物联网操作系统的内涵及主要类型

作者：王飞鹏  

2024年是智能物联2.0的开局之年。这一新阶段标志着智能物联网从1.0时代的基础设施建设，即实现各种设备的互联互通，向更为高级的阶段演进。

在智能物联2.0时代，行业焦点将转移至如何提升广泛互联设备的智能化水平和价值，从新基建走向新质生产力，引领我们进入以“通感智值一体化”为特征的行业新时代。

“通感智值一体化”不仅是技术层面的融合，更是一种跨学科、跨领域的综合演进，涉及通信、感知、智能与价值的深度整合，反映了新一轮科技革命和产业变革浪潮下，对智能化需求的迅速增长和对更高效算力资源配置的紧迫需要。

随着数据的急剧膨胀和人工智能业务的广泛应用，既有的技术架构已无法满足复杂的业务需求，促使技术要素从过去的彼此“协同”向深度“融合”过渡。

在这样的大背景下，作为物联网之“魂”的物联网操作系统的重要性日益凸显。

在数字化转型的新周期中，物联网操作系统不仅充当着技术进步的催化剂，也是实现高效、自动化及智能化运营的核心支柱。它通过赋予设备智能化的操作能力，以及为企业决策提供数据支撑，在推动产业数字化转型的进程中扮演着不可或缺的角色。

相比人们常见的终端操作系统，物联网操作系统在内涵和特色上有何不同？其市场发展模式有何特点？面对具有深厚技术和市场积累的国外巨头，国产厂商在用怎样的产品策略破局？这一过程中国产厂商又面临哪些挑战和机遇？本文将就这些问题展开讨论。

物联网操作系统的内涵及主要类型

物联网操作系统是专为物联网领域设计的软件平台，旨在协调和管理连接物联网的各种设备。不同于传统意义上的操作系统，物联网操作系统是一个能够支持从感知层到应用层各种嵌入式设备的复杂系统。

物联网操作系统的核心功能在于实现设备的互联互通，支持数据的采集、传输、处理，以及与云平台的无缝连接。它需要适应物联网中异构硬件的差异性，通过灵活的架构设计实现对各种硬件设备的支持。

物联网操作系统与传统的移动和桌面操作系统在设计理念、目标应用以及功能需求上有着根本的区别。

物联网操作系统专为物联网设备设计，强调在资源受限的环境下实现设备间的高效通信、数据处理能力和网络连接。

这些操作系统大多是轻量级的，专注于能效管理、实时性以及支持多种网络通信协议，以适应各种物联网场景。

相比之下，传统的移动和桌面操作系统旨在提供丰富的用户体验，支持复杂的应用程序和多任务处理，运行在资源相对充裕的设备上。

在功能实现上，物联网操作系统需要优化资源配置与管理，确保低功耗运行并满足严格的实时性要求，这对电池供电或能源受限的设备尤为关键。

此外，考虑到物联网设备广泛分布和网络连接的需要，这些操作系统内置了轻量级M2M通信协议，以及针对物联网应用场景设计的安全特性。

传统操作系统则更加注重提升整体性能、用户界面的丰富性以及广泛的应用程序支持，能耗和实时性虽受关注但不如物联网场景下的需求紧迫。

物联网应用场景的多样性导致了物联网终端的复杂多样，进而催生了各式各样的物联网操作系统。亿欧研究院发布的《2022年中国物联网操作系统市场研究白皮书》中将物联网操作系统分为四种类型：

基于传统嵌入式RTOS发展而来：代表性产品有VxWorks、BlackBerry、QNX、SylixOS等，主要特征是侧重于硬件层面，支持广泛的终端设备，具有较低的硬件推广成本。但这类系统往往存在软硬件耦合度高、软件开发难度大和生态封闭等问题。

基于传统操作系统的“剪裁”和定制：代表产品有Android Things、watchOS、Windows IoT等，它们通过对传统操作系统的修改和定制来适应物联网应用。这类系统的优势在于拥有成熟的软件开发工具和庞大的开发者社区，但通常受限于原系统的冗余、历史遗留问题、较差的低功耗适应性和低可扩展性。

