2017年，對物聯(lián)網(wǎng)而言注定難忘。這一年共享單車開始洗牌、NB-IoT（基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)）持續(xù)發(fā)酵。據(jù)IDC預(yù)測，2020年全球物聯(lián)設(shè)備數(shù)將達(dá)281億，全球市場規(guī)模將達(dá)7.1億美元，經(jīng)濟(jì)價值將達(dá)到1.9萬億美元。
在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用數(shù)量持續(xù)暴增的背景下，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的重要性被一再提及，各方也紛紛布局、持續(xù)投入，正上演著一出你方唱罷我登場的戲碼。但由于操作系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)鏈中處于極其特殊的地位，決定了這不可能是純粹技術(shù)比拼，而是綜合實(shí)力的較量。
兵家必爭之地
與手機(jī)時代的蘋果iOS操作系統(tǒng)、安卓系統(tǒng)和PC時代的Windows一樣，操作系統(tǒng)也必然成為物聯(lián)網(wǎng)時代的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，是兵家必爭之地。據(jù)統(tǒng)計，Google、Microsoft、ARM、華為和阿里等互聯(lián)網(wǎng)巨頭早已推出物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。但操作系統(tǒng)行業(yè)既定的規(guī)律是，當(dāng)一到兩個系統(tǒng)形成壟斷之后，其他系統(tǒng)就很難對其構(gòu)成威脅了，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)這個讓無數(shù)人充滿想象的舞臺帷幕正慢慢拉開。
回望物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（簡稱OS）的歷史會發(fā)現(xiàn)有一個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)——2014年。正是從那時起，Google、Microsoft、ARM，以及各色物聯(lián)網(wǎng)OS開始進(jìn)入市場。
2014年9月，ARM（是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)提供商）向全球物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)推出了mbed OS操作系統(tǒng)和設(shè)備平臺。作為ARM最大股東的日本軟銀集團(tuán)曾經(jīng)宣布，未來20年內(nèi)，全球ARM架構(gòu)芯片的年出貨量將達(dá)到1萬億顆。作為這樣一家企業(yè)，怎能坐視物聯(lián)網(wǎng)OS花落人家。
ARM亞太區(qū)物聯(lián)網(wǎng)部門有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，好的物聯(lián)網(wǎng)OS需同時滿足三個條件，即易開發(fā)、低功耗和安全性，這是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)設(shè)備十分繁雜，好的物聯(lián)網(wǎng)OS必須適應(yīng)這一特點(diǎn)，這就要求企業(yè)不斷積累技術(shù)。幾年來，ARM mbed OS不斷升級迭代。中國軟件行業(yè)協(xié)會有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《中國經(jīng)濟(jì)信息》記者，作為一家全球企業(yè)，ARM的確更注重操作系統(tǒng)架構(gòu)的安全性及通用性。
除了芯片領(lǐng)域的傳統(tǒng)巨頭，Google、Microsoft和Apple也不安于現(xiàn)狀。Apple專為智能手表開發(fā)了Watch OS，以iOS為主是Apple的戰(zhàn)略考量，將用HomeKit（是蘋果公司發(fā)布的智能家居平臺）統(tǒng)領(lǐng)智能家居硬件廠商。與Apple相比，Google則再進(jìn)一步。2014年，其向市場推出了OS Brillo（現(xiàn)已經(jīng)更名為Android Things）和IoT通信協(xié)議 Weave。2016年8月，谷歌爆出正研發(fā)名為“Fuchsia”的物聯(lián)網(wǎng)OS。
在手機(jī)操作系統(tǒng)市場功敗垂成的Microsoft此時也出場了。2015年7月，微軟發(fā)布面向物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng) Windows 10 IoT Core。這一操作系統(tǒng)是基于Windows 10操作系統(tǒng)，并與其保持著良好的通用性。Microsoft中國有關(guān)負(fù)責(zé)人評論道，Microsoft操作系統(tǒng)家族是個融合的體系，解決了跨平臺開發(fā)的問題。除上述企業(yè)，國外物聯(lián)網(wǎng)市場還活躍著其他物聯(lián)網(wǎng)OS項目，如FreeRTOS、TinyOS等。
已現(xiàn)中國時機(jī)
數(shù)據(jù)顯示，我國2014年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達(dá)到了6000億元，2015年已經(jīng)達(dá)到 7500億元，公眾網(wǎng)絡(luò)機(jī)器到機(jī)器(M2M)連接數(shù)則突破1億，占全球總量31％，成為全球最大市場。而2020年有望達(dá)到15000億元。此外，到2020年機(jī)器到機(jī)器連接數(shù)有望達(dá)到17億，預(yù)計到2020年前的年復(fù)合增長率將達(dá)到76%。
在與國際巨頭的競爭中，中國企業(yè)幾乎與他們共同起步。我國最早進(jìn)入這一領(lǐng)域的企業(yè)是一家名不見經(jīng)傳的信息技術(shù)公司。其是從嵌入式無線模塊做起，產(chǎn)品已經(jīng)在智能電網(wǎng)、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
