物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)終端設備的類型和功能是千差萬別的，終端設備的性能在不同場景下的要求也不一致。物聯(lián)網(wǎng)終端設備的硬件、軟件的碎片化也阻礙了物聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)可以解決上面提到的問題，它不僅可以重新規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)終端設備，也能夠為物聯(lián)網(wǎng)應用的迅速發(fā)展提供了統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境。本文首先介紹物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的必要性，然后通過介紹物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的能力來說明如何設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)，最后簡單介紹在操作系統(tǒng)之上的物聯(lián)網(wǎng)應用。

一、物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的必要性

物聯(lián)網(wǎng)應用千差萬別，物聯(lián)網(wǎng)終端設備的形態(tài)和需求也是難以統(tǒng)一的，這使得物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)呼之欲出。物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的目標是充分抽象物聯(lián)網(wǎng)終端設備，提供快速、高效的物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)平臺。具體而言，需要物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的原因有如下幾個：

第一，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)解決了物聯(lián)網(wǎng)終端設備碎片化的問題。物聯(lián)網(wǎng)終端設備各式各樣，如果有一個好的物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)來支撐這些設備，那么各種物聯(lián)網(wǎng)應用就有了發(fā)揮自己能力的舞臺，物聯(lián)網(wǎng)終端設備碎片化的問題也得到了解決。

第二，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)可以培養(yǎng)專有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)生態(tài)鏈。好的物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)可以提高物聯(lián)網(wǎng)應用的開發(fā)速度并培養(yǎng)健康的技術(shù)生態(tài)鏈，它可以隔離軟/硬件系統(tǒng)，加快物聯(lián)網(wǎng)應用的開發(fā)速度，提高物聯(lián)網(wǎng)應用的實用性。

二、物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的能力

從物聯(lián)網(wǎng)的實際應用出發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)需要具備以下能力：

1. 硬件控制能力

物聯(lián)網(wǎng)終端設備的一個重要能力是感知和控制物體，這種感知和控制都是由不同的硬件設備完成。由于行業(yè)和領(lǐng)域的多樣性，物聯(lián)網(wǎng)硬件可能是多種多樣的，那么對硬件的抽象和控制就顯得尤為重要。物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)要提供豐富的API 來控制硬件或外設，這些API可以提供硬件的底層控制，也可以提供對高層應用屬性的控制。總的說來，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)要能夠提供豐富的硬件設備驅(qū)動，同時要提供豐富的硬件控制API。

2. 軟件遠程控制能力

物聯(lián)網(wǎng)終端設備的數(shù)量非常龐大，并且經(jīng)常部署在一些比較惡劣的條件下。也就是說，很多終端設備通常都是無人監(jiān)控和操作的，此時物聯(lián)網(wǎng)終端設備被遠程控制的能力就顯得非常重要了。進一步而言，終端操作系統(tǒng)為軟件的遠程控制能力提供支持，也是物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的一個特性。遠程控制能力可以從兩個方面理解：應用的遠程升級和系統(tǒng)控制能力的高度開放。其中，應用的遠程升級需要操作系統(tǒng)能夠?qū)玫倪\行環(huán)境和應用分離，系統(tǒng)控制能力高度開放指終端操作系統(tǒng)能夠為應用提供足夠豐富的控制接口。

3. 豐富的網(wǎng)絡能力

物聯(lián)網(wǎng)終端設備具有通過近距離無線通信與其他物聯(lián)網(wǎng)終端設備進行信息交換的能力，因此，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)應該提供豐富的網(wǎng)絡接口能力，并支持眾多的網(wǎng)絡協(xié)議。同時，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡協(xié)議應該是精簡的，因為精簡的網(wǎng)絡協(xié)議有利于設備、應用的快速開發(fā)和部署，并解決物聯(lián)網(wǎng)終端設備能力不一致的問題。

4. 計算能力

計算能力是物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)需要提供的基礎(chǔ)能力，數(shù)據(jù)的精確度和計算結(jié)果的精確度是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)價值的保障。物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)需要能夠提供豐富的計算模型，方便開發(fā)者開發(fā)，同時提供計算模型插件能夠支持第三方的技術(shù)模型。

5. 系統(tǒng)大小的可伸縮能力

物聯(lián)網(wǎng)終端設備與計算機、移動終端的一個顯著區(qū)別是，物聯(lián)網(wǎng)終端設備外觀、尺寸都是不固定的。外觀和尺寸的不固定，對操作系統(tǒng)占用空間的大小就會有多種要求，從百K級別到M級別都要適配。在設計時，對物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的要求是：內(nèi)核要小，功能可裁剪。內(nèi)核小，不僅指操作系統(tǒng)內(nèi)核部分小，而且要求操作系統(tǒng)的最小功能集要很小;功能可裁剪，要求物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)提供豐富的可裁剪的功能模塊供選擇。

6. 支持云技術(shù)能力

在前面的文章中，我們提到過，云技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)是一對天生的搭檔。因此，我們要在物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)設計之初就考慮兩者的關(guān)系，增強物聯(lián)網(wǎng)終端設備支持云技術(shù)的能力。簡而言之，為了配合云技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的應用，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)應該有完善的數(shù)據(jù)處理的能力。

7. 系統(tǒng)的自我生長能力

在設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)時，比較好的設計思想是通用操作系統(tǒng)+行業(yè)操作系統(tǒng)(通用操作系統(tǒng)是指物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的提供者關(guān)注操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)通用領(lǐng)域技術(shù)的提升;行業(yè)操作系統(tǒng)的指針對不同行業(yè)，由行業(yè)操作系統(tǒng)提供者制定行業(yè)操作系統(tǒng)標準)，理由如下：

第一，物聯(lián)網(wǎng)終端設備多樣性，要求操作系統(tǒng)也有多樣性的特點。

第二，物聯(lián)網(wǎng)的應用領(lǐng)域是分行業(yè)的，那么需要針對不同行業(yè)特性設計不同的終端操作系統(tǒng)。

第三，從整個計算機技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展來說，開源的理念越來越被接受，開源會讓更多人和機構(gòu)參與進來，對培養(yǎng)生態(tài)鏈非常有幫助。

三、物聯(lián)網(wǎng)應用

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特點，可以將物聯(lián)網(wǎng)應用分為如下幾類：

第一類，節(jié)點應用。這是單個物聯(lián)網(wǎng)終端設備應用，它們運行在單個物聯(lián)網(wǎng)終端設備上。

第二類，協(xié)調(diào)應用。這是多個設備之間的協(xié)調(diào)應用，它們通常運行在某一單元網(wǎng)絡的網(wǎng)關(guān)上，負責單元網(wǎng)絡下各個終端設備之間的協(xié)調(diào)和優(yōu)化。

第三類，云端應用。它們負責數(shù)據(jù)存儲、計算和展示。

第四類，展示應用。它們運行于PC端或移動終端，負責物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)最終的展示。

本文介紹了設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的必要性和其具備的能力，并簡單介紹了操作系統(tǒng)之上的物聯(lián)網(wǎng)應用。為了培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的技術(shù)生態(tài)鏈，設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)是一項值得長期研究并投入實踐的工作。這不僅能夠滿足行業(yè)本身的技術(shù)要求，還能夠培養(yǎng)具備物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)知識體系的專業(yè)技術(shù)人才，有利于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)長期穩(wěn)定的發(fā)展。