专门针对物联网研发的操作系统：代表产品有AliOS、LiteOS、FreeRTOS、ArmMbedOS、中移物联OneOS等，这类产品专为物联网应用设计，具备完善的联网协议和丰富的开发资源，旨在解决物联网终端的碎片化问题。

新一代统一型操作系统：代表产品有Fuchsia和HarmonyOS，它们代表了嵌入式系统和个人设备操作系统的进化，以统一型操作系统为理念，提供良好的扩展性和移植性。

物联网操作系统的盈利模式及市场规模

多样性的厂家和产品类型，决定了物联网操作系统商业模式的多样性。目前，主流的盈利模式包括商业授权、技术服务和增值服务三种。

商业授权模式是物联网操作系统供应商常用的盈利方式之一。在这种模式下，操作系统的开发者或所有者将操作系统的使用权通过许可协议出售给第三方企业或开发者。这种授权可以是一次性的，也可以是基于订阅的，订阅可能基于时间或设备数量。

技术服务模式涉及为客户提供专业的技术支持、定制开发、系统集成和培训服务。这种模式特别适合那些需要特定功能或在特定领域内实现物联网解决方案的企业。

增值服务模式通过提供超出基本操作系统功能的额外服务来创造收入，如云存储服务、数据分析、安全服务或设备管理平台。

在市场规模方面，根据前瞻产业研究院的数据，全球嵌入式操作系统市场持续增长，2022年市场规模约为974亿美元，预计到2024年将达到1096亿美元。

具体到物联网操作系统，Verified Market Research的报告显示，2021年全球市场规模为4亿美元，占全球企业物联网支出的0.06%。

根据翼辉提供的采访反馈了解到，2020年中国物联网操作系统市场规模为12.75亿元，预计2023年中国物联网操作系统市场规模将达到20.18亿元。

国内厂商的探索路径

相比于国外传统的嵌入式系统厂家拥有长达三十多年的技术积累和领先优势，国内的物联网操作系统厂家普遍起步较晚，存在技术积累不足，市场布局薄弱等问题。

在此背景之下，这些国内的后起之秀们，能否充分利用新一轮科技革命和产业变革的浪潮，在国外巨头盘踞的市场上撕开一道口子，进而徐图扩张，构筑起属于自己的地盘，是一个值得探讨的问题。

为此，智次方·物联网智库采访了中移物联操作系统产品部副总经理李蒙先生以及中科创达物联网事业群副总裁张智敏先生。此外，翼辉信息也通过书面反馈的方式回应了我们的部分问题。

从采访中我们了解到，尽管国外厂家存在领先优势，但是由于物联网操作系统的分散性，市场并不存在类似Android和iOS这样的垄断性产品。国内厂家不会受到垄断性的竞争压力，所以依旧有很大的机会。

通过采访，我们也了解到国内物联网操作系统市场呈多样性特征，各家公司的方向不完全一致。

比如，中科创达的OSWare是从应用领域入手，在开源系统OpenHarmony的基础上，结合场景需求进行系统开发。而另外一些企业，诸如中移物联的OneOS、华为的 LiteOS和翼辉的EdgerOS等，则是从底层技术出发，从内核开始自下而上研发全自主的操作系统。

中移物联OneOS——自下而上的攻关之路

李蒙介绍到，尽管国外老牌玩家在技术和市场方面都拥有不小的先发优势，但行业发展进程快，新的算法、嵌入式系统理念以及物联网技术迭代迅速，新入场的团队能够更快地适应技术革新，因此拥有更多的超车机会。

相比之下，像中移物联OneOS这样的操作系统更为轻盈，在支持新架构方面更加灵活，从复杂性和资源投入的角度来看也更有优势。

由于其国企背景，中移物联担负着解决“卡脖子”问题的独特使命，所以中移物联OneOS更看重自主性，包括代码和各种知识产权的积累，选择的是一条自下而上国产自主研发的攻关之路。

