在聊物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)之前,我們先來(lái)聊物聯(lián)網(wǎng)。
什么是物聯(lián)網(wǎng)?物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的技術(shù),它賦予物品以控制力、感知力和決策力,推動(dòng)各類生活場(chǎng)景向智能化方向發(fā)展。從架構(gòu)的層面來(lái)說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)由感知、傳輸、平臺(tái)、應(yīng)用等四個(gè)層級(jí)組成,以智慧家居中的空調(diào)場(chǎng)景為例:
感知層—空調(diào)中配置人體紅外線、溫度等傳感器,采集室內(nèi)溫度以及判斷是否有人;傳輸層—空調(diào)上再加裝物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳輸模組,通過(guò)WiFi等方式聯(lián)網(wǎng);平臺(tái)層—通過(guò)手機(jī)APP以及背后的管理平臺(tái)軟件;應(yīng)用層—用APP遠(yuǎn)程遙控、定時(shí)開(kāi)關(guān)、離開(kāi)房間自動(dòng)關(guān)閉等;
圖來(lái)自:天風(fēng)證券. 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈全景圖譜
了解完物聯(lián)網(wǎng),我們?cè)賮?lái)看看操作系統(tǒng)。
操作系統(tǒng)是一種管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的系統(tǒng),它負(fù)責(zé)調(diào)度和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種資源,包括處理器、內(nèi)存、外存、輸入輸出設(shè)備等。操作系統(tǒng)的基本功能包括進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等。進(jìn)程管理負(fù)責(zé)調(diào)度和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)程,使得各種應(yīng)用程序能夠運(yùn)行。內(nèi)存管理負(fù)責(zé)分配和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存空間,使得各個(gè)應(yīng)用程序能夠共享和使用內(nèi)存。文件系統(tǒng)則負(fù)責(zé)管理和組織計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的文件,使得用戶能夠方便地訪問(wèn)和操作這些文件。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序則負(fù)責(zé)管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種外部設(shè)備,如打印機(jī)、顯示器等。
理解了物聯(lián)網(wǎng)和操作系統(tǒng)的概念后,再來(lái)看看什么是物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)?
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大規(guī)模發(fā)展的核心基礎(chǔ)軟件,包括操作系統(tǒng)內(nèi)核、外圍組件和服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)安全框架等,以支持構(gòu)成具有低功耗、安全通信屬性的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的內(nèi)核通常具備任務(wù)管理、中斷管理、異常處理、時(shí)鐘管理、存儲(chǔ)管理、同步與通信等功能。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)向下協(xié)調(diào)和控制各類軟件硬件資源,向上提供統(tǒng)一的應(yīng)用編程接口,降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度、成本和時(shí)間。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的架構(gòu)圖如下所示:
圖來(lái)自:中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì):物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)安全白皮書
與傳統(tǒng)操作系統(tǒng)相比,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)具有如下特征:
1、可裁剪伸縮性:
根據(jù)不同的硬件能力和應(yīng)用場(chǎng)景,需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)進(jìn)行剪裁和配置,以靈活應(yīng)對(duì)不同需求。操作系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)上述的靈活配置,需要采用“模塊化、組件化”的思想,如組件的模塊化設(shè)計(jì)、可伸縮的開(kāi)放式架構(gòu)等等。
2、低功耗節(jié)能性:
由于部署的位置、空間、熱環(huán)境等方面的限制,低功耗成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及操作系統(tǒng)的一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)。在物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,加入一些節(jié)能模式、休眠模式、降頻模式等邏輯判斷,以支持足夠的電源續(xù)航能力。
3、安全性:
作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)軟件的操作系統(tǒng),尤其需要重視信息的安全性、具備抵御風(fēng)險(xiǎn)入侵的能力。其次,要重視功能安全性,避免因軟件功能缺陷而導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。
4、實(shí)時(shí)性:
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域中大部分設(shè)備都要求實(shí)時(shí)性,不論是數(shù)據(jù)采集、信息交互還是操作控制。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí),能夠?qū)崟r(shí)采集并以足夠快的速度進(jìn)行處理,其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的事件內(nèi)來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)做出快速響應(yīng),調(diào)度一切可利用的資源完成實(shí)時(shí)任務(wù),并控制實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行的操作系統(tǒng)。
5、泛在通信性:
由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署場(chǎng)景千差萬(wàn)別,可能采用的通信制式五花八門,因此作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)軟件的操作系統(tǒng),就要求內(nèi)置各種近距離和遠(yuǎn)距離的通信協(xié)議,既能支持GPRS/HSPA/4G/5G/NB—IoT等蜂窩無(wú)限通信功能,也能支持WiFi/ZigBee/NFC/RFID等近場(chǎng)通信功能。
6、云端連接性:
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集后,海量數(shù)據(jù)通常需要云端進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。因此,云端連接性是物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能。通過(guò)內(nèi)置云平臺(tái)連接中間件,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)可以極大地簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。
關(guān)于星聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)
星聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是遠(yuǎn)眺旗下的,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和真實(shí)設(shè)備之間搭建高效、穩(wěn)定、安全的應(yīng)用平臺(tái)。
面向設(shè)備,星聯(lián)支持提供安全可靠的設(shè)備連接通信能力,向下支持多驅(qū)動(dòng)(協(xié)議)適配,連接海量設(shè)備,提供設(shè)備管理和控制、驅(qū)動(dòng)管理能力,支持設(shè)備物模型定義,提供標(biāo)準(zhǔn)物模型,簡(jiǎn)化設(shè)備應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
面向應(yīng)用,星聯(lián)提供API、MQTT服務(wù)以滿足各類行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需求,使物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可以更加專注于自身應(yīng)用的開(kāi)發(fā),從而縮短物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期,降低企業(yè)研發(fā)、運(yùn)營(yíng)和運(yùn)維成本。