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。

那么，對于物聯(lián)網(wǎng)開源操作系統(tǒng)，你了解有多少呢?

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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，任何人都可以免費使用，隨意控制軟件的運行方式。開源操作系統(tǒng)最大的特點就是開放源代碼和自由定制。

在國際開源操作系統(tǒng)中最著名的一種為“Linux操作系統(tǒng)”，它是一種計算機操作系統(tǒng)的泛稱。Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核的名字也是“Linux”。Linux操作系統(tǒng)也是自由軟件和開放源代碼發(fā)展中最著名的例子。

開源操作系統(tǒng)的歷史是和GNU緊密聯(lián)系在一起的。從1983年開始的GNU計劃致力于開發(fā)一個自由并且完整的類Unix操作系統(tǒng)，包括軟件開發(fā)工具和各種應(yīng)用程序。到1991年 Linux內(nèi)核發(fā)布的時候，GNU已經(jīng)幾乎完成了除了系統(tǒng)內(nèi)核之外的各種必備軟件的開發(fā)。在Linus Torvalds和其他開發(fā)人員的努力下，GNU組件可以運行于Linux內(nèi)核之上。整個內(nèi)核是基于 GNU 通用公共許可，也就是GPL(GNU General Public License，GNU通用公共許可證)的，但是Linux內(nèi)核并不是GNU 計劃的一部分。1994年3月，Linux1.0版正式發(fā)布，Marc Ewing成立了 Red Hat軟件公司，成為最著名的 Linux 分銷商之一。

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，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)的公司因為各種原因無法支持，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)維護下去。
• 集思廣益：因為開源操作系統(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。

10款經(jīng)典的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)

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。該操作系統(tǒng)將能夠支持一系列物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的計算平臺，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 項目的作者是瑞典計算機科學(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)移植并成功運行于嵌入式微控制器平臺(TI MSP430，Atmel AVR)以及電腦、游戲機等平臺。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. eLinuxi

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。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)先的嵌入式實時操作系統(tǒng)”，能夠為微控制器和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)，專門為運行ARM處理器的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而設(shè)計。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(實時操作系統(tǒng))環(huán)境。 這確保了它可以擴展到尺寸最小、成本最低且功耗最低的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

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

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。它可以運行例如微軟Azure、 谷歌計算引擎、 亞馬遜彈性云計算服務(wù)，也可以運行在例如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。

Liteos操作系統(tǒng)具有能耗最低，尺寸小、響應(yīng)快等特點，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、手機運營商、應(yīng)用開發(fā)者、獨立軟件服務(wù)提供商)的需求，應(yīng)用于手機、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、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。

開源操作系統(tǒng)究竟解決了什么問題?

連接：操作系統(tǒng)通過集成常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，例如TCP/IP、ZigBee、藍(lán)牙、WiFi驅(qū)動等，算是為解決連接問題作出了貢獻(xiàn)。

智能硬件間的區(qū)別和識別：這兩個問題，似乎真的跟操作系統(tǒng)沒啥關(guān)系，基本上只能為同一廠家產(chǎn)品之間的“區(qū)別和識別”提供部分幫助。

溝通和互操作：物和物之間的溝通和互操作，操作系統(tǒng)基本上看熱鬧而已，同樣只能對使用同一個廠商提供的開發(fā)工具開發(fā)的特定應(yīng)用提供一些幫助，其互操作，基本僅限于使用它們的開發(fā)工具開發(fā)的智能硬件，且主要是物和人之間;人和物之間的互操作，支持支持遠(yuǎn)程桌面和webserver的操作系統(tǒng)能夠提供比較完善的幫助。

小結(jié)

在物聯(lián)網(wǎng)時代，大家都在談?wù)撐锫?lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，我們要分析物聯(lián)網(wǎng)的核心問題是什么，操作系統(tǒng)對于物聯(lián)網(wǎng)，能做什么，不能做什么，它如何影響操作系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計操作系統(tǒng)，要服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的話，就要分析清楚物聯(lián)網(wǎng)面臨的問題，要集中精力于解決核心問題，有的放矢，不要人云亦云地跟著感覺走。