發布日期：2022-04-17 點擊率：117
雖然“物聯網”之熱有所冷卻，但以企業為主體的務實創新階段正悄然來臨。物聯網操作系統是ICT產業發展的競爭制高點。成熟的物聯網操作系統尚屬空白，正呈現著兩條技術路線：一是以Contiki和TinyOS為代表的做加法路徑；二是以iOS和Andriod為代表的做減法路徑。不同技術路線的物聯網操作系統尚未形成壟斷，中國廠商應抓住機遇，盡早布局，確立路徑方向，重點解決專利、安全和產業生態三大問題，切實提升我國物聯網操作系統的國際話語權和產業競爭力。
點擊查看大圖
雖然“物聯網”之熱有所冷卻，但以企業為主體的務實創新階段正悄然來臨。物聯網操作系統是ICT產業發展的競爭制高點。成熟的物聯網操作系統尚屬空白，正呈現著兩條技術路線：一是以Contiki和TinyOS為代表的做加法路徑；二是以iOS和Andriod為代表的做減法路徑。不同技術路線的物聯網操作系統尚未形成壟斷，中國廠商應抓住機遇，盡早布局，確立路徑方向，重點解決專利、安全和產業生態三大問題，切實提升我國物聯網操作系統的國際話語權和產業競爭力。
物聯網操作系統的內涵及類型
由于物聯網接入設備要求尺寸更小、功耗更低、安全可靠并具備通訊和組網能力，需要上面運行的操作系統能夠支持更優秀的低功耗技術和豐富互聯技術等，從而構成特有的“物聯網操作系統”概念。
我們認為，物聯網操作系統特指面向物聯網設備且具備物聯網應用特點，為用戶和開發者提供統一使用接口的系統軟件。操作系統是硬件與用戶之間的接口，傳統上將操作系統分為服務器操作系統、桌面操作系統和嵌入式操作系統三大類。服務器操作系統是服務器與用戶之間的接口，桌面操作系統是個人計算機與用戶之間的接口，嵌入式操作系統是嵌入式硬件平臺與用戶之間的接口。近年來隨著技術發展，硬件設備越來越多樣化，操作系統分類呈現細分趨勢，出現了專門針對智能終端的移動操作系統Android和iOS。
物聯網領域的硬件設備和應用場景的多樣化往往需要融合多種操作系統。例如：在智能家居應用中，硬件設備從云端高性能服務器直至智能燈泡這樣僅包含簡單處理邏輯的新型智能設備，往往在同一個物聯網應用場景包含著多種操作系統，列舉了其中主要操作系統名稱，分別對應硬件設備、計算平臺和操作系統類型。
根據物聯網操作系統的不同類型，我們以CPU計算能力（以運行主頻表征）為橫軸和對應的應用場景要求（以操作系統功能特性表征）為縱軸對操作系統進行一個系統分類，如圖1。圖中右上角屬于以桌面和服務操作系統為代表的通用操作系統，這類操作系統運行在高性能的Intel處理器上，支持最為豐富的操作系統功能；反之在左下角則是以Contiki和TinyOS為代表的傳感器網操作系統，這類操作系統不支持圖形界面，僅需幾KB內存即可運行。中間則是以Android和iOS為代表的移動操作系統，功能和性能也介入上述兩者之間。
物聯網作為新興應用領域，由于接入設備可使用資源受限、設備之間互連協議種類多，設備規格跨度大等，對嵌入式操作系統提出了新的需求，既要求系統占用資源相對少、運行功耗低；同時又要求支持多種物聯網互聯協議，支持內核可伸縮等關鍵技術特征。正好位于圖中左下角一個相對空白的區域（見圖中陰影部分），即物聯網操作系統的應用范圍。
物聯網操作系統的技術路線
由于現有操作系統很難完全匹配物聯網應用需求，填補圖1中的空白區域有兩條技術路線可以選擇。一條是基于Android這樣的操作系統進行裁剪和定制，來適應物聯網接入設備的需求（見圖1中技術路線一）；另一條技術路線是以傳統嵌入式操作系統和實時操作系統為基礎，通過增加設備聯網等功能，滿足物聯網接入設備互聯需求，形成新的嵌入式操作系統（見圖1中技術路線二）。
基于Android等操作系統進行裁剪和定制
第一條技術路線優勢在于保持底層技術架構一致的基礎上，可以使用原有操作系統的商業生態，從而降低市場進入成本。缺點在于要兼顧多種應用場景，很難保證針對底層應用的最優化，包括功耗的最優化和可靠性最優化等，也很難保證運行在高頻處理器的操作系統經過裁剪能夠運行在低主頻和更低主頻的微控制器上。目前采取這種技術路線的主要國外公司包括：
微軟：微軟原有產品線包括了服務器操作系統（WindowsServer系列），桌面操作系統（WindowsXP、Windows7Windows8），嵌入式操作系統（WindowsCEWindowsPhone）。微軟近期戰略方向就是統一產品線，在Windows10這一版本中提供一個覆蓋全領域的操作系統架構，其中就包括了WindowsiotCores。而對于大量采用低主頻應用的系統來說，微軟的物聯網操作系統仍顯得運行成本過高。
谷歌：原有產品線包括移動操作系統（Android）。谷歌通過適當的定制裁剪，推出了面向穿戴設備的AndroidWear操作系統，面向智能汽車的AndroidAuto。而在今年，谷歌又推出了僅具備Android最底層特性，面向物聯網應用的AndroidBrillo。同時由于谷歌采取了開源方式發布操作系統，還有大量第三方廠商通過定制Android系統，將其應用在智能電視、機頂盒、路由器等不同領域。
蘋果：原有產品線包括桌面操作系統（MacOS）和移動操作系統（iOS），配合其在智能硬件領域內的產品布局，基于iOS系統開發了面向AppleWatch的穿戴設備操作系統。同時蘋果以iOS為主導，用HomeKit智能家居平臺整合硬件廠商，而HomeKit平臺作為一個互連框架對于智能硬件廠商是開放的。
在傳統嵌入式操作系統和實時操作系統的基礎上增加設備聯網
第二條技術路線的優勢在于原本單片機操作系統就是針對資源受限的硬件平臺開發，功耗和可靠性上都顯著比上面的“大操作系統”強，通過適當增加功能也能保證功耗和性能符合應用需求。主要問題在于如何圍繞操作系統構建一套新的生態體系，提高市場占有率。該技術路線的國外廠商和研究機構包括：
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 索爾維全系列Solef?PV