针对不同的应用需求，中移物联OneOS开发了不同的操作系统内核。据李蒙的介绍，他们在四年多的时间里开发了三款操作系统内核，分别是专为低算力轻量级应用场景开发的OneOS Lite内核，面向复杂的物联网应用场景、需要高算力和多个用户进程运行场景开发的OneOS Multi内核，面向高安全性和高可靠性的场景开发的OneOS Trust内核。

原则上，以这三个内核为基座的操作系统能够覆盖物联网领域的大部分场景。这也是中移物联一开始的抱负所在，希望在各个应用领域都能提供高可靠高安全的保障。

但是，在与李蒙的对话中我们了解到，经过一番市场探索后，中移物联对物联网操作系统的市场现状有了更为深刻的认识：聚焦更普遍和更具有社会价值的行业，提供更高价值的能力。

在消费领域，尤其是家居场景市场，由于商业化较早，所以该领域的主导者是以FreeRTOS 为代表的国外厂商。而且消费领域竞争激烈，后进企业很难在消费领域斩获更大的利润空间。

因此，中移物联对消费市场的策略是：提供一个相对完善的开源版本，并提供与设备相关的互联互通、人机交互、OTA更新和音视频通话等中间件能力，在更好地为通用市场提供支持的基础上，客户可以根据自己的需求去选择相关功能。

在产业领域，中移物联会对一些重点行业投入更多的资源去给客户提供支持。

李蒙特意提到工业领域是他们重点耕耘的领域。一方面，工业领域相对其他领域更需要IT与OT技术的融合，操作系统的重要性日益凸显，由此需要更多元化技术厂商的合作；另一方面，在国家政策支持的战略性新兴产业中，工业作为国家支柱性产业，技术安全对国民经济的保障作用尤为重要。

工业企业涉及诸多认证工作，而中移物联OneOS通过了功能安全IEC 61508 SIL3和ISO 26262 ASIL D、信息安全CCRC EAL4+等多项高等级权威认证。其中功能安全认证不仅包括内核部分，还包括文件系统、Shell指令、网络协议安全隔离层等操作系统基础组件，大大减少了客户后期产品认证的工作量和复杂性，这也是OneOS的核心竞争优势之一。

中科创达OSWare——自上而下的场景适应

相比于中移物联的OneOS，中科创达的OSWare物联网操作系统发行版又是一条完全不同的路径。 通过与张智敏的对话，我们了解到，中科创达的OSWare本质上是一套操作系统中间件，其价值在于能够帮助客户实现设备跨系统环境的软件标准化，快速研发边缘原生以及分布式应用，帮助客户缩短智能产品的上市周期。 这也意味着中科创达的OSWare是以场景需求为出发点，将新型物联网技术、人工智能、边缘计算、云计算等技术融合，通过将功能模块封装成小开发包的组件，并在系统层进行适配，建立稳定可靠且接口统一的底层系统，满足智能设备对于生成式AI、多种协议、互联互通等的需求。 这将使得操作系统能够更好地适应各种不同的场景。同时，设备厂商可以专注在业务系统及应用交互体验的开发设计。 从张智敏的介绍中，我们了解到，中科创达的OSWare具备良好的的平台兼容性，可以支持x86、ARM、RISC-V芯片架构，也可以在Android、Linux、OpenHarmony等系统之间便捷移植。 据张智敏介绍，OSWare可在家居、零售、楼宇园区、工业、交通、医疗、电力等垂直行业领域提供一站式解决方案，通过构建智能化系统帮助企业完成数字化转型，降低运营成本、提高敏捷性并加速创新。

翼辉Edger OS——从嵌入式系统到智能边缘计算操作系统的演进

翼辉的SylixOS是国内较早的自主研发的嵌入式实时操作系统。根据翼辉的采访反馈，基于其自身在行业的深耕和积累，通过对市场共性需求和产业痛点的洞察，翼辉在2021年推出了基于 SylixOS 内核的下一代面向物联网和边缘计算的智能操作系统 —— EdgerOS 。

