文章大纲

物联网操作系统代表类型及案例

物联网操作系统发展展望

互联时代

通用OS裁剪后的操作系统

基于PCOS裁剪后的IoTOS（1/2）

Windows10IoTCore

可兼容Windows应用及其他开发和管理工具

基于Linux、iOS、Windows等操作系统的裁剪，代表系统有win10IOT、AndroidThings、WatchOS等。

Windows10IoT是较低成本（计算及存储限制）物联网应用下的Win10优化版本，主要包括Win10IoT核心版和Win10IoT企业版。

Windows10IoT核心版针对带显示屏或不带显示屏的小型设备进行了优化，可以被用来读取传感器数据、控制传动装置、连接到云、创建IoT应用程序等。Win10IoT企业版是完整版本的Windows10，可以为企业IoT解决方案提供可管理性和安全性，兼容Windows应用及其他开发和管理工具，和PC设备上极为相似。

基于移动操作系统裁剪后的IoTOS（2/2）

AndroidThings

可利用现有生态为物联网提供新的APIs

至年间谷歌在物联网应用布局上进行了很多尝试，其中很重要的两个工具是由Android裁剪而来的AndroidThings和AndroidWear（后改名WearOS）。AndroidThings应用于各种物联网设备，而WearOS则应用于可穿戴设备。

AndroidThings是Google针对物联网和智能硬件推出的一款操作系统，谷歌的理念是通过AndroidThings让Android开发者与公司能够以他们过去的开发方式继续开发物联网硬件设备，避免不必要的麻烦。

AndroidThings可以依靠现有的生态资源，如开发工具、AndroidSDK和庞大的开发者社区等；

AndroidThings将为物联网设备提供新的APIs，如低电平的I/O接口和为通用组件提供了库支持，如温度显示器、显示控制器等；利用AndroidOS定期的更新机制保证其自身的安全性。

基于移动操作系统裁剪后的IoTOS（2/2）

AndroidThings

相较于Android系统，弱化了交互

将裁剪后的AndroidThings和Android进行对比可以发现，Application和ApplicationFrameWork层内和交互相关的模块被裁剪掉，Libraries和内核层则没有任何裁剪。这说明AndroidThings在用户的交互需求上较弱，主要偏向于处理物联网数据，因此对上层多应用并没有过多支持。

小结：通用系统裁剪后的IoTOS的优势在于软硬件生态成熟，开发难度较小；劣势在于应用场景受限，需要其他系统进行辅助。

由成熟系统裁剪而来的IoTOS优势在于，其开发模式可以接近于成熟系统，比如AndroidThings以Java语言开发，使用AndroidStudio作为开发工具，开发过程和Android几乎相同。但裁剪后的IoTOS显然在应用场景上有限，例如微软在推出基于Win10的IoT版本后，又相继推出AzureSphere和AzureRTOS作为补充。

核心结论：

传统商业操作系统公司从裁剪现有系统出发，以迎合物联网场景下的需求，在内核技术上更少体现硬实时性；

裁剪后的IoTOS优势在于开发语言和工具上沿袭了传统，使得开发者可以按照原有习惯进行软件开发；

裁剪后的IoTOS往往都会和自有的AI技术相结合，在端侧输出AIoT能力；

裁剪后的IoTOS仅能满足物联网场景下的小部分终端设备需求，往往需要和其他操作系统一起配合。

互联时代

轻量级物联网操作系统

轻量级物联网操作系统

满足终端物与物实时连接

物联网开发场景下大量使用嵌入式系统，并添加物联网场景所需要的的通讯协议栈、中间件和组件。轻量级物联网操作系统很好的满足了低功耗和低计算能力下对MCU的限制。轻量级IoTOS基本都为实时内核，其中的代表操作系统有FreeRTOS、RT-thread、mbedOS、LiteOS等。此类操作系统的优点在于，和底层硬件的适配较好，缺点则在于上层软件开发遇到种种问题，应用拓展困难。云服务商提供的RTOS可以让用户更快地开发，加速物联网项目的落地。

亿欧智库：影响轻量级IoTOS性能的6大关键因素。

内存占用:

由于IoT终端设备资源有限，因此OS占用的内存有限；

可扩展性:

OS的基本作用是隐藏不同硬件的细节差异，因此需要考虑对于不同硬件的支持性；同时，除强制性内核外，其他功能应该以附件组件的形式存在；

可移植性：

OS将底层硬件和应用程序隔离开来，需要以标准形式（例如兼容POSIX）移植到不同的硬件平台；

连接性：

OS需要支持不同种类的连接协议，以适应连接方式的多样性；

安全性：

OS需要以安全启动，SSL支持，组件和加密驱动程序保证安全；

可靠性：

OS自身及对其应用程序应该有一套认证模式，以确保长期远程工作中不出现故障。

ArmMbedOS：

硬件广泛兼容，软件易于移植开发

ArmMbedOS是由Arm公司推出的开源IoT操作系统。Arm的生态系统已经产出数十亿个由Arm合作伙伴出货、基于Arm架构的芯片所带动的IoT装置。为进一步高效地推进IoT硬件市场，Arm积极推动操作系统及Mbed操作系统伙伴管理(MbedOSPartnerGovernance)模型。MbedOS的优势在于，从硬件层架构设计入手，在硬件兼容性规范上具有先天优势。ARM在Mbed平台上提供了60多经过MbedEnable认证的硬件方案供开发者选择，包括多种开发板和多个元件库，涵盖了市面上主流的芯片厂商，如NXP、Atmel、ST、瑞萨等，减少了软件开发者因为硬件不兼容原因的二次开发和移植困境。

ArmMbedLinuxOS：在MbedOS基础上整合LinuxKernel及Yocto方案，增加服务可用性。

MbedLinuxOS是Arm公司近年来推出的第二款物联网操作系统。如果说MbedOS面向的是资源受限，希望用简单快捷的方式满足连接、安全以及应用开发需求的设备，那MbedLinuxOS则面向网关、摄像头、工业电脑这类资源配置更丰富的设备，方便用户集中开发高附加值的功能。ARM是一家专注于底层技术的公司，认为操作系统和管理平台作为物联网时代的基础。从其物联网布局可以看出，广义的物联网操作系统是ARM最为

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