也是在2014年，這家中國企業(yè)率先推出了物聯(lián)網(wǎng)OS——MICO，其比ARM推出mbed OS還要早上幾個月。企業(yè)負(fù)責(zé)人表示，我們生產(chǎn)的全部無線接入模塊產(chǎn)品里，都安裝了這一操作系統(tǒng)。最新數(shù)據(jù)顯示，在企業(yè)銷售的1千萬搭載MICO操作系統(tǒng)的無線接入模塊中，已經(jīng)被激活并開始使用的多達(dá)數(shù)百萬個。
華為也基本上起步于同一時期。2015年5月，華為正式發(fā)布開源物聯(lián)網(wǎng)OS LiteOS。該系統(tǒng)最大亮點(diǎn)是內(nèi)核超輕，小于10kb，是世界上最輕量級的物聯(lián)網(wǎng)OS。而這一物聯(lián)網(wǎng)OS僅僅是華為大的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的組成部分之一。華為物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略簡稱為“1+2+1”：即“1”個開源物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（指LiteOS）；“2”種連接方式，分別是有線連接（家庭網(wǎng)關(guān)、工業(yè)網(wǎng)關(guān)）和無線連接（2G/3G/4G/NB-IoT）；以及“1”個物聯(lián)網(wǎng)平臺（指華為IoT連接管理平臺OceanConnect）。目前，華為正依靠其在NB-IoT上的技術(shù)積累，幫助運(yùn)營商完成向5G的跨越。
此外，阿里YunOS的出現(xiàn)也是物聯(lián)網(wǎng)OS領(lǐng)域的一件大事。2014年，YunOS開始應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)電視、智慧家居、互聯(lián)網(wǎng)汽車、機(jī)器人等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，而其以前則主要應(yīng)用在手機(jī)上。標(biāo)志性的事件是，2016年8月，阿里和上汽榮威合作生產(chǎn)了互聯(lián)網(wǎng)汽車榮威RX5，并在短短一年多的時間，銷量突破10萬輛。數(shù)據(jù)顯示，我國車聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將在2025年達(dá)到約2162億美元。YunOS則成功完成了在行業(yè)爆發(fā)前的進(jìn)入。
中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所業(yè)務(wù)資源與物聯(lián)網(wǎng)研究部有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，總體而言，中國公司大多數(shù)都是“由硬到軟”，即利用我國在制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢地位，向物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)進(jìn)軍。
縱觀PC操作系統(tǒng)與手機(jī)操作系統(tǒng)局面的形成可以發(fā)現(xiàn)，操作系統(tǒng)的技術(shù)比拼只是其中一個方面，而運(yùn)營能力才更為重要。塞班系統(tǒng)是諾基亞投入200億美元重金打造，最終卻無疾而終，而諾基亞也隨著打造這一系統(tǒng)的失利，徹底隕落在曾經(jīng)“天下不敗”的手機(jī)領(lǐng)域。
有業(yè)內(nèi)人士也表示，對中國的物聯(lián)網(wǎng)OS企業(yè)來講，運(yùn)營能力是十分要緊的。他說：“中國公司善于做應(yīng)用產(chǎn)品，但做操作系統(tǒng)則完全是兩回事，中國企業(yè)往往缺少這方面的經(jīng)驗(yàn)，畢竟還沒有哪家中國公司真正成功占領(lǐng)過某一個操作系統(tǒng)市場。”
與移動互聯(lián)網(wǎng)和PC時代相比，物聯(lián)網(wǎng)時代操作系統(tǒng)所面臨的考驗(yàn)更多。即包括與底層硬件廠商之間的磨合，也包括接口方面的標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。而最讓人頭疼的是物聯(lián)網(wǎng)中需要接入的終端數(shù)量十分龐大。大的物聯(lián)網(wǎng)市場其實(shí)是由眾多小市場組成，估計任何一家操作系統(tǒng)企業(yè)都無法全覆蓋。
而開發(fā)者的支持也十分重要。物聯(lián)網(wǎng)OS做得到底如何，需要眾多的開發(fā)者通過應(yīng)用進(jìn)行檢驗(yàn)，沒有開發(fā)者的支持，操作系統(tǒng)再完美也白費(fèi)，這就是在考驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)OS企業(yè)的運(yùn)營能力。Google和Apple都能從其手機(jī)操作系統(tǒng)的用戶獲得支持，其他企業(yè)往往需要在不斷運(yùn)營中培養(yǎng)開發(fā)者用戶。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，ARM mbed OS已在全球擁有約20萬名開發(fā)者。華為則已經(jīng)開始著手打造LiteOS開源社區(qū)。
此外，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的生態(tài)較量已經(jīng)上升至“云端”。在移動互聯(lián)網(wǎng)和PC時代，終端需要安裝眾多應(yīng)用程序，但進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時代以后，終端最主要的任務(wù)是傳輸和收集，并將數(shù)據(jù)傳輸至云端，所以對于物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，云計算的能力十分重要。