从翼辉的采访反馈中了解到，EdgerOS 致力于为市场提供一套“开放、先进、便捷”的万物互联的技术平台，让客户摆脱底层技术栈限制、降低研发成本、提高开发效率、打破巨头垄断，可以迅速开发出具备竞争力的物联网产品/服务/行业方案，让物联网产业不仅仅是国际巨头的池中物，也能成为中小企业的创新沃土。

此外，EdgerOS并不局限于嵌入式场景，而是提供了“云-边-端”协同能力，旨在给用户带去丝滑的使用感受，实现“多用户-多终端-多设备”的实时连接与互动。

国产厂商的挑战与机遇

从与两位行业专家的对话中，我们也意识到国产物联网操作系统厂商的开拓之路充满了坎坷与险阻。

首先，整个工业生态系统由发达经济体企业主导，这让国产厂商在产品推进中面临着种种技术和协议层面的障碍。为了突破这些限制，国产厂商必须积极寻求与国际企业在技术和商业层面展开合作，以获取关键技术和市场准入。

其次，为了在特定领域取得成功，建立具有代表性的应用案例至关重要。这不仅能增强客户信任，还能吸引行业潜在客户的注意。这一过程要求操作系统厂商与客户保持密切沟通，深入了解客户的产品需求，从而提供满足这些需求的定制化解决方案。

同时，建立从0到1的代表性案例又是一个极大的挑战，因为企业客户在选择供应商时极为谨慎，他们极其重视供应商的品牌知名度和历史业绩。

最后，客户行业的高度分散性也是物联网操作系统面临的最大挑战之一。不同的行业之间存在着明显的行业壁垒，一个领域内的成功方案并不能撬动另一个行业的商业机遇。每个领域都有其特有的挑战和需求，这要求厂商必须提供高度定制化的解决方案。也意味着行业从业者需要不断地面对新的挑战，每一次都要从零开始，努力攻克每一个独立的“碉堡”。

好在，尽管面临众多挑战，但国产物联网操作系统厂商同时也站在一个巨大市场潜力的门槛上。这种潜力主要体现在两个方面：

首先是国内工业企业在追求转型升级过程中的巨大需求。随着国内市场对高效、智能化生产方式的渴望日益增长，物联网操作系统作为实现这一目标的关键技术，需求量将持续上升。这为国产厂商提供了广阔的市场空间，尤其是在支持制造业智能化转型、促进产业升级方面，国产系统因其本土化优势，更能贴合国内企业的具体需求和应用场景。

其次，国产物联网操作系统厂商在深入了解客户需求、关注并快速应用新技术以及提供优质客户服务等方面展现出显著优势。国产厂商通常具有更灵活的操作模式和更快的反应速度，能够紧跟客户需求变化，提供定制化的解决方案，从而在客户体验和满意度方面建立起竞争优势。

更重要的是，随着国家对制造业升级和数字化转型的大力支持，政策利好将进一步推动国产物联网操作系统的发展。国家级的支持和鼓励为国产厂商提供了发展的外部条件，包括资金投入、研发支持以及市场准入等多方面的优惠政策，这些都将成为推动国产物联网操作系统厂商成长的强大动力。

写在最后

随着智能物联2.0时代的到来，物联网操作系统正站在新机遇的大门前。这一时代的核心在于摆脱过去软硬件深度耦合的局限，打破数据孤岛，实现全连接和高度智能化。

在这一背景下，传统嵌入式操作系统国际巨头的经验优势正在被逐渐稀释，这也为国产厂商带来了空前的发展机遇。国内物联网操作系统厂商应当抓住这一契机，利用自身在创新能力、市场适应性以及对本土市场的深刻理解上的优势，加速技术研发和应用场景的拓展。

审核编辑：黄飞