procesamiento y Análisis de Datos (DynamoDB, Timestream, OpenSearch, S3, Athena, SageMaker).
- Capa de Aplicación (Aplicaciones Móviles, Aplicaciones Web usando AWS Amplify, Aplicaciones Empresariales Personalizadas).
- Importancia: Explicar el "porqué" detrás de las arquitecturas distribuidas (latencia, ancho de banda, potencia de computación, seguridad).
- Análisis profundo de componentes esenciales de IoT
- Hardware: Criterios de selección (MCU, conectividad, sensores), Elementos de seguridad (Entornos de Ejecución de Confianza - TEEs).
- Computación Perimetral (AWS Greengrass): Beneficios (baja latencia, reducción del tráfico en la nube, toma de decisiones local).
- Gestión de Dispositivos: Incorporación (Sobre el Aire - OTA, Pre-provisionamiento), Configuración, Monitoreo, Depuración remota.
- Análisis profundo de Seguridad: Identidad del Dispositivo, Autenticación y Autorización (Certificados X.509, Tokens Web JSON - JWTs), Cifrado de Datos (en reposo y en tránsito), AWS IoT Device Defender.
- Estandarización de la Seguridad: Introducción a estándares (por ejemplo, IEEE P2145, Open Connectivity Foundation - OCF) y cumplimiento (ISO/IEC 27001, SOC 2).
- Funciones de PaaS específicas de AWS para IoT
- AWS IoT Core (MQTT Seguro/PUENTE, Jobs para actualizaciones de firmware, Device Defender).
- AWS Lambda (Computación sin servidor para preprocesamiento de datos, activación de acciones).
- AWS Step Functions (Flujos de trabajo con estado para interacciones complejas de dispositivos).
- Amazon DynamoDB (Base de datos NoSQL para ingestión rápida de datos IoT).
- Servicio Amazon OpenSearch (Búsqueda y Análisis, manejo de datos de series temporales).
- Amazon Timestream (Base de datos especializada en series temporales).
- Amazon S3 (Almacenamiento de lago de datos sin procesar).
- AWS IoT Device Defender (Monitoreo y evaluación de seguridad).
- AWS IoT Wireless (Conexión de dispositivos LPWAN remotos).
Módulo 2: Protocolos de Comunicación de Dispositivos IoT
- MQTT (MQTT v5 y WebSockets)
- Características de MQTT 5.0 (Retener, indicadores de Sesión Limpia, Propiedades de Usuario, Temas comodín).
- MQTT sobre WebSockets (Estandarización).
- Niveles de Calidad de Servicio (QoS) explicados.
- Mejores prácticas del protocolo.
- Protocolos Alternativos
- CoAP (Protocolo de Aplicación Restringido) para dispositivos restringidos.
- AMQP / MQTT sobre AMQP (Formatos de intercambio de datos estándar).
- HTTP (Para actualizaciones más simples y menos frecuentes).
- WebSockets (Comunicación dúplex completo).
Módulo 3: Construcción de Aplicaciones IoT Robustas con AWS
- Incorporación de Dispositivos y Conectividad Segura
- Pre-provisionamiento de AWS IoT Device Defender.
- Incorporación Segura Sobre el Aire (OTA) (por ejemplo, usando conceptos del Botón AWS IoT).
- Gestión de Certificados de Dispositivo (ACM/PKI).
- Implementación de MQTT con TLS.
- Ingestión, Almacenamiento y Procesamiento de Datos
- Envío eficiente de datos desde dispositivos a AWS IoT Core.
- Elegir el objetivo adecuado: Lambda (basado en eventos), Step Functions (orquestación), Timestream (series temporales), OpenSearch (búsqueda y análisis), S3 (datos sin procesar).
- Uso de AWS IoT Analytics para enriquecer y limpiar datos antes del almacenamiento.
- Gestión de escenarios de alto rendimiento (Kinesis/Firehose).
