基于 ESP32 与 AWS 全托管服务的 IoT 架构:MQTT + WebSocket 实现设备-云-APP 高效互联

news2025/5/24 23:53:38

 目录

一、总体架构图

二、设备端(ESP32)低功耗设计(适配 AWS IoT)

1.MQTT 设置(ESP32 连接 AWS IoT Core)

2.低功耗策略总结(ESP32)

三、云端架构(基于 AWS Serverless + IoT Core)

1.AWS IoT Core 接入

2.云端 → APP:WebSocket 推送方案

流程:

3.数据存储建议

四、模块划分

ESP32 固件端(嵌入式)

AWS 云端模块(Serverless)

五、安全设计

六、示意流程:设备上报 + WebSocket 推送

七、总结优势


使用 ESP32 + MQTT(设备到云)+ WebSocket(云到APP) 架构,并引入 AWS Serverless + AWS IoT Core。这是一个现代化、可扩展、低运维的 IoT 架构选择。

涵盖设备低功耗、AWS 云端 serverless 架构优化、IoT Core 接入设计。


一、总体架构图

[ESP32] ←→ [AWS IoT Core] ←→ [AWS Lambda] ←→ [API Gateway/WebSocket API] ←→ [APP]
                             ↓             ↑
                     [DynamoDB]       [Amazon Cognito]
                             ↓
                    状态缓存/离线命令

二、设备端(ESP32)低功耗设计(适配 AWS IoT)

1.MQTT 设置(ESP32 连接 AWS IoT Core)

  • 使用 MQTT over TLS(AWS 要求);

  • 每次唤醒时连接 AWS IoT:

    • 使用 X.509 证书进行身份验证;

    • 连接后快速上报状态;

    • 订阅命令主题,处理后休眠;

  • 使用 QoS 1,确保命令可靠到达。

建议主题设计:

类型 Topic 格式
上报状态 device/{deviceId}/status
命令下发 device/{deviceId}/command
应答消息 device/{deviceId}/response

2.低功耗策略总结(ESP32)

策略点 技术实现
Deep Sleep RTC Timer 定时唤醒
快速 WiFi 静态 IP + NVS WiFi 保存
MQTT 快连 保存 Session, TLS Session Resume
AWS IoT 优化 设置 KeepAlive=60s,连接后快速执行
OTA 唤醒 OTA 标志位控制是否维持连接升级

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