據(jù)阿里YunOS事業(yè)部有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在大數(shù)據(jù)和云計算方面，阿里擁有很出色的能力，我們打造的YunOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，最終將實(shí)現(xiàn)為用戶提供人、物、服務(wù)三位一體的全新網(wǎng)絡(luò)。而Google、Microsoft等企業(yè)也在努力加強(qiáng)云計算的能力。華為相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示，將與某云服務(wù)提供商開展深度合作。
總之，好的物聯(lián)網(wǎng)OS絕不僅僅只是技術(shù)能力問題，而是對整個生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)能力的全面檢驗(yàn)。
知識補(bǔ)充：
物聯(lián)網(wǎng)的重要操作系統(tǒng)
不像PC和移動設(shè)備領(lǐng)域，一系列廣泛的商用和開源操作系統(tǒng)在驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)。本文介紹了幾種領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)以及它們各自的最佳使用場合。
科技行業(yè)將大量的時間花在致力于物聯(lián)網(wǎng)熱潮。營利性科技公司和開源社區(qū)成員都在宣傳各自的操作系統(tǒng)，標(biāo)榜自己是適合眾多物聯(lián)網(wǎng)用途的那種操作系統(tǒng)。而事實(shí)上，不是每種操作系統(tǒng)都很適合每一個物聯(lián)網(wǎng)用途。正由于如此，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)領(lǐng)域會具有一定的多樣性。
物聯(lián)網(wǎng)和操作系統(tǒng)這個話題出現(xiàn)在IT界時，你常常聽到“嵌入式操作系統(tǒng)”這個術(shù)語與“實(shí)時操作系統(tǒng)”（RTOS）互換使用。但實(shí)際上，一些嵌入式操作系統(tǒng)有實(shí)時功能，另一些則沒有這種功能。
真正的RTOS物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要處理數(shù)據(jù)時沒有緩沖延遲。RTOS的好處包括：能夠?qū)崿F(xiàn)多任務(wù)處理，能夠調(diào)度和優(yōu)先處理任務(wù)，還能夠管理資源在多個任務(wù)之間的共享。這種操作系統(tǒng)通常用于比較復(fù)雜的航空、工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。
另一方面，我們又有不大復(fù)雜，不過仍功能齊全的操作系統(tǒng)，它們有另外的好處：功耗比較低，對資源的要求也比較低，比如處理能力和內(nèi)存。十之八九，諸如此類的操作系統(tǒng)的增長率會超過RTOS，至少對第一代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說是這樣。
我們將介紹幾種不同的操作系統(tǒng)，我們認(rèn)為它們將驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。雖然有許多替代操作系統(tǒng)沒有介紹，但本文代表了一系列廣泛的操作系統(tǒng)功能，既有一些開源操作系統(tǒng)，也有一些商用操作系統(tǒng)。最后，它們體現(xiàn)了可支持一切設(shè)備的操作系統(tǒng)：從衛(wèi)星、聯(lián)網(wǎng)冰箱，一直到嵌入在手表和衣服中的智能技術(shù)。
不妨看一看諸多操作系統(tǒng)及其周圍的公司/社區(qū)。最后說說你認(rèn)為哪些操作系統(tǒng)會給物聯(lián)網(wǎng)帶來最大的影響，或者你是否認(rèn)為我們漏掉了一兩種應(yīng)該榜上有名的操作系統(tǒng)。
RIOT OS
RIOT OS是一種開源社區(qū)項目，自2008年以來就啟動了。RIOT能夠在眾多平臺上運(yùn)行，包括嵌入式設(shè)備和PC（以及數(shù)量眾多的極其流行的傳感器/致動器板卡），而且擁有易于使用的API。該操作系統(tǒng)因用電量和資源需求方面能夠做到高效而家喻戶曉。
Windows 10 For IoT
微軟的最新款嵌入式操作系統(tǒng)名為Windows 10 for IoT。這面大旗下還有三個子操作系統(tǒng)，視你的要求而定。第一個是Windows 10 for IoT Mobile，它支持ARM架構(gòu)。下一個是Windows 10 for IoT Core，它支持Raspberry Pi和英特爾凌動。最后一個是Windows 10 for IoT Enterprise――這多少有點(diǎn)像功能完備的Windows 10 Enterprise，但僅限于只運(yùn)行單一應(yīng)用程序。
由于Windows 10 for IoT是全新產(chǎn)品，它在用戶群和經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)者方面顯然落后于其他許多物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。話雖如此，這款操作系統(tǒng)大有潛力――如果你想在內(nèi)部開發(fā)應(yīng)用程序，更是如此。最終，那些習(xí)慣于使用Visual Studio和Azure物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，針對Windows從事開發(fā)工作的人會被整套的Windows 10 for IoT方案吸引過去。
WindRiver VxWorks
WindRiver的VxWorks可能是如今使用的最流行的商用ROTS。它提供了一款可靠的操作系統(tǒng)，又具有高度的靈活性。VxWorks還提供了許多安全功能，這些功能對需要它們的物聯(lián)網(wǎng)項目來說至關(guān)重要。VxWorks在工業(yè)、醫(yī)療和航空等領(lǐng)域的名氣很大，因?yàn)樗巧贁?shù)幾家滿足必要的認(rèn)證要求、以便用于那些行業(yè)的RTOS廠商之一。
谷歌Brillo