- Gestión y Operaciones de Dispositivos
- Uso de AWS IoT Device Management para la gestión de flotas.
- Implementación y gestión de Actualizaciones OTA (usando AWS IoT Jobs).
- Monitoreo y Configuración Remota.
- Construcción del Backend de IoT
- API Gateway para crear APIs REST/GraphQL para interactuar con dispositivos y datos.
- AWS Lambda para lógica empresarial.
- AWS Step Functions para coordinar componentes distribuidos.
- Amazon SQS/SNS para mensajería asíncrona y activación de eventos.
Módulo 4: Computación Perimetral e Integración Avanzada
- AWS IoT Greengrass
- Conceptos (Core, Dispositivo, Conector).
- Ejecución de funciones Lambda localmente en el dispositivo.
- Ejecución de código directamente en el dispositivo (C++, Python).
- Comunicación segura entre Greengrass Core y dispositivos AWS/IoT.
- Caso de uso: Filtrado de datos local, preprocesamiento o inferencia de IA en el borde.
- Integración con IA/ML
- Uso de SageMaker para modelos complejos de ML en la nube.
- Ejecución de inferencia de ML en el borde con el Acelerador de ML de Greengrass (GMA).
- Visualización de Datos e Interfaces de Usuario
- Uso de AWS IoT SiteWise para visualización de datos industriales.
- Construcción de Aplicaciones Web con AWS Amplify (API, IU, Autenticación).
- Paneles de control usando Amazon QuickSight o OpenSearch Dashboards.
Módulo 5: Seguridad, Gobernanza y Mejores Prácticas
- Ciclo de Vida de la Seguridad de IoT
- Principios de Diseño Seguro (Defensa en Profundidad).
- Prácticas de Desarrollo Seguro (OWASP IoT Top 10).
- Gestión de Vulnerabilidades.
- Modelado de Amenazas para IoT.
- Servicios de Seguridad de AWS para IoT
- AWS IoT Device Defender (Service y Device Defender).
- AWS Shield, AWS Identity and Access Management (IAM).
- AWS Config para verificaciones de cumplimiento.
- Integración de Módulos de Seguridad de Hardware (HSMs).
- Privacidad y Gobernanza de Datos
- Manejo de datos sensibles (PII).
- Políticas de Retención y Eliminación de Datos.
- Consideraciones de cumplimiento.
Módulo 6: Proyectos Prácticos y Proyecto Final
- Laboratorios Guiados y Prácticos
- Incorporación de Dispositivos y Comunicación MQTT.
- Implementación de Ingestión Segura de Datos a AWS.
- Construcción de un Panel de Control IoT Simple.
- Simulación de Actualización OTA.
- Introducción a AWS IoT Greengrass.
- Proyecto Final
- Construir una solución completa de IoT que aborde un problema del mundo real (por ejemplo, Automatización del Hogar Inteligente, Monitoreo Ambiental, Hub de Sensores Industriales).
- Requisitos: Dispositivo seguro, ingestión de datos, procesamiento, visualización y componente perimetral opcional.
- Uso de los servicios de AWS cubiertos a lo largo del curso.
Requerimientos
Propósito:
El desarrollo moderno de IoT se basa en infraestructura de Plataforma como Servicio (PaaS). Los sistemas PaaS de IoT líderes incluyen Microsoft Azure, AWS IoT (Amazon), Google IoT Cloud y Siemens MindSphere. Es fundamental que los desarrolladores comprendan las funciones de PaaS necesarias para integrar datos de IoT con otros ecosistemas. En este curso, recibirás formación práctica utilizando una Raspberry Pi y un chip TI SensorTag multisensores (que cuenta con 10 sensores integrados: movimiento, temperatura ambiente, humedad, presión, medidor de luz, etc.). Aprenderás los fundamentos de las funciones de IoT y cómo implementarlas en la nube PaaS de AWS IoT utilizando funciones Lambda.
8 Horas
