一文帶你看懂物聯(lián)網(wǎng)開源操作系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)、開源、操作系統(tǒng)是目前IT業(yè)界的熱門詞匯，也正是這三個詞匯構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)開源操作系統(tǒng)。那么，對于物聯(lián)網(wǎng)開源操作系統(tǒng)，你了解有多少呢？我們今天帶大家一起走近物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，同時介紹10款經(jīng)典的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。

　　從物聯(lián)網(wǎng)說起

　　物聯(lián)網(wǎng)，英文名：Internet of Things，簡稱：IoT，是互聯(lián)網(wǎng)概念的一種延伸，廣義是指各種物理對象之間的聯(lián)網(wǎng)，簡單的說，就是“物物互聯(lián)”?！拔铩痹谖锫?lián)網(wǎng)中，可以是各種各樣的設(shè)備，例如監(jiān)測心臟功能的植入物、監(jiān)測農(nóng)場動物的生物芯片、內(nèi)置傳感器的汽車、監(jiān)測食品環(huán)境的DNA分析設(shè)備、用于消防和搜救的現(xiàn)場操作設(shè)備等等。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括了智能電網(wǎng)、智能家居、智能交通和智慧城市等等概念，是一種更廣的聯(lián)網(wǎng)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、家居、交通等領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)，同時提供安全性、數(shù)據(jù)分析和管理。

　　操作系統(tǒng)是什么？

　　操作系統(tǒng)，英文名 operating system，簡稱：OS，是一種系統(tǒng)軟件，位于計(jì)算機(jī)硬件和應(yīng)用程序中間的一層，管理硬件和軟件資源，為計(jì)算機(jī)程序提供相關(guān)服務(wù)。所有的計(jì)算機(jī)程序包括應(yīng)用程序或者固件，都需要操作系統(tǒng)支持。

　　一般來說，操作系統(tǒng)通常具有以下功能：進(jìn)程管理、中斷、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動、網(wǎng)絡(luò)、安全、輸入輸出系統(tǒng)。

　　典型的操作系統(tǒng)主要有windows 操作系統(tǒng)（微軟）、Unix及類Unix操作系統(tǒng)（Linux、谷歌）、mac操作系統(tǒng)（蘋果）。

　　windows 操作系統(tǒng) MS-DOS 的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的圖形操作系統(tǒng)，是一種閉源系統(tǒng)，即源代碼不開放。

　　而Unix及類Unix操作系統(tǒng)，例如FreeBSD、OpenBSD、Solaris 、Minix、Linux、QNX、谷歌的Android 操作系統(tǒng)（基于linux），ubuntu，這些基本上都是開源系統(tǒng)，源代碼開放。

　　另外就是蘋果的Mac OS X 和 iOS移動設(shè)備操作系統(tǒng)，是以Darwin為基礎(chǔ)開發(fā)的，Darwin 是一種類Unix操作操作系統(tǒng)，蘋果的操作系統(tǒng)（Mac OS X 和 iOS）是閉源的，但是蘋果于2000年將 Darwin 進(jìn)行開源。

　　什么是開源操作系統(tǒng)？

　　開源操作系統(tǒng)（open source operating system），是指源代碼公開的操作系統(tǒng)軟件，遵循開源協(xié)議進(jìn)行使用、編譯和再發(fā)布。在遵守相關(guān)開源協(xié)議的前提下，任何人都可以免費(fèi)使用，隨意控制軟件的運(yùn)行方式。開源操作系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是開放源代碼和自由定制。下面列舉開源操作系統(tǒng)的一些優(yōu)勢：

　　易理解：開源操作系統(tǒng)源代碼公開，開發(fā)人員更容易查看理解代碼，獲取相關(guān)知識。

　　公開透明：操作系統(tǒng)漏洞和缺陷更容易曝光，同時代碼的開發(fā)和維護(hù)也是公開的。

　　可定制：用戶可以根據(jù)需求，依照不同的硬件平臺和應(yīng)用場景進(jìn)行定制。

　　低成本：無商業(yè)版權(quán)費(fèi)，節(jié)省了相關(guān)開發(fā)管理和人力投入成本。

　　可持續(xù)：即使之前開發(fā)的公司因?yàn)楦鞣N原因無法支持，依靠開源社區(qū)廣大的開發(fā)人員的參與，系統(tǒng)還可以持續(xù)維護(hù)下去。

