物聯網開源操作系統，你了解多少？

導讀

物聯網、開源、操作系統是目前IT業界的熱門辭彙，也正是這三個辭彙構成了物聯網開源操作系統。那麼，對於物聯網開源操作系統，你了解有多少呢？我們今天帶大家一起走近物聯網操作系統，同時介紹10款經典的物聯網操作系統。

從物聯網說起

（圖片來源於：維基百科）

物聯網，英文名：Internet of Things，簡稱：IoT，是互聯網概念的一種延伸，廣義是指各種物理對象之間的聯網，簡單的說，就是「物物互聯」。「物」在物聯網中，可以是各種各樣的設備，例如監測心臟功能的植入物、監測農場動物的生物晶元、內置感測器的汽車、監測食品環境的DNA分析設備、用於消防和搜救的現場操作設備等等。

（圖片來源於：思科）

物聯網技術包括了智能電網、智能家居、智能交通和智慧城市等等概念，是一種更廣的聯網，最終目標是實現電網、家居、交通等領域網路之間的互聯，同時提供安全性、數據分析和管理。

操作系統是什麼？

（圖片來源於：維基百科）

操作系統，英文名operating system，簡稱：OS，是一種系統軟體，位於計算機硬體和應用程序中間的一層，管理硬體和軟體資源，為計算機程序提供相關服務。所有的計算機程序包括應用程序或者固件，都需要操作系統支持。

一般來說，操作系統通常具有以下功能：進程管理、中斷、內存管理、文件系統、設備驅動、網路、安全、輸入輸出系統。

典型的操作系統主要有windows 操作系統（微軟）、Unix及類Unix操作系統（Linux、谷歌）、mac操作系統（蘋果）。

windows 操作系統 MS-DOS 的基礎上設計的圖形操作系統，是一種閉源系統，即源代碼不開放。

而Unix及類Unix操作系統，例如FreeBSD、OpenBSD、Solaris 、Minix、Linux、QNX、谷歌的Android 操作系統（基於linux），ubuntu，這些基本上都是開源系統，源代碼開放。

另外就是蘋果的Mac OS X 和 iOS移動設備操作系統，是以Darwin為基礎開發的，Darwin 是一種類Unix操作操作系統，蘋果的操作系統（Mac OS X 和 iOS）是閉源的，但是蘋果於2000年將 Darwin 進行開源。

什麼是開源操作系統？

開源操作系統（open source operating system），是指源代碼公開的操作系統軟體，遵循開源協議進行使用、編譯和再發布。在遵守相關開源協議的前提下，任何人都可以免費使用，隨意控制軟體的運行方式。開源操作系統最大的特點就是開放源代碼和自由定製。下面列舉開源操作系統的一些優勢：

易理解：開源操作系統源代碼公開，開發人員更容易查看理解代碼，獲取相關知識。

公開透明：操作系統漏洞和缺陷更容易曝光，同時代碼的開發和維護也是公開的。

可定製：用戶可以根據需求，依照不同的硬體平台和應用場景進行定製。

低成本：無商業版權費，節省了相關開發管理和人力投入成本。

可持續：即使之前開發的公司因為各種原因無法支持，依靠開源社區廣大的開發人員的參與，系統還可以持續維護下去。

集思廣益：因為開源操作系統公開，可以讓更多的開發者參與開發，集中更多的智慧和想法。

物聯網為何需要開源操作系統？

對於物聯網發展而言，「碎片化」是主要的問題，其中晶元、感測器、通信協議、應用場景千差萬別，「山頭林立」。比如無線通信標準，就有藍牙、Wi-Fi、ZigBee、PLC、Z-Wave、RF、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi、NB-IoT、LoRa等等。很明顯，技術方案不統一，體系結構不一致，阻礙了物聯網的發展，也局限了互聯互通的範圍。

然而，各種操作系統可以支持不同的硬體、通信標準、應用場景。開源，有利於打破技術障礙和壁壘，提高互操作性和可移植性，減小開發成本，同時也適合開源社區的開發人員參與進來。

操作系統，是物聯網中一個十分關鍵的環節，而開源更佳助推了物聯網的開放和發展。目前，開源操作系統在物聯網中的應用已經十分廣泛，以後也必將在物聯網中扮演越來越重要的角色。

十大物聯網開源操作系統

手機市場呈現出Android和iOS兩家獨大的局面，而在物聯網體系中，操作系統也呈現出多樣性的特點，並不是一兩種操作系統可以支持所有的物聯網設備。

所以，我們今天要重點介紹的是十大物聯網開源操作系統。（微軟的Windows 10 for IoT 和 蘋果的 iOS，雖然也是很強大，但是因為閉源，不在本文介紹之列。）

1) Andorid Things

Andorid Things 是谷歌上周剛推出的物聯網操作系統，是去年推出的「Brillo」操作系統的更新版本，作為 Andorid 系統的一個分支版本，類似於可穿戴和智能手錶用的Andorid Wear（實際上它也是一種物聯網操作系統）。

（圖片來源於：谷歌）

它使用一種名為 Weave的通信協議，實現設備與雲端相連，並且與谷歌助手等服務交互。Android Things 面向所有Java開發者，不管開發者有沒有移動開發經驗。該操作系統將能夠支持一系列物聯網設備的計算平台，其中包括英特爾Edison 平台，NXP公司的Pico平台，以及「黑莓派3」。

