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Programa do Curso
Módulo 0: Fundações e Ecossistema AWS IoT
- Introdução à IoT
- Definindo a IoT em 2024: além das "Coisas" (Inteligência de Borda, IA/ML na Borda, Sistemas Ciberfísicos).
- Impulsionadores do Crescimento da IoT (Indústrias, Casos de Uso).
- Tendências Chave da IoT (Computação de Borda, Sustentabilidade, Integração de IA/ML, Segurança Aprimorada).
- AWS IoT dentro do ecossistema mais amplo da AWS (Recursos da AWS Partner Network - APN).
- Panorama dos Serviços AWS IoT
- AWS IoT Core (MQTT/Bridge, Jobs, Device Defender).
- AWS IoT Device Management (Registro de Dispositivos, Gerenciamento de Configuração, Atualizações OTA).
- AWS IoT Analytics (Processamento de dados, enriquecimento, modelagem).
- AWS IoT Greengrass (Computação na borda, execução local, conectividade segura).
- AWS IoT Button (Visão conceitual para dispositivos simples).
- Conexão: AWS IoT Core -> Lambda/DynamoDB/OpenSearch/Step Functions/SageMaker.
Módulo 1: Arquitetura de IoT, Componentes e Segurança
- Arquitetura de IoT
- Camada de Dispositivo (Sensores, Atuadores, Dispositivos de Borda como Raspberry Pi, ESP32).
- Camada de Conectividade (MQTT, CoAP, HTTP, LPWAN - LoRaWAN, NB-IoT, Sigfox, IoT Celular).
- Camada de Integração com a Nuvem (AWS IoT Core, API Gateway, Lambda, Step Functions).
- Camada de Processamento e Análise de Dados (DynamoDB, Timestream, OpenSearch, S3, Athena, SageMaker).
- Camada de Aplicação (Apps Mobile, Apps Web usando AWS Amplify, Aplicativos Personalizados de Negócio).
- Importância: Explicar o "porquê" por trás das arquiteturas distribuídas (latência, largura de banda, poder de computação, segurança).
- Mergulho nos Componentes Essenciais de IoT
- Hardware: Critérios de seleção (MCU, conectividade, sensores), Elementos de Segurança (Ambientes de Execução Confiáveis - TEEs).
- Computação de Borda (AWS Greengrass): Benefícios (baixa latência, redução do tráfego na nuvem, tomada de decisões local).
- Gestão de Dispositivo: Registro (Over-the-Air - OTA, Pré-provisionamento), Configuração, Monitoramento, Depuração Remota.
- Mergulho em Segurança: Identidade do Dispositivo, Autenticação e Autorização (Certificados X.509, Tokens Web JSON - JWTs), Criptografia de Dados (em repouso e em trânsito), AWS IoT Device Defender.
- Padronização de Segurança: Introdução a padrões (por exemplo, IEEE P2145, Open Connectivity Foundation - OCF) e conformidade (ISO/IEC 27001, SOC 2).
- Funções PaaS Específicas da AWS para IoT
- AWS IoT Core (MQTT/Bridge Seguro, Jobs para atualizações de firmware, Device Defender).
- AWS Lambda (Computação serverless para pré-processamento de dados, acionamento de ações).
- AWS Step Functions (Fluxos de trabalho com estado para interações complexas de dispositivos).
- Amazon DynamoDB (Banco de dados NoSQL para ingestão rápida de dados de IoT).
- Amazon OpenSearch Service (Pesquisa e Análise, manipulação de dados de série temporal).
- Amazon Timestream (Banco de dados especializado em séries temporais).
- Amazon S3 (Armazenamento de lago de dados brutos).
- AWS IoT Device Defender (Monitoramento e avaliação de segurança).
- AWS IoT Wireless (Conectando dispositivos remotos LPWAN).
Módulo 2: Protocolos de Comunicação de Dispositivos IoT
- MQTT (MQTT v5 & WebSockets)
- Recursos do MQTT 5.0 (Retain, Flags Clean Session, Propriedades do Usuário, Tópicos Curinga).
- MQTT sobre WebSockets (Padronização).
- Explicação dos Níveis de Qualidade de Serviço (QoS).
- Melhores Práticas do Protocolo.
- Protocolos Alternativos
- CoAP (Protocolo de Aplicação Restrito) para dispositivos com restrições.
- AMQP / MQTT sobre AMQP (Formatos de intercâmbio de dados padrão).
- HTTP (Para atualizações mais simples e menos frequentes).
- WebSockets (Comunicação full-duplex).
