浅谈物联网操作系统---导读

文 | 潘爱民

来自 iSyscore Radio 的报道

第二讲

在iSyscore Radio第一讲中（内容回顾小数据 vs. 大数据），我们分享了如何用小数据+大数据来理解物联网系统。我们认为，在业务场景中需要一个操作系统（小数据节点）它可以将场景中的设备连接起来，来采集和处理数据，并基于这些数据来优化服务于场景。小数据节点可以将数据同步到云端，进一步实现更大范围的大数据计算。

那么如何解决物联网中的设备联网？联网之后做什么以及如何做？今天的讲解从操作系统发展的角度来看物联网时代需要什么样的操作系统，区分了物联网设备操作系统和物联网操作系统的职责，并且给出了物联网操作系统的基础功能模型。最后介绍了一个实际研发的物联网操作系统：指令集智能操作系统，及其用于智慧楼宇的案例展示和分析。

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浅谈物联网操作系统

 

|操作系统经过了几代的发展，从最早期的多任务操作系统，如MULTICS和UNIX，到适用于个人电脑的多处理器操作系统，如LINUX和Windows，再到最近十多年广泛流行的移动操作系统，如iOS和Android，其核心技术已经非常成熟，软件复杂度也达到了上亿行代码的规模。操作系统的每一次大发展必定跟计算机硬件的发展密切相关。随着物联网（IoT，Internet of Things）时代的到来，操作系统必将迎来新的发展。

本文我们将介绍物联网操作系统，它特指在物联网设备的使用场景中，能够将各种物联网设备集合起来发挥作用的操作系统。

物联网需要什么样的基础软件

物联网的核心是各种物体连接到互联网：互联网仍然是基础，物联网并没有再造出一个独立的网络，但是对互联网进行了扩展和延伸，允许各种物体通过互联网交换信息和通信。大量的物体都连接到了网络，最直接的效果是，这些物体都可以被远程操控，比如，物体的状态显示在任何一个屏幕上、物体上的开关可以由远端的软件来控制。譬如，在下图中，体重计是一个物联网设备，它能够连接到后台服务器，上报数据和状态，远程用户可以通过连接服务器来获得体重计的数据和状态。

 图1 联网的体重计

物联网设备操作系统很容易理解，有大量的教科书来详细讲解现代操作系统的软件结构和相应的资源调度算法。物联网操作系统是一个相对比较新的概念，但事实上又广泛存在着大量的软件在完成这些功能。很多设备厂商都需要搭建一个后台服务系统，甚至还有不少厂商开发了客户端移动APP。这就是典型的，在操作系统缺位的情况下，硬件厂商不得不自己研发软件系统的情形。而理想的情况是，存在通用的物联网操作系统，可以让设备厂商专注于设备研发，他们只需开发基本的驱动软件以及简单的应用软件就可以让设备用起来。

物联网操作系统

设备操作系统解决的是设备怎么联网、如何更方便地联网的问题，但没有解决联网之后做什么以及如何做的问题。简单而言，设备联网以后，可以远程读取状态数据，可以远程进行故障诊断，甚至控制设备。

本质上，这需要一个软件系统，我们根据对各种场景进行抽象，按照两层架构来实现这样的软件系统：最基础的一层软件是通用的，可适用于各种物联网场景，包括设备连接和管理、数据采集和处理等；另一层是应用软件，用于实现各个场景中需要的功能逻辑。前者就是物联网操作系统，后者是物联网操作系统之上的应用软件。这与本文第一部分讲到的软件划分是一致的，如图2所示。

 图2 从物联网场景中抽象出物联网操作系统

 

从物联网操作系统的角度，它存在的价值是：将设备与服务软件解除了耦合，不同类型或不同数量的设备可以动态链接进来，即使在不重新安装或启动操作系统的情况下，也能适应设备增删的变化。对于截然不同功能的场景，也可以使用同一个操作系统来提供基础服务。另一方面，从物联网应用的角度，应用开发可基于统一的一层服务，再辅助以操作系统的开发工具，可以极大地提高开发效率。随着物联网应用的不断丰富，物联网设备和技术有机会在各种现实场景中进一步发挥价值。

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指令集智能操作系统

杭州指令集智能科技有限公司提出了商业智能操作系统（BI-OS，Business Intelligence Operating System）来实现物联网设备的互联互通，基本上符合上一节介绍的物联网操作系统的要求。图3显示了BI-OS的总体技术架构。（参考www.isyscore.com）

图3 指令集智能操作系统（BI-OS）的架构图

BI-OS作为一个通用的物联网操作系统，可以应用到各种商业场景中，也可以应用于工业领域。一个典型的商业场景是智慧楼宇，通过BI-OS将一个大楼内的所有联网设备连接到一个系统中，这样不仅做到更高效的自动化管理，而且，随着大楼运营一段时间，数据累积起来，可以优化运营策略（譬如节省能耗、堵住安全缺陷，等等）。

|案例：用指令集智能操作系统来建设智慧楼宇

 图3 采用指令集智能操作系统的楼宇系统主界面

BI-OS楼宇系统支持用3D模式显示大楼物理模型，每个设备都有物理位置属性，在界面上友好地指示出设备的位置。当前版本支持的应用程序包括设备维度的管理程序，如照明、电梯、门禁、摄像头等，以及物业管理维度的应用程序，如入住商家管理、告警事件管理、停车管理、能耗管理等，桌面可定制。

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