谷歌在去年秋季的谷歌I/O大會上宣布，打算推出Brillo，進(jìn)軍嵌入式操作系統(tǒng)市場。面向基于安卓的嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)平臺很合適在編寫安卓應(yīng)用程序方面有著扎實(shí)背景的那些人。Brillo使用一種名為Weave的通信協(xié)議。這意味著，智能設(shè)備沒必要非得將嵌入式安卓作為其操作系統(tǒng)――它們只要能夠使用Weave進(jìn)行通信就可以。這為一大批廠商將Weave集成到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品當(dāng)中敞開了大門，最終讓這些產(chǎn)品能夠與Brillo。
ARM Mbed OS
ARM在開發(fā)自己的開源嵌入式操作系統(tǒng)，名為mbed OS。由于它是由ARM開發(fā)的，所以ARM是唯一支持的架構(gòu)。話雖如此，預(yù)計該操作系統(tǒng)會在智能家居和可穿戴式設(shè)備這兩個物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分市場大放異彩。這款操作系統(tǒng)有別于另外許多的嵌入式操作系統(tǒng)，原因在于它是單線程，而不是多線程。ARM表示，它認(rèn)為這對該操作系統(tǒng)能夠在尺寸最小、功耗最低的設(shè)備上運(yùn)行而言必不可少。如果物理尺寸和電池使用時間至關(guān)重要，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備最后可能會在mbed OS上運(yùn)行。
Embedded Apple iOS和OS X
雖然蘋果還沒有在如今的物聯(lián)網(wǎng)市場扮演重要角色，但是它肯定會很快扮演這種角色。到目前為止，蘋果已采用了其操作系統(tǒng)平臺的變種，開發(fā)了多款物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，比如蘋果電視、CarPlay（借助BlackBerry QNX）和蘋果手表。
展望未來，預(yù)計蘋果會繼續(xù)使用其iOS，并改動OS X，那樣它可以在物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)設(shè)備上更精簡、更高效地運(yùn)行。開發(fā)人員可以使用諸如最近發(fā)布的HomeKit之類的工具，這種框架用來構(gòu)建控制家庭自動化設(shè)備的應(yīng)用程序。
Nucleus RTOS
Nucleus RTOS是Mentor Graphics公司開發(fā)的一種嵌入式操作系統(tǒng)。這家公司聲稱，其軟件目前在30多億個設(shè)備上運(yùn)行，這是個相當(dāng)龐大的安裝群。該操作系統(tǒng)為眾多嵌入式架構(gòu)提供了有力的支持，在汽車、醫(yī)療、公用事業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品等行業(yè)垂直領(lǐng)域大受歡迎。
Green Hills Integrity
不過另一種由來已久的商用RTOS解決方案是Green Hills的Integrity。它在航空/國防、汽車、工業(yè)和醫(yī)療等垂直領(lǐng)域展開激烈的競爭。該公司還繼續(xù)在面向消費(fèi)者的物聯(lián)網(wǎng)市場大受歡迎，這歸功于它一向以來憑借性能、安全和可靠性博得了人氣和美名。
AliOS Things
AliOS Things為阿里巴巴研制的一款面向汽車、IoT終端、IoT芯片和工業(yè)領(lǐng)域研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，并在其中整合了原YunOS移動端業(yè)務(wù)。
簡單來說，這種操作系統(tǒng)具備了極致的性能，易開發(fā)、云端強(qiáng)大、組件豐富（包括實(shí)時操作系統(tǒng)內(nèi)核，連接協(xié)議庫、文件系統(tǒng)、libc接口、FOTA、Mesh、語音識別）以及較高的安全防護(hù)等功能，還支持移動端設(shè)備直接連接到阿里云loT云服務(wù)平臺。
阿里表示：操作系統(tǒng)不應(yīng)該僅僅只是阿里巴巴的操作系統(tǒng)，希望這次AliOS開源之后，把OS變成大家的OS。
AliOS面向多端可配置，分別面向設(shè)備方案、芯片、設(shè)備及中間技術(shù)等四個軟件層。系統(tǒng)設(shè)計嚴(yán)格遵循CPL可配置原則，模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高度內(nèi)聚、模塊間依靠松耦合，插件化的設(shè)計，可按需加載，實(shí)現(xiàn)禁止反向依賴，在保證更高可定制化的同時，還能不破壞系統(tǒng)兼容性。
并且為了讓開發(fā)者更加關(guān)注開發(fā)及應(yīng)用、部署和迭代，AliOS Things會為開發(fā)者提供一個功能強(qiáng)大、好用的工具。
AliOS的使命是 “驅(qū)使萬物智能”，將OS（端），連接，云服務(wù)，硬件深度結(jié)合，為IoT生態(tài)伙伴提供一站式IoT解決方案，從而形成閉環(huán)。
Lite OS
Lite OS目前世界上最輕量級的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，其系統(tǒng)體積輕巧到10KB級，具備零配置、自組網(wǎng)、跨平臺的能力，可廣泛應(yīng)用于智能家居、穿戴式、工業(yè)等領(lǐng)域。由于LiteOS實(shí)行開源，合作伙伴便可以快速構(gòu)建自己的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，這將讓智能硬件的開發(fā)變得更加簡單，從而加快實(shí)現(xiàn)萬物的互聯(lián)互通。Lite OS的模式與牛津大學(xué)研究人員發(fā)明的Contiki系統(tǒng)、加州大學(xué)伯克利分校發(fā)明的TinyOS相似，同樣具備輕量化、開源的特性。
Liteos操作系統(tǒng)具有能耗最低，體積最小、響應(yīng)最快的特點(diǎn)，已推出全開放開源社區(qū)，提供芯片、模塊和開源硬件板，如海思的PLC芯片HCT3911、媒體芯片3798M/C、IPCamera芯片Hi3516A，以及LTE-M芯片等(開發(fā)者也可以選擇第三方芯片，如STM32等)。
