关于物联网操作系统的调研

本次新生研讨课上，老师强调了计算机专业更应注重基层研究，令我深受启发。而操作系统在计算机科学中作为系统层，有着举足轻重的地位，决定了各种应用层面的研究上限。于是我就操作系统+物联网方向进行了如下的调研。

1.物联网（设备）操作系统与PC系统的功能区别

与传统的个人计算机或个人智能终端（智能手机、平板电脑等）上的操作系统不同，物联网操作系统有其独特的特征。这些特征是为了更好的服务物联网应用而存在的，运行物联网操作系统的终端设备，能够与物联网的其它层次结合的更加紧密，数据共享更加顺畅，能够大大提升物联网的生产效率。

1.对各种设备兼容适应性强

物联网硬件设备配置多种多样，不同的应用领域差异很大。从小到只有几K内存的低端单片机，到有数百M内存的高端智能设备。物联网操作系统则充分考虑这些碎片化的硬件需求，通过合理的架构设计，使得操作系统本身具备很强的伸缩性，很容易的应用到这些硬件上。同时，通过统一的抽象和建模，对不同的底层硬件和功能部件进行抽象，抽象出一个一个的“通用模型”，对上层提供统一的编程接口，屏蔽物理硬件的差异。

2.与物联网生态环境相契合

需要连通物联网产业的上下游，包括物联网硬件开发，移动端APP开发，服务器网络运营等。

2.物联网（设备）操作系统的组成

以一个接入物联网的体重秤为例，体重计是一个物联网设备，它能够连接到后台服务器，上报数据和状态，远程用户可以通过连接服务器来获得体重计的数据和状态。（如图）

其实有三个地方需要软件：一是体重计上的软件；二是服务器上的软件，完成体重计设备的状态监测以及数据记录和报告；三是客户端的软件，显示所需要的信息或者接受用户的指令，这些软件由各自的操作系统支持，而本篇调研只考虑体重计上的操作系统。

体重计需要操作系统来完成基本硬件的能力，包括连接网络的能力。这样的系统，用一个单片机就可以让它工作起来，或者也可以用一个嵌入式系统，功能更强大。

3.物联网（设备）操作系统的特点

而这样的系统往往有以下特点

连接。这是物联网设备的必要功能，以特定的方式连接到计算机网络，进而连接到互联网。常用蓝牙、WIFI等。

低功耗。这些设备需要长时间（几个月，甚至几年）运行，对电量的消耗有苛刻的要求，通常只能靠电池供电。

安全。设备要能报告自己的状态，并且有一定纠错和保密的能力，还要避免被仿冒和入侵。

标准。每一种设备都隶属于特定的行业，而成熟的行业往往已经形成了相应的工业标准，最起码也有事实上的参考标准。

实时性。很多的关键性动作，必须在有限的时间内完成，否则将失去意义。包括中断响应的实时性，设备必须在足够短的时间内响应中断并做出处理，以及线程或任务调度的实时性等。

操作系统决定了物联网技术的上限，作为计算机专业的学生，我们不能只满足于享受这些便利和简单的copy开源的代码，而应该对于其底层的系统与硬件进行深入的探究，才能根本上提高我国物联网技术的核心竞争力。