物联网操作系统的作用介绍

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。

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，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。

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!

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。

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，作为 Andorid 系统的一个分支版本，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

eLinux，也称为Embedded Linux，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，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，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，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!