　　集思廣益：因?yàn)殚_源操作系統(tǒng)公開，可以讓更多的開發(fā)者參與開發(fā)，集中更多的智慧和想法。

　　物聯(lián)網(wǎng)為何需要開源操作系統(tǒng)？

　　對于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展而言，“碎片化”是主要的問題，其中芯片、傳感器、通信協(xié)議、應(yīng)用場景千差萬別，“山頭林立”。比如無線通信標(biāo)準(zhǔn)，就有藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee、PLC、Z-Wave、RF、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi、NB-IoT、LoRa等等。很明顯，技術(shù)方案不統(tǒng)一，體系結(jié)構(gòu)不一致，阻礙了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也局限了互聯(lián)互通的范圍。

　　然而，各種操作系統(tǒng)可以支持不同的硬件、通信標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用場景。開源，有利于打破技術(shù)障礙和壁壘，提高互操作性和可移植性，減小開發(fā)成本，同時也適合開源社區(qū)的開發(fā)人員參與進(jìn)來。

　　操作系統(tǒng)，是物聯(lián)網(wǎng)中一個十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而開源更佳助推了物聯(lián)網(wǎng)的開放和發(fā)展。目前，開源操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，以后也必將在物聯(lián)網(wǎng)中扮演越來越重要的角色。

　　十大物聯(lián)網(wǎng)開源操作系統(tǒng)

　　手機(jī)市場呈現(xiàn)出Android和iOS兩家獨(dú)大的局面，而在物聯(lián)網(wǎng)體系中，操作系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)，并不是一兩種操作系統(tǒng)可以支持所有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

　　所以，我們今天要重點(diǎn)介紹的是十大物聯(lián)網(wǎng)開源操作系統(tǒng)。（微軟的Windows 10 for IoT 和 蘋果的 iOS，雖然也是很強(qiáng)大，但是因?yàn)殚]源，不在本文介紹之列。）

　　1、Andorid Things

　　Andorid Things 是谷歌上周剛推出的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，是去年推出的“Brillo”操作系統(tǒng)的更新版本，作為 Andorid 系統(tǒng)的一個分支版本，類似于可穿戴和智能手表用的Andorid Wear（實(shí)際上它也是一種物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)）。

　　它使用一種名為 Weave的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與云端相連，并且與谷歌助手等服務(wù)交互。Android Things 面向所有Java開發(fā)者，不管開發(fā)者有沒有移動開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。該操作系統(tǒng)將能夠支持一系列物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的計(jì)算平臺，其中包括英特爾Edison 平臺，NXP公司的Pico平臺，以及“黑莓派3”。

　　2、Contiki

　　Contiki，是一個開源的、容易移植的多任務(wù)操作系統(tǒng)，適用于內(nèi)存受限的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。Contiki 項(xiàng)目的作者是瑞典計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所的網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)小組的Adam Dunkels 博士。

　　該系統(tǒng)只需要幾千字節(jié)或者幾百字節(jié)的內(nèi)存，就能提供多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境和TCP/IP支持。它已經(jīng)移植并成功運(yùn)行于嵌入式微控制器平臺（TI MSP430，Atmel AVR）以及電腦、游戲機(jī)等平臺。它支持的協(xié)議有全標(biāo)準(zhǔn) IPv6 和 IPv4，以及低功耗網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：6lowpan、RPL、CoAP。

　　3、eLinux

　　eLinux，也稱為Embedded Linux，即嵌入式Linux 操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)基于Linux 內(nèi)核，是Linux 對于嵌入式系統(tǒng)的裁剪版，支持該操作系統(tǒng)的廠家、芯片和產(chǎn)品比較廣泛。該操作系統(tǒng)的維基主頁提供了開發(fā)、硬件、產(chǎn)品、廠家、社區(qū)等一系列相關(guān)信息。

