物联网操作系统是当今 IT 界的流行语。那么，您对物联网操作系统了解多少？
2018 年，全球人口为 75 亿，智能手机拥有量约为 30 亿部。爱立信的物联网研究报告指出，2018 年物联网设备数量首次超过智能手机，到 2021 年将有超过 290 亿台物联网设备。蜂窝物联网设备仍然遥遥领先于世界上物联网设备的无线连接方式。近两年，NB-IoT、LoRa等低功耗广域（LPWA）物联网设备出货量快速增长。物联网的应用正在蓬勃发展。从最初的智能硬件、共享单车，到如今的智慧城市、智能制造、新零售，万物互联已经无处不在。面对快速发展、碎片化的物联网系统，业界一直在思考一个问题：PC时代有操作系统，移动互联网时代有安卓和iOS操作系统。为什么物联网时代没有应用广泛的物联网运营系统呢？
物联网操作系统（for of，IoT OS）是基于嵌入式实时操作系统开发的面向物联网技术架构和应用场景的软件平台。 IoT OS目前没有严格的定义，架构和功能不同，种类繁多。例如，ARM Mbed 在微控制器 (MCU) 上运行并在嵌入式处理器上运行，X-WARE 是从传统的 RTOS 改进而来的。
物联网操作系统的发展历程
IoT OS 的起源始于两个传感器网络操作系统：一个是美国加州大学伯克利分校的一个项目；另一个是美国加州大学伯克利分校的一个项目。另一个是瑞典理工学院的一个项目，由亚当·邓克尔 (Adam) 和他的团队开发。 是著名的 TCP/IP 网络协议专家。该项目完全用C语言开发，可移植性很好，可以运行在各种类型的单片机和微处理器上。 2010年欧洲有一个物联网开源项目RIOT，在技术架构上与现在的IoT OS非常接近。这3个操作系统都是开源软件，对当今的物联网操作系统有着深远的影响。
最早的 IoT OS 始于 2014 年，其中最具标志性的就是 ARM Mbed OS。同年，MiCO OS 发布。 2015年，华为发布了Lite OS。 2015 年，谷歌宣布 IoT OS 操作系统更名为 .它由 Linux 基金会于 2016 年推出，是一种针对资源受限环境的开源实时操作系统 (RTOS)，在安全架构和技术方面具有一定的特性。 2017年，阿里巴巴集团发布了AliOS。
2017 年底，亚马逊发布了 .凭借在嵌入式系统方面的影响力，亚马逊扩大了其在物联网系统中的市场地位。结合AWS物联网云和边缘计算技术，为开发者提供一站式解决方案。
2018 年，ARM 推出 Arm IoT，提供继亚马逊之后的端到端 IoT 安全解决方案。
微软在物联网设备端部署了Azure OS，可以在单片机上运行。在边缘方面，微软拥有运行在 Linux 和系统上的 Azure IoT Edge。在云端，微软有 Auzre IoT Stack，负责物联网设备的安全管理和维护。 2019 年 4 月，微软收购了嵌入式系统公司 Logic，并将其 RTOS 部署在其物联网解决方案的边缘。是嵌入式系统中具有影响力的商用RTOS，拥有大量成熟应用。
物联网操作系统的技术特点
学术界和工业界都没有给出物联网操作系统的统一定义。阿里巴巴集团称AliOS为物联网领域的轻量级物联网嵌入式操作系统。亚马逊称它是用于微控制器的物联网操作系统。 ARM 将 Mbed OS 称为物联网系统中“事物”的免费开源嵌入式操作系统。
纵观物联网操作系统技术的发展，物联网操作系统可以概括为五个技术特点。
一个是管理事物的能力。这里的“物”是指物联网边缘节点上的嵌入式实时低功耗设备。
二是泛在通信功能，即支持各种无线和有线、近场和远距离的通信方式和协议，如蓝牙、Wi-Fi、NB-IoT、LoRa和NFC等通信技术。
第三是物联网设备的可维护性，即支持安全动态升级（OTA）和设备远程维护。
第四是物联网安全。这是一个广泛的概念，包括设备、通信和云安全，可防止外部安全入侵和篡改。
五是物联网云平台。通过物联网云平台完成远程设备管理、数据存储和分析、安全控制和业务支持，是物联网大数据和人工智能的基础。
总的来说，IoT OS 是一个“物”的通信和管理平台。物联网操作系统包括三个重要部分：嵌入式实时操作系统、物联网通信协议和物联网云平台。
物联网操作系统示例
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是物联网领域的轻量级物联网操作系统。它的内核分为两层：第一层是基础内核；第二层是扩展内核，源代码开源。