2) Contiki

Contiki，是一個開源的、容易移植的多任務操作系統，適用於內存受限的網路任務。Contiki 項目的作者是瑞典計算機科學研究所的網路嵌入式系統小組的Adam Dunkels 博士。

（圖片來源於：contiki-os.org）

該系統只需要幾千位元組或者幾百位元組的內存，就能提供多任務操作系統環境和TCP/IP支持。它已經移植並成功運行於嵌入式微控制器平台（TI MSP430，Atmel AVR）以及電腦、遊戲機等平台。它支持的協議有全標準 IPv6 和 IPv4，以及低功耗網路標準：6lowpan、RPL、CoAP。

3) eLinux

（圖片來源於：elinux.org）

eLinux，也稱為Embedded Linux，即嵌入式Linux 操作系統，該操作系統基於Linux 內核，是Linux 對於嵌入式系統的裁剪版，支持該操作系統的廠家、晶元和產品比較廣泛。該操作系統的維基主頁提供了開發、硬體、產品、廠家、社區等一系列相關信息。

4) FreeRTOS

FreeRTOS 是一個迷你的實時操作系統內核，功能包括：任務管理、時間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能、軟體定時器、協程等，可基本滿足較小系統的需要。

（圖片來源於：freertos.org）

FreeRTOS 操作系統是完全開源你的操作系統，具有源碼公開、可移植、可裁減、調度策略靈活的特點。目前，該操作系統已經數百萬設備上部署，它號稱是「市場上領先的嵌入式實時操作系統」，能夠為微控制器和微處理器提供很好的解決方案。

5) mbed OS

（圖片來源於：https://www.mbed.com/）

這款操作系統由ARM開發，專門為運行ARM處理器的物聯網設備而設計。它包含了C++應用程序網路，公司也提供其他開發工具和相關的設備伺服器。

默認情況下，mbed 操作系統是事件驅動的單線程架構，而非多線程（實時操作系統）環境。 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網設備。

ARM在移動設備端有著強大的市場佔有率，所以這款操作系統實力和前景不可小覷。

6) Raspbian

Raspbian 是一款基於Debian，為樹莓派硬體而設計的操作系統。這個操作系統包括一些列的基礎程序和工具，保證樹莓派硬體的運行。

(圖片來源於：http://raspbian.org)

7) RIOT

RIOT，將自己稱為「友好的物聯網操作系統」，致力於開發者友好、資源友好、物聯網友好，關鍵的功能包括C/C++支持、多線程、能量效率、部分遵守POSIX等等。RIOT 開源社區自2008年以來就啟動了。RIOT能夠在眾多平台上運行包括嵌入式設備、PC、感測器等。

(圖片來源於：http://riot-os.org/)

8) Ubuntu Core

Ubuntu 是目前最流行的Linux 版本，而Ubuntu Core旨在將Ubuntu 帶向物聯網世界。它可以運行例如微軟Azure、 谷歌計算引擎、 亞馬遜彈性雲計算服務，也可以運行在例如BeagleBone Black 和樹莓派等硬體上。

9) Huawei LiteOS

Huawei LiteOS 是華為面向IoT領域，構建的「統一物聯網操作系統和中間件軟體平台」，具有輕量級（內核小於10k）、低功耗、互聯互通、安全等關鍵能力。Huawei LiteOS 目前主要應用於智能家居、穿戴式、車聯網、智能抄表、工業互聯網等 IoT 領域的智能硬體上，還可以和LiteOS生態圈內的硬體互聯互通，提高用戶體驗。

Liteos操作系統具有能耗最低，尺寸小、響應快等特點，也建立了開源社區，能夠支持的晶元例如海思的PLC晶元HCT3911、媒體晶元3798M/C、IPCamera晶元Hi3516A，以及LTE-M晶元等。

10) Tizen

Tizen，Linux基金會和LiMo基金會，聯合英特爾和三星電子，共同開發的開源操作系統，它可以滿足物聯網設備生態系統（包括設備製造商、手機運營商、應用開發者、獨立軟體服務提供商）的需求，應用於手機、電視、穿戴等多個產品。

(圖片來源於：tizen.org)

Tizen底層平台相關API按照HTML5的形式公開出來，服務將涵蓋通信、多媒體、相機、網路、社區媒體等。三星已經售賣了幾款搭載該操作系統的產品，是它的最大支持者。

當然，物聯網開源操作系統還不僅僅是以上這些，有興趣的朋友，可以留下投票告訴我你喜歡的或者使用過的物聯網開源操作系統，也可以留下評論告訴我你的看法，期待您的分享！

參考資料

【1】http://www.cisco.com/c/dam/en_us/about/ac79/docs/innov/IoT_IBSG_0411FINAL.pdf

【2】https://developer.android.com/things/index.html

【3】http://www.contiki-os.org/index.html

【4】http://elinux.org/Main_Page

【6】https://www.mbed.com/en/development/mbed-os/

【7】http://raspbian.org/

【8】http://riot-os.org/

【9】http://developer.ubuntu.com/en/snappy/

【10】http://developer.huawei.com/ict/cn/site-iot/product/liteos

【11】https://www.tizen.org/