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物联网操作系统的发展前景如何?

www.cechina.cn2019.04.02阅读 2460

  物联网操作系统的前景如何?会不会出现移动互联网时代的争霸局面?与传统的个人计算机或个人智能终端(智能手机、平板电脑等)上的操作系统不同,物联网操作系统有其独特的特征。
  这些特征是为了更好的服务物联网应用而存在的,运行物联网操作系统的终端设备,能够与物联网的其它层次结合的更加紧密,数据共享更加顺畅,能够大大提升物联网的生产效率。
  洞悉物联网发展1000问之物联网操作系统的发展前景如何?
  一、物联网操作系统的作用
  除具备传统操作系统的设备资源管理功能外,物联网操作系统还具备下列功能:
  1. 屏蔽物联网碎片化的特征,提供统一的编程接口。
  所谓碎片化,指的是硬件设备配置多种多样,不同的应用领域差异很大。从小到只有几K内存的低端单片机www.cechina.cn,到有数百M内存的高端智能设备。
  传统的操作系统无法适应这种"广谱"的硬件环境,而如果采用多个操作系统(比如低端配置,采用嵌入式操作系统,高端配置设备,采用Linux等通用操作系统),则由于架构的差异,无法提供统一的编程接口和编程环境。
  2. 正是这种"碎片化"的特征,牵制了物联网的发展和壮大。
  物联网操作系统则充分考虑这些碎片化的硬件需求,通过合理的架构设计,使得操作系统本身具备很强的伸缩性,很容易的应用到这些硬件上。
  3. 同时,通过统一的抽象和建模,对不同的底层硬件和功能部件进行抽象,抽象出一个一个的"通用模型",对上层提供统一的编程接口,屏蔽物理硬件的差异。
  这样达到的一种效果就是, 同一个APP,可以运行在多种不同的硬件平台上,只要这些硬件平台运行物联网操作系统即可。
  这与智能手机的效果是一样的,同一款APP,比如微信,既可以运行在一个厂商的低端智能手机上,又可以运行在硬件配置完全不同的另一个厂商的高端手机上,只要这些手机都安装了Android操作系统。
  显然,这样一种独立于硬件的能力,是支撑物联网良好生态环境形成的基础。
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  二、那么,物联网生态环境如何培育?
  拉通物联网产业的上下游,培育物联网硬件开发、物联网系统软件开发、物联网应用软件开发、物联网业务运营、网络运营、物联网数据挖掘等分离的商业生态环境,为物联网的大发展建立基础。类似于智能终端操作系统(iOS、Andriod等)对移动互联网的生态环境培育作用。
  如何降低物联网应用开发的成本和时间?
  物联网操作系统是一个公共的业务开发平台,具备丰富完备的物联网基础功能组件和应用开发环境,可大大降低物联网应用的开发时间和开发成本;提升数据共享能力:统一的物联网操作系统具备一致的数据存储和数据访问方式,为不同行业之间的数据共享提供了可能。
  物联网操作系统可打破行业壁垒,增强不同行业之间的数据共享能力,甚至可以提供"行业服务之上"的服务,比如数据挖掘等;为物联网统一管理奠定基础。
  采用统一的远程控制和远程管理接口,即使行业应用不同,也可采用相同的管理软件对物联网进行统一管理,大大提升物联网的可管理性和可维护性,甚至可以做到整个物联网的统一管理和维护。
  一般来说,物联网操作系统由内核、通信支持(WiFi/蓝牙、2/3/4G等通信支持、NFC、RS232/PLC支持等)、外围组件(文件系统、GUI、Java虚拟机、XML文件解析器等)、集成开发环境等组成,基于此,可衍生出一系列面向行业的特定应用!
  洞悉物联网发展1000问之物联网操作系统的发展前景如何?