Liteos主要應(yīng)用于智能家居、穿戴式、車聯(lián)網(wǎng)、智能抄表、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等IoT領(lǐng)域的智能硬件上，數(shù)據(jù)采集、實(shí)時控制等是其典型使用環(huán)境。
結(jié)束語
不像PC、平板電腦和智能手機(jī)領(lǐng)域，可能不會只有那么幾種操作系統(tǒng)主導(dǎo)整個物聯(lián)網(wǎng)市場。相反，我們將不得不面對幾十種流行的選擇，它們各自有特定的優(yōu)缺點(diǎn)。本文介紹的八種操作系統(tǒng)表明了廣泛的選擇余地以及它們可能用于哪些領(lǐng)域。
1、物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng) 概述
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是 IOT（Internet Of Things）。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的 互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是 互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與 互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)與 互聯(lián)網(wǎng)的不同在于，互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注的是“人與人”之間的信息交換和共享，而物聯(lián)網(wǎng)則進(jìn)一步擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)“物與物”、“人與物”之間的信息交換和共享。
下圖示意了物聯(lián)網(wǎng)的 分層體系結(jié)構(gòu)： 物聯(lián)網(wǎng)大致可分為感知層、 網(wǎng)絡(luò)層（進(jìn)一步分為網(wǎng)絡(luò) 接入層和核心層）、設(shè)備管理層、 應(yīng)用層等四個層次。其中最能體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)特征的，就是物聯(lián)網(wǎng)的感知層。感知層由各種各樣的傳感器、協(xié)議轉(zhuǎn)換 網(wǎng)關(guān)、通信網(wǎng)關(guān)、智能終端、刷卡機(jī)（POS機(jī)）、智能卡等終端設(shè)備組成。這些終端大部分都是具備計算能力的 微型計算機(jī)。運(yùn)行在這些終端上的最重要的系統(tǒng)軟件-操作系統(tǒng)，就是所謂的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)的個人計算機(jī)或個人智能終端（智能手機(jī)、平板電腦等）上的操作系統(tǒng)不同，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)尤其獨(dú)特的特征。這些特征是為了更好的服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而存在的，運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的終端設(shè)備，能夠與物聯(lián)網(wǎng)的其它層次結(jié)合的更加緊密，數(shù)據(jù)共享更加順暢，能夠大大提升物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)效率。
2、物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的作用
除具備傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的設(shè)備資源管理功能外，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)還具備下列功能：
物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境培育：拉通物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的上下游，培育物聯(lián)網(wǎng) 硬件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 軟件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用軟件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)營、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘等分離的商業(yè)生態(tài)環(huán)境，為物聯(lián)網(wǎng)的大發(fā)展建立基礎(chǔ)。類似于智能終端操作系統(tǒng)（iOS、Andriod等）對移動 互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)環(huán)境培育作用；
降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的成本和時間：物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是一個公共的業(yè)務(wù)開發(fā)平臺，具備豐富完備的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)功能組件和應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，可大大降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)時間和開發(fā)成本；提升數(shù)據(jù)共享能力：統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)具備一致的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問方式，為不同行業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享提供了可能。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)可打破行業(yè)壁壘，增強(qiáng)不同行業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享能力，甚至可以提供“行業(yè)服務(wù)之上”的服務(wù)，比如數(shù)據(jù)挖掘等；
