1、徐小龍/WindowsLinuxMac OSOpenStackAndroidLinux物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)本講內(nèi)容1. 物聯(lián)網(wǎng)基本概念物聯(lián)網(wǎng)基本概念2. 物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)3. 典型典型IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)基本概念物聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)（Internet of ThingsInternet of Things，IoTIoT）通過(guò)智能感知、識(shí)）通過(guò)智能感知、識(shí)別別技術(shù)以及與技術(shù)以及與云計(jì)算、普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，云計(jì)算、普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是本質(zhì)上是一一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)，廣

2、泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)救災(zāi)、安保與軍事等防災(zāi)救災(zāi)、安保與軍事等領(lǐng)域領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)基本概念美國(guó)提出信息物理系統(tǒng)美國(guó)提出信息物理系統(tǒng)CPS研究研究計(jì)劃計(jì)劃歐盟歐盟提出嵌入提出嵌入智能與智能與系統(tǒng)系統(tǒng)ARTMEIS研究研究計(jì)劃計(jì)劃中國(guó)中國(guó)提出提出“感知中國(guó)感知中國(guó)”國(guó)家國(guó)家戰(zhàn)略戰(zhàn)略物聯(lián)網(wǎng)基本概念應(yīng)用層應(yīng)用層遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)控異地異地醫(yī)療醫(yī)療環(huán)境環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)智能智能家居家居資源資源探測(cè)探測(cè)信息信息檢索檢索其它其它應(yīng)用應(yīng)用處理層處理層云計(jì)算云計(jì)算邊緣邊緣計(jì)算計(jì)算移動(dòng)移動(dòng)計(jì)算計(jì)算其它計(jì)算技術(shù)其它計(jì)算技術(shù)傳輸層傳輸層無(wú)線傳感網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)移

3、動(dòng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)局域網(wǎng)廣電網(wǎng)絡(luò)廣電網(wǎng)絡(luò)傳感層傳感層智能終端智能終端RFID設(shè)備設(shè)備 傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備網(wǎng)關(guān)設(shè)備移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)基本概念無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)Internet、衛(wèi)星、衛(wèi)星或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等等匯聚節(jié)點(diǎn)匯聚節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域監(jiān)測(cè)區(qū)域傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)任務(wù)管理中心任務(wù)管理中心物聯(lián)網(wǎng)基本概念無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分無(wú)線傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分由大量低成本且具有由大量低成本且具有信息感知、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線信息感知、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線通信能力的傳感器通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成節(jié)點(diǎn)構(gòu)成獨(dú)立于基站或移動(dòng)路由器等基礎(chǔ)通信設(shè)施，通過(guò)獨(dú)

4、立于基站或移動(dòng)路由器等基礎(chǔ)通信設(shè)施，通過(guò)分布式協(xié)議自組成網(wǎng)絡(luò)分布式協(xié)議自組成網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器傳感器物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器傳感器敏感元件：傳感器敏感元件：傳感器中能直接中能直接感受環(huán)境信息的感受環(huán)境信息的組件組件轉(zhuǎn)換元件：將轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件感受到的環(huán)境信息轉(zhuǎn)換成敏感元件感受到的環(huán)境信息轉(zhuǎn)換成適合于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)組件適合于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)組件信號(hào)轉(zhuǎn)換調(diào)理電路：對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理信號(hào)轉(zhuǎn)換調(diào)理電路：對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理與轉(zhuǎn)換、放與轉(zhuǎn)換、放大、運(yùn)算與大、運(yùn)算與調(diào)制以便顯示調(diào)制以便顯示和參與控制和參與控制物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)包含傳感器，是更為復(fù)雜傳感器節(jié)點(diǎn)包含傳感器，是更為復(fù)

5、雜的、微型的嵌入式的、微型的嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng)具有感知能力，還具備處理能力、存儲(chǔ)能力具有感知能力，還具備處理能力、存儲(chǔ)能力和通信和通信能力能力，但，但能力較弱，需要電池能力較弱，需要電池供電供電兼顧終端兼顧終端和和路由雙重路由雙重功能功能，進(jìn)行本地，進(jìn)行本地信息信息收集和收集和數(shù)據(jù)處理，對(duì)數(shù)據(jù)處理，對(duì)其它其它節(jié)點(diǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和融合處理融合處理物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)基本概念傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)本講內(nèi)容1. 物聯(lián)網(wǎng)基本概念物聯(lián)網(wǎng)

6、基本概念2. 物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)3. 典型典型IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)層主要包含物聯(lián)網(wǎng)層主要包含物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，提供操作系統(tǒng)，提供資資源管理功能、硬件訪問(wèn)接口和任務(wù)執(zhí)行環(huán)境源管理功能、硬件訪問(wèn)接口和任務(wù)執(zhí)行環(huán)境系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)層包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、能量管理、定服務(wù)層包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、能量管理、定位與定時(shí)功能等位與定時(shí)功能等，為，為應(yīng)用提供所需的系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用提供所需的系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用層應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自多個(gè)實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自多個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合以的數(shù)據(jù)融合以及面向特定應(yīng)用任務(wù)提供所需的功能及面向特定應(yīng)用任務(wù)提供所需的功能物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng) IoT操作系統(tǒng)操作