  物联网操作系统是行业应用得以茁壮生长和长期有效生存的基础,只有具备了强大灵活的物联网操作系统,物联网这棵大树才能结出丰硕的果实。
  对于物联网发展而言,“碎片化”是主要的问题,其中芯片传感器通信协议、应用场景千差万别,“山头林立”。
  比如无线通信标准,就有蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、PLC、Z-Wave、RF、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi、NB-IoT、LoRa等等。很明显,技术方案不统一,体系结构不一致,阻碍了物联网的发展,也局限了互联互通的范围。
  然而,各种操作系统可以支持不同的硬件、通信标准、应用场景。开源,有利于打破技术障碍和壁垒,提高互操作性和可移植性,减小开发成本,同时也适合开源社区的开发人员参与进来。
  操作系统,是物联网中一个十分关键的环节,而开源更佳助推了物联网的开放和发展。
  目前,开源操作系统在物联网中的应用已经十分广泛,以后也必将在物联网中扮演越来越重要的角色。
  手机市场呈现出Android和iOS两家独大的局面,而在物联网体系中,操作系统也呈现出多样性的特点,并不是一两种操作系统可以支持所有的物联网设备。
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  三、附十大物联网开源操作系统
  注:(微软的Windows 10 for IoT 和 苹果的 iOS,虽然也是很强大,但是因为闭源,不在本文介绍之列。)
  1.  Andorid Things
  Andorid Things 是谷歌上周刚推出的物联网操作系统,是去年推出的“Brillo”操作系统的更新版本CONTROL ENGINEERING China版权所有,作为 Andorid 系统的一个分支版本CONTROL ENGINEERING China版权所有,类似于可穿戴和智能手表用的Andorid Wear(实际上它也是一种物联网操作系统)。
  它使用一种名为 Weave的通信协议,实现设备与云端相连,并且与谷歌助手等服务交互。Android Things 面向所有Java开发者,不管开发者有没有移动开发经验。该操作系统将能够支持一系列物联网设备的计算平台,其中包括英特尔Edison 平台,NXP公司的Pico平台,以及“树莓派3”。
  2. Contiki
  Contiki,是一个开源的、容易移植的多任务操作系统,适用于内存受限的网络任务。Contiki 项目的作者是瑞典计算机科学研究所的网络嵌入式系统小组的Adam Dunkels 博士。
  该系统只需要几千字节或者几百字节的内存,就能提供多任务操作系统环境和TCP/IP支持。它已经移植并成功运行于嵌入式微控制器平台(TI MSP430,Atmel AVR)以及电脑、游戏机等平台。它支持的协议有全标准 IPv6 和 IPv4,以及低功耗网络标准:6lowpan、RPL、CoAP。
  3. eLinux
  eLinuxwww.cechina.cn,也称为Embedded Linuxwww.cechina.cn,即嵌入式Linux 操作系统,该操作系统基于Linux 内核,是Linux 对于嵌入式系统的裁剪版,支持该操作系统的厂家、芯片和产品比较广泛。该操作系统的维基主页提供了开发、硬件、产品、厂家、社区等一系列相关信息。
  4. FreeRTOS
  FreeRTOS 是一个迷你的实时操作系统内核,功能包括:任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能、软件定时器、协程等,可基本满足较小系统的需要。
  FreeRTOS 操作系统是完全开源你的操作系统,具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点。
  目前,该操作系统已经数百万设备上部署,它号称是“市场上领先的嵌入式实时操作系统”,能够为微控制器和微处理器提供很好的解决方案。
  5. mbed OS
  这款操作系统由ARM开发,专门为运行ARM处理器的物联网设备而设计。它包含了C++应用程序网络,公司也提供其他开发工具和相关的设备服务器。
  默认情况下,mbed 操作系统是事件驱动的单线程架构,而非多线程(实时操作系统)环境。 这确保了它可以扩展到尺寸最小、成本最低且功耗最低的物联网设备。
  ARM在移动设备端有着强大的市场占有率www.cechina.cn,所以这款操作系统实力和前景不可小觑。
  6. Raspbian
  Raspbian 是一款基于Debian,为树莓派硬件而设计的操作系统。这个操作系统包括一些列的基础程序和工具,保证树莓派硬件的运行。
  7.  RIOT
  RIOT,将自己称为“友好的物联网操作系统”,致力于开发者友好、资源友好、物联网友好,关键的功能包括C/C++支持、多线程、能量效率、部分遵守POSIX等等。
  RIOT 开源社区自2008年以来就启动了。RIOT能够在众多平台上运行包括嵌入式设备、PC、传感器等。
  8.  Ubuntu Core
  Ubuntu 是目前最流行的Linux 版本CONTROL ENGINEERING China版权所有,而Ubuntu Core旨在将Ubuntu 带向物联网世界。它可以运行例如微软Azure、 谷歌计算引擎、 亚马逊弹性云计算服务,也可以运行在例如BeagleBone Black 和树莓派等硬件上。
  9.  Huawei LiteOS
  Huawei LiteOS 是华为面向IoT领域,构建的“统一物联网操作系统和中间件软件平台”,具有轻量级(内核小于10k)、低功耗、互联互通、安全等关键能力。Huawei LiteOS 目前主要应用于智能家居、穿戴式、车联网、智能抄表、工业互联网等 IoT 领域的智能硬件上控制工程网版权所有,还可以和LiteOS生态圈内的硬件互联互通,提高用户体验。
  Liteos操作系统具有能耗最低,尺寸小、响应快等特点,也建立了开源社区,能够支持的芯片例如海思的PLC芯片HCT3911、媒体芯片3798M/C、IPCamera芯片Hi3516A,以及LTE-M芯片等。
  10. Tizen
  Tizen,Linux基金会和LiMo基金会,联合英特尔和三星电子,共同开发的开源操作系统,它可以满足物联网设备生态系统(包括设备制造商、手机运营商、应用开发者、独立软件服务提供商)的需求,应用于手机、电视、穿戴等多个产品。
  Tizen底层平台相关API按照HTML5的形式公开出来,服务将涵盖通信、多媒体、相机、网络、社区媒体等。三星已经售卖了几款搭载该操作系统的产品,是它的最大支持者。
  当然,物联网操作系统还不仅仅是以上这些,随着物联网的快速发展,必将进一步形成众所心仪的对象,那时候也可能出现一家独大的局面。
  目前既然行业如此碎片化,那就先百家争鸣,百花齐放,最终让市场来决定!
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