為物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一管理奠定基礎(chǔ)：采用統(tǒng)一的遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程管理接口，即使行業(yè)應(yīng)用不同，也可采用相同的 管理軟件對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，大大提升物聯(lián)網(wǎng)的可管理性和可維護(hù)性，甚至可以做到整個物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一管理和維護(hù)。
3、體系架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)由 內(nèi)核、通信支持（Zibee、2/3/4G等通信支持、NFC、RS232/PLC支持等）、外圍組件（文件系統(tǒng)、GUI、Java 虛擬機(jī)、XML文件解析器等）、 集成開發(fā)環(huán)境等組成，基于此，可衍生出一系列面向行業(yè)的特定應(yīng)用，下圖展示了這個概念：
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)與傳統(tǒng)的個人計算機(jī)操作系統(tǒng)和智能手機(jī)類操作系統(tǒng)不同，它具備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一些獨(dú)特特點(diǎn)，現(xiàn)說明如下。
4、物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)由內(nèi)核、輔助外圍模塊（文件系統(tǒng)、圖形用戶界面、通信協(xié)議棧、各類常見設(shè)備的驅(qū)動程序等）、集成開發(fā)環(huán)境等組成。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)與傳統(tǒng)的個人計算機(jī)操作系統(tǒng)和智能手機(jī)類操作系統(tǒng)不同，它具備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一些獨(dú)特特點(diǎn)。
內(nèi)核的特點(diǎn)
內(nèi)核尺寸伸縮性強(qiáng)，能夠適應(yīng)不同配置的硬件平臺。比如，一個極端的情況下，內(nèi)核尺寸必須維持在10K以內(nèi)，以支撐內(nèi)存和CPU性能都很受限的傳感器，這時候內(nèi)核具備基本的任務(wù)調(diào)度和通信功能即可。在另外一個極端的情況下，內(nèi)核必須具備完善的 線程調(diào)度、 內(nèi)存管理、本地存儲、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、 圖形用戶界面等功能，以滿足高配置的智能 物聯(lián)網(wǎng)終端的要求。這時候的內(nèi)核尺寸，不可避免的會大大增加，可以達(dá)到幾百K，甚至M級。這種內(nèi)核尺寸的伸縮性，可以通過兩個層面的措施來實(shí)現(xiàn)：重新編譯和二進(jìn)制模塊選擇加載。重新編譯措施很簡單，只需要根據(jù)不同的應(yīng)用目標(biāo)，選擇所需的功能模塊，然后對內(nèi)核進(jìn)行重新編譯即可。這個措施應(yīng)用于內(nèi)核定制非常深入的情況下，比如要求內(nèi)核的尺寸達(dá)到10K以下的場合。而二進(jìn)制模塊選擇加載，則用在對內(nèi)核定制不是很深入的情況。這時候維持一個操作系統(tǒng)配置文件，文件里列舉了操作系統(tǒng)需要加載的所有二進(jìn)制模塊。在內(nèi)核初始化完成后，會根據(jù)配置文件，加載所需的二進(jìn)制模塊。這需要 終端設(shè)備要有外部 存儲器（比如硬盤、Flash等），以存儲要加載的二進(jìn)制模塊；
內(nèi)核的實(shí)時性必須足夠強(qiáng)，以滿足關(guān)鍵應(yīng)用的需要。大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，要求 操作系統(tǒng)內(nèi)核要具備實(shí)時性，因?yàn)楹芏嗟年P(guān)鍵性動作，必須在有限的時間內(nèi)完成，否則將失去意義。內(nèi)核的實(shí)時性包涵很多層面的意思，首先是 中斷響應(yīng)的實(shí)時性，一旦外部中斷發(fā)生，操作系統(tǒng)必須在足夠短的時間內(nèi)響應(yīng)中斷并做出處理。其次是線程或任務(wù)調(diào)度的實(shí)時性，一旦任務(wù)或線程所需的資源或進(jìn)一步運(yùn)行的條件 準(zhǔn)備就緒，必須能夠馬上得到調(diào)度。顯然，基于 非搶占式調(diào)度方式的內(nèi)核很難滿足這些實(shí)時性要求；
內(nèi)核架構(gòu)可擴(kuò)展性強(qiáng)。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的內(nèi)核，應(yīng)該設(shè)計成一個框架，這個框架定義了一些接口和規(guī)范，只要遵循這些接口和規(guī)范，就可以很容易的在 操作系統(tǒng)內(nèi)核上增加新的功能的新的硬件支持。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境具備廣譜特性，要求操作系統(tǒng)必須能夠擴(kuò)展以適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境。內(nèi)核應(yīng)該有一個基于 總線或樹結(jié)構(gòu)的設(shè)備管理機(jī)制，可以動態(tài)加載設(shè)備驅(qū)動程序或其它核心模塊。同時內(nèi)核應(yīng)該具備外部二進(jìn)制模塊或應(yīng)用程序的動態(tài)加載功能，這些應(yīng)用程序存儲在外部介質(zhì)上，這樣就無需修改內(nèi)核，只需要開發(fā)新的應(yīng)用程序，就可滿足特定的行業(yè)需求；