7、系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中存在異構(gòu)存在異構(gòu)計(jì)算計(jì)算節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn), ,設(shè)備設(shè)備類(lèi)型多種多類(lèi)型多種多樣，計(jì)算、存儲(chǔ)、通信、續(xù)航能力各不相同，面樣，計(jì)算、存儲(chǔ)、通信、續(xù)航能力各不相同，面向的應(yīng)用領(lǐng)域也差異極大向的應(yīng)用領(lǐng)域也差異極大物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)作為基礎(chǔ)軟件基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，必須平臺(tái)，必須能適應(yīng)能適應(yīng)復(fù)雜復(fù)雜的硬件環(huán)境，才能管理好各種資源的硬件環(huán)境，才能管理好各種資源，為，為各種各種層出不窮層出不窮的物的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行提供支撐聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行提供支撐物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng) IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)微微內(nèi)核內(nèi)核設(shè)計(jì)：減少設(shè)計(jì)：減少內(nèi)核代碼量，充分模塊化，增內(nèi)核代碼量，充分模塊化，增強(qiáng)內(nèi)核可

8、裁剪性、可靠性和可移植性，以適應(yīng)異強(qiáng)內(nèi)核可裁剪性、可靠性和可移植性，以適應(yīng)異構(gòu)的硬件平臺(tái)，特別適配性能受限的嵌入式構(gòu)的硬件平臺(tái)，特別適配性能受限的嵌入式設(shè)備設(shè)備系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性強(qiáng)：很多強(qiáng)：很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求系統(tǒng)具備實(shí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)性，時(shí)性，包括中斷包括中斷響應(yīng)實(shí)時(shí)響應(yīng)實(shí)時(shí)性、任務(wù)性、任務(wù)調(diào)度實(shí)時(shí)調(diào)度實(shí)時(shí)性性物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng) IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)功能功能擴(kuò)展性擴(kuò)展性強(qiáng)：統(tǒng)一強(qiáng)：統(tǒng)一定義接口和規(guī)范，定義接口和規(guī)范，方便系統(tǒng)方便系統(tǒng)增加新功能增加新功能、提供新的硬件、提供新的硬件支持，采用支持，采用靈活設(shè)備靈活設(shè)備管理策略，方便動(dòng)態(tài)加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等管理策略，方便動(dòng)態(tài)加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

9、等模塊模塊高安全可靠性：很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)要求系統(tǒng)足高安全可靠性：很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)要求系統(tǒng)足夠安全、可靠，能夠容忍系統(tǒng)異常、故障，抵御夠安全、可靠，能夠容忍系統(tǒng)異常、故障，抵御各類(lèi)惡意攻擊各類(lèi)惡意攻擊物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng) IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)綠色綠色高高能效：物能效：物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)消耗大量能源，設(shè)備需系統(tǒng)消耗大量能源，設(shè)備需要具備較強(qiáng)的要具備較強(qiáng)的電源續(xù)航能力電源續(xù)航能力，需要系統(tǒng)對(duì)能源有，需要系統(tǒng)對(duì)能源有效管理，最大限度效管理，最大限度降低能耗，提升降低能耗，提升能效能效遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)控配置：物配置：物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備系統(tǒng)需要遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備、節(jié)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)進(jìn)行性能監(jiān)控、參數(shù)配置、功能開(kāi)關(guān)、

10、系統(tǒng)升性能監(jiān)控、參數(shù)配置、功能開(kāi)關(guān)、系統(tǒng)升級(jí)和故障診斷級(jí)和故障診斷等等物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng) IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)豐富豐富網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧：支持棧：支持完善的豐富網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議完善的豐富網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧棧，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)XMLXML標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式解析，支持解析，支持不同協(xié)議不同協(xié)議間的相互間的相互轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換多模態(tài)多模態(tài)用戶(hù)用戶(hù)界面：支持界面：支持語(yǔ)音、手勢(shì)、文本、觸摸語(yǔ)音、手勢(shì)、文本、觸摸等多模態(tài)方式完成用戶(hù)和設(shè)備的等多模態(tài)方式完成用戶(hù)和設(shè)備的交互交互，提升提升交互交互的效率，縮短響應(yīng)的的效率，縮短響應(yīng)的時(shí)間時(shí)間物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng) IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)豐富豐富開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)接口：提供接口：提供完善的開(kāi)

