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如何設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)(上)

如何設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)上 百恒物聯(lián) 2018-07-14 1847

如何設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)(上)


  如何做到物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的目標,或者說如何設計一個好的物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)?下面我們從物聯(lián)網(wǎng)終端設備定義出發(fā)討論其對操作系統(tǒng)的新的要求?物聯(lián)網(wǎng)又對物聯(lián)網(wǎng)應用又有哪些新的要求,從而體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的能力上?


  硬件控制能力


  物聯(lián)網(wǎng)終端設備可以感知或控制物體一個或多個屬性,物聯(lián)網(wǎng)終端設備的一個重要能力是感知和控制物體,這種感知和控制都是由不同的硬件設備完成。由于行業(yè)和領域的多樣性,物聯(lián)網(wǎng)這些硬件可能是多種多樣,那么對硬件的抽象和控制顯得尤為突出。

  操作系統(tǒng)中通常采用I/O控制,對外來設備采用即插即用的方式,Windows是這方面做得最好的操作系統(tǒng),它采用驅動和操作系統(tǒng)分開的方式,硬件提供商提供硬件設備的同時也提供配套的驅動程序,這樣操作系統(tǒng)對硬件的支持就非常開放。

  同時,操作系統(tǒng)要提供豐富的API來控制硬件或外設。API可以提供硬件的底層控制,也可以是高層的應用屬性的控制。例如,API可以是對一類接口,如串口控制,也可以是針對攝像設備的控制。通常操作系統(tǒng)的早期階段是以底層接口AP為多,隨著操作系統(tǒng)的發(fā)展會向高層API發(fā)展。

  通過上面的討論,我們可以總結出:物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)要能夠提供豐富的硬件設備驅動,同時提供豐富的硬件控制API。

  軟件遠程控制能力


  物聯(lián)網(wǎng)終端設備的數(shù)量非常龐大,而且通常都是無人監(jiān)控和操作,那么物聯(lián)網(wǎng)終端設備的遠程被控制的能力非常重要,因此,終端操作系統(tǒng)為軟件的遠程控制能力支持,應該是物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)的一個特性。

  遠程控制能力可以從下面兩個方面理解:應用的遠程升級;系統(tǒng)控制能力高度開放。

  應用的遠程升級需要操作系統(tǒng)能夠將應用的運行環(huán)境和應用分離。Android系統(tǒng)、Windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)都是這類的操作系統(tǒng),但是大部分的嵌入式操作系統(tǒng)都不是這類系統(tǒng)。一個比較好的解決方式是Java虛擬機的概念,即操作系統(tǒng)中提供一個虛擬化的運行環(huán)境,應用可以后向的開發(fā)和升級。只有做到軟硬件分離,應用與運行環(huán)境分離,才能將物聯(lián)網(wǎng)領域中的技術分離促成物聯(lián)網(wǎng)技術鏈的形成。

  系統(tǒng)控制能力高度開放指終端操作系統(tǒng)能夠為應用提供足夠豐富的控制接口,這里不僅涉及API開發(fā),還涉及操作系統(tǒng)訪問控制權限的設計。

  豐富、精簡的網(wǎng)絡能力


  物聯(lián)網(wǎng)終端設備能夠具有通過近距離無線通信與其他物聯(lián)網(wǎng)終端設備進行信息交換的能力。物聯(lián)網(wǎng)的承載網(wǎng)絡可以是多種多樣的,不同網(wǎng)絡下設備之間的通信是比較困難的,那么物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)要能夠提供一種承載無關的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議,從而滿足不同階段不同網(wǎng)絡承載設備的部署,同時突破目前物聯(lián)網(wǎng)通信技術各自為政的局面。

  物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)應該同時提供豐富的網(wǎng)絡接口能力,支持眾多的網(wǎng)絡協(xié)議,目前互聯(lián)網(wǎng)領域中的網(wǎng)絡協(xié)議都應該能夠在物聯(lián)網(wǎng)中有對應的映射和補充。

  物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)網(wǎng)絡協(xié)議應該是精簡的,目前物聯(lián)網(wǎng)處于早期發(fā)展階段,物聯(lián)網(wǎng)終端設備的能力相對較弱,那么精簡的網(wǎng)絡協(xié)議有利于設備、應用的快速開發(fā)和部署,同時滿足物聯(lián)網(wǎng)終端設備能力不一致的問題。

  物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)支持網(wǎng)絡協(xié)議應該是支持高吞吐量、高效的網(wǎng)絡協(xié)議,物聯(lián)網(wǎng)基本的神經(jīng)單元數(shù)據(jù)都是由物聯(lián)網(wǎng)終端設備采集提供的,同時這些采集通常是不間斷、高速產(chǎn)生的,這對于網(wǎng)絡協(xié)議提出了新的需求。

  計算能力


  計算能力包括技術的精度、計算的速度、數(shù)據(jù)輸入/輸出的速度、計算模型。不同的物聯(lián)網(wǎng)終端設備對上述的計算能力會有不同的要求。

  計算的速度和數(shù)據(jù)輸入/輸出的速度是軟件、硬件共同作用的結果。

  就計算的精度來說,這個要求是物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)需要提供的基礎能力,數(shù)據(jù)的精確度和計算結果的精確度是數(shù)據(jù)價值的保障。

  計算模型操作系統(tǒng)能夠提供豐富的計算模型,方便開發(fā)者開發(fā),同時提供計算模型能夠支持第三方的技術模型。

  由于文章過長,后半部分可閱讀:如何設計物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)(下)
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