內(nèi)核應(yīng)足夠安全和可靠?？煽啃跃筒挥谜f了，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境具備自動化程度高、人為干預(yù)少的特點(diǎn)，這要求內(nèi)核必須足夠可靠，以支撐長時間的獨(dú)立運(yùn)行。安全對物聯(lián)網(wǎng)來說更加關(guān)鍵，甚至關(guān)系到國家命脈。比如一個不安全的內(nèi)核被應(yīng)用到國家電網(wǎng)控制當(dāng)中，一旦被外部侵入，造成的影響將無法估量。為了加強(qiáng)安全性，內(nèi)核應(yīng)支持內(nèi)存保護(hù)（VMM等機(jī)制）、異常管理等機(jī)制，以在必要時隔離錯誤的代碼。另外一個安全策略，就是不 開放源代碼，或者不開放關(guān)鍵部分的內(nèi)核源代碼。不公開源代碼只是一種安全策略，并不代表不能免費(fèi)適用內(nèi)核；
節(jié)能省電，以支持足夠的電源續(xù)航能力。 操作系統(tǒng)內(nèi)核應(yīng)該在CPU空閑的時候，降低CPU運(yùn)行頻率，或干脆關(guān)閉CPU。對于周邊設(shè)備，也應(yīng)該實(shí)時判斷其運(yùn)行狀態(tài)，一旦進(jìn)入空閑狀態(tài)，則切換到省電模式。同時， 操作系統(tǒng)內(nèi)核應(yīng)最大程度的降低中斷發(fā)生頻率，比如在不影響實(shí)時性的情況下，把系統(tǒng)的 時鐘頻率調(diào)到最低，以最大可能的節(jié)約電源。
外圍模塊的特點(diǎn)
外圍模塊指為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn)，操作系統(tǒng)應(yīng)該具備的一些功能特征，比如 遠(yuǎn)程維護(hù)和升級等。同時也指為了擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng) 操作系統(tǒng)內(nèi)核的功能范圍，而開發(fā)的一些功能模塊，比如文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的外圍模塊（或外圍功能）應(yīng)該至少具備下列這些：
支持操作系統(tǒng)核心、設(shè)備 驅(qū)動程序或應(yīng)用程序等的遠(yuǎn)程升級。遠(yuǎn)程升級是物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的最基本特征，這個特性可大大降低維護(hù)成本。遠(yuǎn)程升級完成后，原有的設(shè)備配置和數(shù)據(jù)能夠得以繼續(xù)使用。即使在升級失敗的情況下，操作系統(tǒng)也應(yīng)該能夠恢復(fù)原有的運(yùn)行狀態(tài)。遠(yuǎn)程升級和維護(hù)是支持物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)大規(guī)模部署的主要措施之一；
支持常用的文件系統(tǒng)和外部存儲，比如支持FAT32/NTFS/DCFS等文件系統(tǒng)，支持硬盤、USB stick、Flash、ROM等常用存儲設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)連接中斷的情況下，外部存儲功能會發(fā)揮重要作用。比如可以臨時存儲采集到的數(shù)據(jù)，再網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再上傳到數(shù)據(jù)中心。但文件系統(tǒng)和存儲驅(qū)動的代碼，要與操作系統(tǒng)核心代碼有效分離，能夠做到非常容易的裁剪；
支持遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程管理等維護(hù)功能。這里不僅僅包涵常見的遠(yuǎn)程操作特性，比如遠(yuǎn)程修改設(shè)備參數(shù)、 遠(yuǎn)程查看運(yùn)行信息等。還應(yīng)該包涵更深層面的遠(yuǎn)程操作，比如可以 遠(yuǎn)程查看 操作系統(tǒng)內(nèi)核的狀態(tài)，遠(yuǎn)程調(diào)試線程或任務(wù)，異常時的遠(yuǎn)程dump內(nèi)核狀態(tài)等功能。這些功能不僅僅需要外圍應(yīng)用的支持，更需要 內(nèi)核的天然支持；
支持完善的網(wǎng)絡(luò)功能。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)必須支持完善的TCP/IP協(xié)議棧，包括對IPv4和IPv6的同時支持。這個協(xié)議棧要具備靈活的伸縮性，以適應(yīng)裁剪需要。比如可以通過裁剪，使得 協(xié)議棧只支持IP/UDP等協(xié)議功能，以降低代碼尺寸。同時也支持豐富的IP協(xié)議族，比如Telnet/FTP/IPSec/SCTP等協(xié)議，以適用智能終端和高安全可靠的應(yīng)用場合；
對物聯(lián)網(wǎng)常用的無線通信功能要內(nèi)置支持。比如支持GPRS/3G/HSPA/4G等公共網(wǎng)絡(luò)的無線通信功能，同時要支持Zigbee/NFC/RFID等近場通信功能，支持WLAN/Ethernet等桌面網(wǎng)絡(luò)接口功能。這些不同的協(xié)議之間，要能夠相互轉(zhuǎn)換，能夠把從一種協(xié)議獲取到的數(shù)據(jù)報文，轉(zhuǎn)換成為另外一種協(xié)議的報文發(fā)送出去。除此之外，還應(yīng)支持短信息的接收和發(fā)送、語音通信、視頻通信等功能；
內(nèi)置支持XML文件解析功能。物聯(lián)網(wǎng)時代，不同行業(yè)之間，甚至相同行業(yè)的不同領(lǐng)域之間，會存在嚴(yán)重的信息共享壁壘。而XML格式的數(shù)據(jù)共享可以打破這個壁壘，因此XML標(biāo)準(zhǔn)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域會得到更廣泛的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)要內(nèi)置對XML解析的支持，所有操作系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)，統(tǒng)一用XML格式進(jìn)行存儲。同時也可對行業(yè)自行定義的XML格式進(jìn)行解析，以完成行業(yè)轉(zhuǎn)換功能；