　　4、FreeRTOS

　　FreeRTOS 是一個迷你的實(shí)時操作系統(tǒng)內(nèi)核，功能包括：任務(wù)管理、時間管理、信號量、消息隊(duì)列、內(nèi)存管理、記錄功能、軟件定時器、協(xié)程等，可基本滿足較小系統(tǒng)的需要。

　　FreeRTOS 操作系統(tǒng)是完全開源你的操作系統(tǒng)，具有源碼公開、可移植、可裁減、調(diào)度策略靈活的特點(diǎn)。目前，該操作系統(tǒng)已經(jīng)數(shù)百萬設(shè)備上部署，它號稱是“市場上領(lǐng)先的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)”，能夠?yàn)槲⒖刂破骱?a target="_blank">微處理器提供很好的解決方案。

　　5、mbed OS

　　這款操作系統(tǒng)由ARM開發(fā)，專門為運(yùn)行ARM處理器的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而設(shè)計(jì)。它包含了C++應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)，公司也提供其他開發(fā)工具和相關(guān)的設(shè)備服務(wù)器。

　　默認(rèn)情況下，mbed 操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動的單線程架構(gòu)，而非多線程（實(shí)時操作系統(tǒng)）環(huán)境。 這確保了它可以擴(kuò)展到尺寸最小、成本最低且功耗最低的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

　　ARM在移動設(shè)備端有著強(qiáng)大的市場占有率，所以這款操作系統(tǒng)實(shí)力和前景不可小覷。

　　6、Raspbian

　　Raspbian 是一款基于Debian，為樹莓派硬件而設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。這個操作系統(tǒng)包括一些列的基礎(chǔ)程序和工具，保證樹莓派硬件的運(yùn)行。

　　7、RIOT

　　RIOT，將自己稱為“友好的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)”，致力于開發(fā)者友好、資源友好、物聯(lián)網(wǎng)友好，關(guān)鍵的功能包括C/C++支持、多線程、能量效率、部分遵守POSIX等等。RIOT 開源社區(qū)自2008年以來就啟動了。RIOT能夠在眾多平臺上運(yùn)行包括嵌入式設(shè)備、PC、傳感器等。

　　8、Ubuntu Core

　　Ubuntu 是目前最流行的Linux 版本，而Ubuntu Core旨在將Ubuntu 帶向物聯(lián)網(wǎng)世界。它可以運(yùn)行例如微軟Azure、 谷歌計(jì)算引擎、 亞馬遜彈性云計(jì)算服務(wù)，也可以運(yùn)行在例如BeagleBone Black 和樹莓派等硬件上。

　　9、Huawei LiteOS

　　Huawei LiteOS 是華為面向IoT領(lǐng)域，構(gòu)建的“統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和中間件軟件平臺”，具有輕量級（內(nèi)核小于10k）、低功耗、互聯(lián)互通、安全等關(guān)鍵能力。Huawei LiteOS 目前主要應(yīng)用于智能家居、穿戴式、車聯(lián)網(wǎng)、智能抄表、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等 IoT 領(lǐng)域的智能硬件上，還可以和LiteOS生態(tài)圈內(nèi)的硬件互聯(lián)互通，提高用戶體驗(yàn)。

　　Liteos操作系統(tǒng)具有能耗最低，尺寸小、響應(yīng)快等特點(diǎn)，也建立了開源社區(qū)，能夠支持的芯片例如海思的PLC芯片HCT3911、媒體芯片3798M/C、IPCamera芯片Hi3516A，以及LTE-M芯片等。

　　10、Tizen

　　Tizen，Linux基金會和LiMo基金會，聯(lián)合英特爾和三星電子，共同開發(fā)的開源操作系統(tǒng)，它可以滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)（包括設(shè)備制造商、手機(jī)運(yùn)營商、應(yīng)用開發(fā)者、獨(dú)立軟件服務(wù)提供商）的需求，應(yīng)用于手機(jī)、電視、穿戴等多個產(chǎn)品。

　　Tizen底層平臺相關(guān)API按照HTML5的形式公開出來，服務(wù)將涵蓋通信、多媒體、相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、社區(qū)媒體等。三星已經(jīng)售賣了幾款搭載該操作系統(tǒng)的產(chǎn)品，是它的最大支持者。