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极简 IoT 开源操作系统

  操作系统,英文名 operating system,简称:OS,是一种系统软件,位于计算机硬件和应用程序中间的一层,管理硬件和软件资源,为计算机程序提供相关服务。

  所有的计算机程序包括应用程序或者固件,都需要操作系统支持。

  1.微控制器和处理器

  微控制器 - 微控制器英文写法是 Microcontroller Unit,简写为MCU。微控制器是将计算机运行所需要的一些资源(如ROM、RAM、I/O、定时器、ADC、DAC等)集成到了一个芯片上,可称之为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),俗称为单片机。因软件存放在微控制器的存储器中,与硬件紧密配合使用,又称之为嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit,EMCU)。

  

 

  处理器 - 处理器又称为中央处理器(CPU,Central Processing Unit),处理器一般需要依赖外部的硬盘或存储介质进行运行,系统资源丰富、复杂。是计算机、电脑、平板和手机等的核心。

  根据处理性能的不同,运行的操作系统也有所不同。微控制器多运行实时操作系统(RTOS),对任务时间性要求比较高。处理器多运行Windows、Linux、Android、iOS等操作系统,对任务处理能力要求比较高。

  2.操作系统

  操作系统,英文名 operating system,简称:OS,是一种系统软件,位于计算机硬件和应用程序中间的一层,管理硬件和软件资源,为计算机程序提供相关服务。所有的计算机程序包括应用程序或者固件,都需要操作系统支持。

  一般来说,操作系统通常具有以下功能:进程管理、中断、内存管理、文件系统、设备驱动、网络、安全、输入输出系统。

  

 

  3.开源操作系统

  开源操作系统(open source operating system) ,是指源代码公开的操作系统软件,遵循开源协议进行使用、编译和再发布。在遵守相关开源协议的前提下,任何人都可以免费使用,随意控制软件的运行方式。开源操作系统最大的特点就是开放源代码和自由定制。下面列举开源操作系统的一些优势:

  易理解:开源操作系统源代码公开,开发人员更容易查看理解代码,获取相关知识。

  公开透明:操作系统漏洞和缺陷更容易曝光,同时代码的开发和维护也是公开的。

  可定制:用户可以根据需求,依照不同的硬件平台和应用场景进行定制。

  低成本:无商业版权费,节省了相关开发管理和人力投入成本。

  可持续:即使之前开发的公司因为各种原因无法支持,依靠开源社区广大的开发人员的参与,系统还可以持续维护下去。

  集思广益:因为开源操作系统公开,可以让更多的开发者参与开发,集中更多的智慧和想法。

  

 

  4.物联网 & 开源操作系统

  对于物联网发展而言,“碎片化”是主要的问题,其中芯片、传感器、通信协议、应用场景千差万别,“山头林立”。比如无线通信标准,就有蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、PLC、Z-Wave、RF、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi、NB-IoT、LoRa等等。很明显,技术方案不统一,体系结构不一致,阻碍了物联网的发展,也局限了互联互通的范围。

  然而,各种操作系统可以支持不同的硬件、通信标准、应用场景。开源,有利于打破技术障碍和壁垒,提高互操作性和可移植性,减小开发成本,同时也适合开源社区的开发人员参与进来。

  

 

  操作系统,是物联网中一个十分关键的环节,而开源更佳助推了物联网的开放和发展。目前,开源操作系统在物联网中的应用已经十分广泛,以后也必将在物联网中扮演越来越重要的角色。

  一般地,对实时性控制要求比较高的应用MCU用不到RTOS,如电机控制等。而随着物连接到网络的发展,对通信协议有了新的需求,RTOS就可以比较好地对通信进行管理。物联网操作系统没有严格的定义,可以将物联网操作系统特性,简单地概况如下:

  连接 - 互联互通、互操作性

  安全 - 设备安全、通信安全、数据安全

  能效 - 设备能耗管理

  通信 - 支持通信协议,如低功耗蓝牙、以太网、Thread、 Wi-Fi、Zigbee、6LoWPAN、LPWAN(LoRa、NB-IoT…)等等

  标准 - 开放标准,开放的标准有利于设备的互联互通

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