Módulo 3: Construindo Aplicações IoT Robustas com a AWS
- Registro de Dispositivo e Conectividade Segura
- Pré-provisionamento do AWS IoT Device Defender.
- Registro Seguro Over-The-Air (OTA) (por exemplo, usando conceitos do AWS IoT Button).
- Gestão de Certificados de Dispositivo (ACM/PKI).
- Implementação de MQTT com TLS.
- Ingestão, Armazenamento e Processamento de Dados
- Envio eficiente de dados dos dispositivos para o AWS IoT Core.
- Escolha do destino correto: Lambda (orientado a eventos), Step Functions (orquestração), Timestream (série temporal), OpenSearch (pesquisa e análise), S3 (dados brutos).
- Uso do AWS IoT Analytics para enriquecimento e limpeza de dados antes do armazenamento.
- Lidando com cenários de alta throughput (Kinesis/Firehose).
- Gestão e Operações de Dispositivo
- Uso do AWS IoT Device Management para gerenciamento de frotas.
- Implementação e gestão de Atualizações OTA (usando AWS IoT Jobs).
- Monitoramento e Configuração Remota.
- Construção do Backend de IoT
- API Gateway para criação de APIs REST/GraphQL para interagir com dispositivos e dados.
- AWS Lambda para lógica de negócios.
- AWS Step Functions para coordenação de componentes distribuídos.
- Amazon SQS/SNS para mensagens assíncronas e acionamento de eventos.
Módulo 4: Computação de Borda e Integração Avançada
- AWS IoT Greengrass
- Conceitos (Core, Dispositivo, Conector).
- Execução de funções Lambda localmente no dispositivo.
- Execução de código diretamente no dispositivo (C++, Python).
- Comunicação segura entre o Core do Greengrass e dispositivos AWS/IoT.
- Caso de Uso: Filtragem de dados local, pré-processamento ou inferência de IA na borda.
- Integração com IA/ML
- Uso do SageMaker para modelos complexos de ML na nuvem.
- Execução de inferência de ML na borda com o Acelerador de ML do Greengrass (GMA).
- Visualização de Dados e Interfaces de Usuário
- Uso do AWS IoT SiteWise para visualização de dados industriais.
- Construção de Apps Web com AWS Amplify (API, UI, Autenticação).
- Painéis usando Amazon QuickSight ou OpenSearch Dashboards.
Módulo 5: Segurança, Governança e Melhores Práticas
- Ciclo de Vida da Segurança IoT
- Princípios de Design Seguro (Defesa em Profundidade).
- Práticas de Desenvolvimento Seguro (OWASP IoT Top 10).
- Gestão de Vulnerabilidades.
- Modelagem de Ameaças para IoT.
- Serviços de Segurança da AWS para IoT
- AWS IoT Device Defender (Service e Device Defender).
- AWS Shield, AWS Identity and Access Management (IAM).
- AWS Config para verificações de conformidade.
- Integração de Módulos de Segurança de Hardware (HSMs).
- Privacidade de Dados e Governança
- Lidando com dados sensíveis (PII).
- Políticas de Retenção e Exclusão de Dados.
- Considerações de Conformidade.
Módulo 6: Projetos Práticos e Trabalho Final
- Laboratórios Práticos Guiados
- Registro de Dispositivo e Comunicação MQTT.
- Implementação de Ingestão de Dados Segura para a AWS.
- Construção de um Painel IoT Simples.
- Simulação de Atualização OTA.
- Introdução ao AWS IoT Greengrass.
- Projeto Final (Capstone)
- Construir uma solução completa de IoT que resolva um problema do mundo real (por exemplo, Automação Residencial Inteligente, Monitoramento Ambiental, Hub de Sensores Industrial).
- Requisitos: Dispositivo seguro, ingestão de dados, processamento, visualização e componente de borda opcional.
- Usar serviços da AWS cobertos ao longo do curso.
Requisitos
Objetivo:
O desenvolvimento moderno de IoT depende de infraestrutura como Plataforma de Serviço (PaaS). Os principais sistemas PaaS de IoT incluem Microsoft Azure, AWS IoT (Amazon), Google IoT Cloud e Siemens MindSphere. É essencial para os desenvolvedores compreender as funções da PaaS necessárias para integrar dados de IoT com outros ecossistemas. Neste curso, você receberá treinamento prático usando um Raspberry Pi e um chip TI SensorTag com múltiplos sensores (com 10 sensores integrados: movimento, temperatura ambiente, umidade, pressão, luminômetro, etc.). Você aprenderá os fundamentos das funções de IoT e como implementá-las na nuvem PaaS da AWS IoT usando funções Lambda.
8 Horas