支持完善的GUI功能。 圖形用戶界面一般應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的智能終端中，完成用戶和設(shè)備的交互。GUI應(yīng)該定義一個完整的框架，以方便圖形功能的擴(kuò)展。同時應(yīng)該實(shí)現(xiàn)常用的用戶界面元素，比如 文本框、按鈕、列表等。另外，GUI模塊應(yīng)該與操作系統(tǒng)核心分離，最好支持二進(jìn)制的動態(tài)加載功能，即操作系統(tǒng)核心根據(jù)應(yīng)用程序需要，動態(tài)加載或卸載GUI模塊。GUI模塊的效率要足夠高，從用戶輸入確認(rèn)，到具體的動作開始執(zhí)行之間的時間（可以叫做click-launch時間）要足夠短，不能出現(xiàn)用戶點(diǎn)擊了確定、但任務(wù)的執(zhí)行卻等待很長時間的情況；
支持從外部存儲介質(zhì)中動態(tài)加載應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)應(yīng)提供一組API，供不同應(yīng)用程序調(diào)用，而且這一組API應(yīng)該根據(jù)操作系統(tǒng)所加載的外圍模塊實(shí)時變化。比如在加載了GUI模塊的情況下，需要提供GUI操作的系統(tǒng)調(diào)用，但是在沒有GUI模塊的情況下，就不應(yīng)該提供GUI功能調(diào)用。同時操作系統(tǒng)、GUI等外圍模塊、應(yīng)用程序模塊應(yīng)該二進(jìn)制分離，操作系統(tǒng)能夠動態(tài)的從外部存儲介質(zhì)上按需加載應(yīng)用程序。這樣的一種結(jié)構(gòu)，就使得整個操作系統(tǒng)具備強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。 操作系統(tǒng)內(nèi)核和外圍模塊（GUI、網(wǎng)絡(luò)等）提供基礎(chǔ)支持，而各種各樣的行業(yè)應(yīng)用，通過應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)。最后在軟件發(fā)布的時候，只發(fā)布 操作系統(tǒng)內(nèi)核、所需的外圍模塊、應(yīng)用程序模塊即可。
集成開發(fā)環(huán)境的特點(diǎn)
集成開發(fā)環(huán)境是構(gòu)筑行業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵工具，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)必須提供方便靈活的開發(fā)工具，以開發(fā)出適合行業(yè)應(yīng)用的應(yīng)用程序。開發(fā)環(huán)境必須足夠成熟并得到廣泛適用，以降低應(yīng)用程序的上市時間（GTMT）。集成開發(fā)環(huán)境必須具備如下特點(diǎn)：
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)要提供豐富靈活的API，供程序員調(diào)用，這組API應(yīng)該能夠支持多種語言，比如既支持C/C++，也支持Java、Basic等 程序設(shè)計語言；最好充分利用已有的 集成開發(fā)環(huán)境。比如可以利用Eclipse、Visual Studio等 集成開發(fā)環(huán)境，這些集成開發(fā)工具具備廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，可以在Internet上直接獲得良好的技術(shù)支持；除配套的集成開發(fā)環(huán)境外，還應(yīng)定義和實(shí)現(xiàn)一種緊湊的應(yīng)用程序格式（類似Windows的PE格式），以適用物聯(lián)網(wǎng)的特殊需要。通過對 集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行定制，使得集成開發(fā)環(huán)境生成的代碼，可以遵循這種格式；要提供一組工具，方便應(yīng)用程序的開發(fā)和調(diào)試。比如提供應(yīng)用程序 下載工具、遠(yuǎn)程調(diào)試工具等，支撐整個開發(fā)過程。
可以看出，上述物聯(lián)網(wǎng) 操作系統(tǒng)內(nèi)核、外圍模塊、應(yīng)用開發(fā)環(huán)境等，都是支撐平臺，支撐更上一層的行業(yè)應(yīng)用。行業(yè)應(yīng)用才是最終產(chǎn)生生產(chǎn)力的軟件，但是物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是行業(yè)應(yīng)用得以茁壯生長和長期有效生存的基礎(chǔ)，只有具備了強(qiáng)大靈活的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)這棵大樹才能結(jié)出豐碩的果實(shí)。
5物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的開發(fā)
當(dāng)前尚無一個比較完善的可商業(yè)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。不過許多操作系統(tǒng)，都在朝這個方向發(fā)展。比如國產(chǎn)操作系統(tǒng)Hello China，已具備物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的大致雛形（完善的 內(nèi)核、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)功能、GUI、開發(fā)工具等），進(jìn)一步完善后，可作為典型的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)進(jìn)行推廣。進(jìn)一步的信息，請參考“擴(kuò)展閱讀”相關(guān)內(nèi)容。
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