提供端云协同能力，集成LwM2M、CoAP、Mbed TLS、LwIP等全套IoT协议栈，用户只需专注于自己的应用，直接使用SDK设备封装的API -云互通组件，只需几步即可轻松实现快速实现与云平台的安全可靠连接。 NB-IOT应用场景的端-云解决方案的应用是现阶段的优势之一。
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是微控制器的操作系统。通过软件库对内核进行扩展，可以轻松地将小型、低功耗设备安全地连接到 AWS 云服务，例如 AWS IoT Core 或更强大的运行 AWS IoT 的边缘设备。为低功耗连接设备、广泛的硬件和技术生态系统等提供简单的编程、部署和管理。
RT-
RT-是一个集成了RTOS内核、中间件组件和开发者社区的技术平台。由熊普祥先生和开源社区的力量共同开发。同时ibms系统和物联网，RT-也是一个组件完整丰富、可扩展性强、易于开发、超低功耗、高安全性的物联网操作系统。 RT-的优势在于它拥有物联网操作系统平台所需的所有关键组件，如GUI、网络协议栈、安全传输、低功耗组件等；拥有良好的软件生态系统，支持市面上所有主流编译工具，如GCC、Keil、IAR等；支持POSIX、CMSIS、C++应用环境、执行环境等各种标准接口，方便开发者移植各种应用。
我们可以看到，以上三个物联网操作系统具备物联网系统开发所需的基本功能，可以满足大部分物联网边缘节点项目的开发需求。与RT-相比，在功能、产品成熟度、配套硬件架构等方面具有优势。提供NB-IoT端云解决方案，为基于NB网络的物联网产品开发提供极大便利。 RT-的特点是开发者多，开源社区在中国非常活跃。
物联网操作系统的发展趋势
随着人工智能的发展，边缘计算是物联网操作系统发展的重点。 2017年，ARM推出Mbed Edge，与ARM Mbed Cloud和Mbed OS形成边缘计算物联网解决方案。 2019年，华为发布智能边缘平台IEF，并启动开源项目，聚焦安防监控等需要边缘智能的应用场景。 拥有 Azure IoT Edge 以与 /Linux 和 OS 一起使用。亚马逊一直走在边缘计算的前沿，第一个版本就有边缘计算用例。未来研究的重点是什么？笔者认为，重点将放在云人工智能技术如何通过边缘计算与设备节点的IoT OS相结合。目前，这些设备节点大多运行在微控制器的RTOS或IoT OS上，无法支持大规模的Linux OS和容器技术。
物联网安全是物联网操作系统开发的另一个热点，许多物联网操作系统都集成了 Mbed TLS。 TLS 是一种在 上实现加密通信的安全协议，而 Mbed TLS 是 ARM 的开源版本。许多物联网云都具有密钥管理和数字证书功能，并且大多数物联网操作系统都支持安全的空中下载（OTA）机制。物联网安全是一项复杂的技术和系统工程，需要产业链的充分配合，以及芯片和云端的配合，才能提供完整的解决方案。 IoT OS 是物联网安全实施和开发的绝佳平台。
物联网操作系统的愿景
ARM Mbed OS自2014年发布至今已经5年了。市场上有十多个开源IoT OS，以及一些商业IoT OS，更准确地说是支持IoT应用的商业嵌入式OS。当一个新的物联网项目启动时，开发者可以通过芯片公司生态系统轻松接入1或2个支持物联网操作系统的开发板，如STM32套件IOT节点，实现和AliOS。新的物联网应用已经看到物联网操作系统，例如NB-IoT项目，如果开发者采用该模块，SDK将包含它。 ARM和研华也展示了国外的Mbed OS应用，例如可穿戴设备和工业物联网场景。
物联网操作系统趋向于将成熟的操作系统、通信和云计算技术集成到从传感器到云端的物联网场景中的集成技术。 IoT OS不仅是传统意义上提供CPU资源管理和应用程序编程接口（API）的操作系统，IoT OS不仅可以部署设备，还需要端云联动。 IoT OS的发展一直受到业界的推动。业界正在寻找解决物联网开发过于繁琐、开发团队延迟开发周期等问题的解决方案。简而言之，他们希望为物联网生态系统打造一个类似智能手机的操作系统生态系统。 .
物联网操作系统的愿景非常美好，并且仍在开发中。比如ARM Mbed OS从2017年初的5.6版本开始就加快了更新周期，大约每3个月出一个新版本，现在是5.12版本。再比如，从2017年底发布1.0版本到2018年7月，已经有1.1、1.2和1.在不到一年。 3 三个主要版本。笔者期待会有新的IoT OS来解决物联网发展和应用中的新问题。同时，期待未来能够为业界呈现更好的IoT OS技术和产品，迎接万物互联、万物智能的时代。 .
