物聯網(IoT)是目前最新最熱的技術熱點之一，也是這個信息化時代的重要發展節點。相對于互聯網而言，物聯網的本質在于“萬物相連”。物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡;其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。

盡管物聯網的發展形態受到普遍看好和關注，但是“連接、區別、識別、溝通、操作”這五大問題一直如影隨形，可以說只有這些問題得到很好的解決和兼顧，才能繼續應對安全性、易用性、低成本等問題。在互聯網“人與人”之間的信息交換和共享基礎上，進一步擴展實現“物與物”“人與物”之間的信息交換和共享。

因此，我們都非常關注物聯網時代的操作系統。下面我們將對這些問題一一進行探討：

1.什么是物聯網操作系統？

2.物聯網操作系統有哪些特點？

3.物聯網需要怎樣的操作系統？

什么是物聯網操作系統？

提到操作系統，第一時間我們就會想到運行在電腦上的Windows、Linux，想起運行在手機上的安卓和iOS。這些程序直接運行在“裸機”設備的最低層,搭建起其他軟件、應用運行的環境與基礎。得益于操作系統的興起、完善，才促成了軟件與應用的興起,鑄就了輝煌的PC時代與移動互聯網時代。

而談到物聯網,往往與之相關的形容詞是“碎片化”和“術業有專攻”。無論是底層的連接還是上層的應用服務，都特別強調專業化。與傳統的嵌入式設備相比，物聯網感知層的設備更小、功耗更低，還需要安全性及組網能力，物聯網通信層需要支持各種通信協議核協議之間的轉換，應用層則需要具備云計算能力。在軟件方面，支撐物聯網設備的軟件比傳統的嵌入式設備軟件更加復雜，這也對嵌入式操作系統提出了更高的要求。為了應對這種要求，一種面向物聯網設備和應用的軟件系統——物聯網操作系統。同時物聯網的操作系統，并不簡單局限于“邊緣側的操作系統”，嵌入式操作系統只是完成了物理硬件的抽象，并不能真正代表未來的物聯網的操作系統。

物聯網的操作系統調度“物體”本身，操作系統對“物體”的調度過程通過層層分發、層層下達， 通過調度云、邊、端，不同層級中不同設備的計算資源而實現。

因此，物聯網中的操作系統涉及到芯片層、終端層、邊緣層、云端層等多個層面.單一層次的物聯網操作系統與安卓在移動互聯網領域的地位和作用類似，實現了應用軟件與智能終端硬件的解耦。就像在安卓的生態環境中，開發者基本不用考慮智能終端的物理硬件配置，只需根據安卓的編程接口編寫應用程序，就可以運行在所有基于安卓的智能終端上一樣，物聯網操作系統的作用也是如此。

物聯網操作系統有哪些特點？

在上文闡述的行業背景下，我們發現物聯網操作系統與傳統的個人計算機操作系統和智能手機類操作系統不同，它具備物聯網應用領域內的以下特點：

1、內核尺寸伸縮性以及整體架構的可擴展性。

物聯網的發展即將進入一個小的爆發期，所以面對一輪輪的技術革新甚至換代時，整體架構的靈活性和可擴展性可以說決定了一個企業的商業命脈。同時，為了適應不同的應用場景下的技術要求，內核尺寸的伸縮性也是需要面對的問題。

2、內核的實時性。

對于非搶占式調度方式的內核很難滿足關鍵性動作的實時性要求，比如常見的中斷響應和多任務調度等情況下，操作系統的實時性便有了更高的要求，特別是對于大多數的物聯網應用而言，有意義的響應時間決定了市場的接受度。

3、高可靠性 。

在物聯網的應用環境下，面對海量節點可以說設備一經投入使用，就很難再去維護。所以平均無故障運行時間和在一些嚴苛環境下的性能表現就顯得尤為重要。而在一向很注重信息安全的機密機構的數據安全性，引發了業內關于開源機制、VMM機制等的廣泛討論。

4、低功耗。

由于物聯網的應用場景和網絡節點的數量增多，低功耗是一個非常關鍵的指標。所以在整體架構設計的時候，就需要加入一些休眠模式、節能模式、降頻模式等邏輯判斷，以延長續航能力。

物聯網需要怎樣的操作系統？

在最低層的硬件平臺之上，有物聯網操作系統內核和外圍功能模塊，加上集成開發環境，這些子系統之間相互配合，共同組成一個完整的面向各種各樣物聯網應用場景的軟件基礎平臺，一起支撐了物聯網的具體應用。

具體地說，物聯網操作系統除具備傳統操作系統的設備資源管理功能外，還具備下列功能：

1、屏蔽物聯網碎片化的特征，提供統一的編程接口;

2、物聯網生態環境培育;

3、降低物聯網應用開發的成本和時間;

4、為物聯網統一管理奠定基礎。

針對物聯網操作系統的外圍功能模塊，也有一些特殊的要求：

1、支持應用程序的遠程升級。

上文說到，因為物聯網的種種應用環境和條件限制，遠程升級是物聯網操作系統在升級方式上的唯一選擇，當然同時也是最為低成本的選擇。

2、外部存儲。

支持硬盤、USB stick、Flash、ROM等常用存儲設備，以便在網絡連接中斷的情況下，起到臨時存儲數據的作用。

3、對物聯網常用的無線通信功能要內置支持。

在公共網絡、近場通信、桌面網絡接口之間，要能夠相互轉換，能夠把從一種協議獲取到的數據報文，轉換成為另外一種協議的報文發送出去。除此之外，還應支持短信息的接收和發送、語音通信、視頻通信等功能;

4、 網絡功能。

物聯網操作系統必須支持完善的TCP/IP協議棧，包括對IPv4和IPv6的同時支持。但TCP/IP協議棧是面向互聯網設計的通信協議棧，由于物聯網本身特征與互聯網有很大差異，TCP/IP協議棧在應用到物聯網的時候，面臨許多問題和挑戰，需要對TCP/IP協議棧做一番優化改造。

5、支持完善的GUI功能。

圖形用戶界面一般應用于物聯網的智能終端中，完成用戶和設備的交互。GUI應該定義一個完整的框架，以方便圖形功能的擴展。同時應該實現常用的用戶界面元素，比如文本框、按鈕、列表等。

小結

目前物聯網操作系統的市場情況是：十幾種物聯網操作系統都處在發展初期，產業鏈生態環境對此并未做出積極反映，目前還很少看到和聽到國內外企業在使用某種物聯網操作系統的信息。同時，開源Linux和RT操作系統還是主流，活躍在物聯網市場。

操作系統是物聯網時代的戰略制高點，今天PC和手機時代的操作系統霸主未必能在物聯網時代延續霸業。操作系統產業的規律是：當壟斷已經形成，后來者就很難顛覆，只有等待下一次產業浪潮。如今，一個全新的、充滿想象空間的操作系統市場機會正在開啟。