11、發(fā)接口和便捷成熟完善的開(kāi)發(fā)接口和便捷成熟的開(kāi)發(fā)工具，支持多種編程語(yǔ)言，的開(kāi)發(fā)工具，支持多種編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)多實(shí)現(xiàn)多語(yǔ)言多語(yǔ)言多設(shè)備編譯，方便第三方開(kāi)發(fā)人員快速開(kāi)發(fā)出所需設(shè)備編譯，方便第三方開(kāi)發(fā)人員快速開(kāi)發(fā)出所需的應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)迭代開(kāi)發(fā)，以適應(yīng)快速發(fā)展變迭代開(kāi)發(fā)，以適應(yīng)快速發(fā)展變化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景；提供場(chǎng)景；提供應(yīng)用的遠(yuǎn)程下載、遠(yuǎn)應(yīng)用的遠(yuǎn)程下載、遠(yuǎn)程調(diào)試工具等，支撐開(kāi)發(fā)全程調(diào)試工具等，支撐開(kāi)發(fā)全過(guò)程過(guò)程物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)本講內(nèi)容1. 物聯(lián)網(wǎng)基本概念物聯(lián)網(wǎng)基本概念2. 物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)3. 典型典型IoT操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)典型IoT操作系統(tǒng)HarmonyOS開(kāi)源開(kāi)

12、源的華為鴻蒙的華為鴻蒙操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)（HarmonyOS）是）是基基于微內(nèi)核的面向全場(chǎng)景于微內(nèi)核的面向全場(chǎng)景的的通用物通用物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)采用了三層架構(gòu)，包含內(nèi)核、基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用采用了三層架構(gòu)，包含內(nèi)核、基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用框架，支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各類(lèi)設(shè)備的互聯(lián)互通框架，支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各類(lèi)設(shè)備的互聯(lián)互通微內(nèi)核和組件化耦合架構(gòu)使其更易按需擴(kuò)展微內(nèi)核和組件化耦合架構(gòu)使其更易按需擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)安全實(shí)現(xiàn)安全可信可信以及低時(shí)延以及低時(shí)延，可根據(jù)可根據(jù)設(shè)備的資源設(shè)備的資源能力和業(yè)務(wù)特征能力和業(yè)務(wù)特征進(jìn)行裁剪進(jìn)行裁剪，滿足，滿足不同終端需求不同終端需求典型IoT操作系統(tǒng)HarmonyOS鴻蒙鴻蒙操作系統(tǒng)采用

13、分布式軟總線、分布式數(shù)據(jù)管理、分操作系統(tǒng)采用分布式軟總線、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式能力調(diào)度和虛擬外設(shè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨終端無(wú)縫協(xié)同布式能力調(diào)度和虛擬外設(shè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨終端無(wú)縫協(xié)同體體驗(yàn)，屏蔽驗(yàn)，屏蔽底層，使開(kāi)發(fā)者能夠聚焦自身業(yè)務(wù)邏輯底層，使開(kāi)發(fā)者能夠聚焦自身業(yè)務(wù)邏輯使用確定時(shí)延引擎和高性能進(jìn)程通信技術(shù)，調(diào)度處理時(shí)，使用確定時(shí)延引擎和高性能進(jìn)程通信技術(shù)，調(diào)度處理時(shí)，在任務(wù)執(zhí)行前設(shè)置進(jìn)程執(zhí)行優(yōu)先級(jí)及時(shí)限，并利用微內(nèi)在任務(wù)執(zhí)行前設(shè)置進(jìn)程執(zhí)行優(yōu)先級(jí)及時(shí)限，并利用微內(nèi)核優(yōu)勢(shì)提升進(jìn)程通信效率核優(yōu)勢(shì)提升進(jìn)程通信效率基于微基于微內(nèi)核架構(gòu)增強(qiáng)設(shè)備的安全可信性?xún)?nèi)核架構(gòu)增強(qiáng)設(shè)備的安全可信性，讓?zhuān)層脩?hù)應(yīng)用、用戶(hù)應(yīng)用、系統(tǒng)服務(wù)

14、盡量在內(nèi)核之外的目態(tài)運(yùn)行，并加入相互之間系統(tǒng)服務(wù)盡量在內(nèi)核之外的目態(tài)運(yùn)行，并加入相互之間的安全的安全隔離，將隔離，將形式化方法應(yīng)用于可信執(zhí)行形式化方法應(yīng)用于可信執(zhí)行環(huán)境環(huán)境典型IoT操作系統(tǒng)TencentOS Tiny騰訊開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)物騰訊開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，具有低功耗、，具有低功耗、低資源占用、模塊化、安全可靠等特點(diǎn)低資源占用、模塊化、安全可靠等特點(diǎn)內(nèi)核組件特別強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，且可靈活的裁剪、內(nèi)核組件特別強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，且可靈活的裁剪、配置，易于移植，內(nèi)部集成主流物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧配置，易于移植，內(nèi)部集成主流物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧適配各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)終端，為適配各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)終端，為IoT 終端提供操作系終端提供操作系統(tǒng)平臺(tái)，方便各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備快速接入騰訊云，統(tǒng)平臺(tái)，方便各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備快速接入騰訊云，支撐多種支撐多種應(yīng)用應(yīng)用典型I