通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(9)：物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)
2019-12-5新聞
從前面文章的描述中可以看出，物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的類型和功能是千差萬別的，終端設(shè)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(shè)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(shè)備，也能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)應(yīng)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(shè)計(jì)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(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的必要性
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用千差萬別，物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)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(biāo)是充分抽象物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，提供快速、高效的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。
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(gè)：
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(shè)備碎片化的問題。物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備各式各樣，如果有一個(gè)好的物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)來支撐這些設(shè)備，那么各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用就有了發(fā)揮自己能力的舞臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)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(yīng)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(yīng)用的開發(fā)速度，提高物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的實(shí)用性。
物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的能力
從物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)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(shè)備的一個(gè)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(shè)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(shè)，這些API可以提供硬件的底層控制，也可以提供對高層應(yīng)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(shè)備驅(qū)動(dòng)，同時(shí)要提供豐富的硬件控制API。
2.軟件遠(yuǎn)程控制能力
物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)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(shè)備通常都是無人監(jiān)控和操作的，此時(shí)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備被遠(yuǎn)程控制的能力就顯得非常重要了。進(jìn)一步而言，終端操作系統(tǒng)為軟件的遠(yuǎn)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(gè)特性。
遠(yuǎn)程控制能力可以從兩個(gè)方面理解：應(yīng)用的遠(yuǎn)程升級和系統(tǒng)控制能力的高度開放。其中，應(yīng)用的遠(yuǎn)程升級需要操作系統(tǒng)能夠?qū)?yīng)用的運(yùn)行環(huán)境和應(yīng)用分離，系統(tǒng)控制能力高度開放指終端操作系統(tǒng)能夠?yàn)閼?yīng)用提供足夠豐富的控制接口。
3.豐富的網(wǎng)絡(luò)能力
物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備具有通過近距離無線通信與其他物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備進(jìn)行信息交換的能力，因此，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)應(yīng)該提供豐富的網(wǎng)絡(luò)接口能力，并支持眾多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)該是精簡的，因?yàn)榫喌木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議有利于設(shè)備、應(yīng)用的快速開發(fā)和部署，并解決物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備能力不一致的問題。
4.計(jì)算能力
計(jì)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(jì)算結(jié)果的精確度是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)價(jià)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(jì)算模型，方便開發(fā)者開發(fā)，同時(shí)提供計(jì)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(shè)備與計(jì)算機(jī)、移動(dòng)終端的一個(gè)顯著區(qū)別是，物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)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(huì)有多種要求，從百K級別到M級別都要適配。在設(shè)計(jì)時(shí)，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(shè)計(jì)之初就考慮兩者的關(guān)系，增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)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(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)應(yīng)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(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)時(shí)，比較好的設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn))，理由如下：
第一，物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備多樣性，要求操作系統(tǒng)也有多樣性的特點(diǎn)。
第二，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域是分行業(yè)的，那么需要針對不同行業(yè)特性設(shè)計(jì)不同的終端操作系統(tǒng)。
第三，從整個(gè)計(jì)算機(jī)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(huì)讓更多人和機(jī)構(gòu)參與進(jìn)來，對培養(yǎng)生態(tài)鏈非常有幫助。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，可以將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分為如下幾類：
第一類，節(jié)點(diǎn)應(yīng)用。這是單個(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備應(yīng)用，它們運(yùn)行在單個(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備上。
第二類，協(xié)調(diào)應(yīng)用。這是多個(gè)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)應(yīng)用，它們通常運(yùn)行在某一單元網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)上，負(fù)責(zé)單元網(wǎng)絡(luò)下各個(gè)終端設(shè)備之間的協(xié)調(diào)和優(yōu)化。
第三類，云端應(yīng)用。它們負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算和展示。
第四類，展示應(yīng)用。它們運(yùn)行于PC端或移動(dòng)終端，負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)最終的展示。
總結(jié)
本文介紹了設(shè)計(jì)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(yīng)用。為了培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的技術(shù)生態(tài)鏈，設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)是一項(xiàng)值得長期研究并投入實(shí)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。
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