物联操作技术应用 2

第1章物联网操作系统概述Chapter1IOTOSOVERVIEW《物联网操作系统技术与应用》制作人张亚军

物联网操作系统是物联网（InternetofThings，IoT）技术的重要组成部分。目前知名的物联网操作系统有谷歌的AndroidThings、亚马逊的AWSIoT、微软的Windows10IoT、华为的HuaweiLiteOS等，本书以LiteOS为例，学习物联网操作系统的技术及应用。前言01040302学习目标了解物联网操作系统的产生背景了解一些典型的物联网开源操作系统了解物联网操作系统属于实时操作系统了解HuaweiLiteOS目录物联网操作系统发展史物联网实时操作系统（RTOS）的概念典型的物联网开源操作系统HuaweiLiteOS介绍1.11.21.31.4CONTENTS小结1.5物联网操作系统发展史1.1HistoryofIoTOperatingSystem

物联网操作系统是物联网（InternetofThings，IoT）技术的重要组成部分，就是运行在终端上，对终端设备进行控制和管理，并提供统一编程接口的操作系统软件。

与传统个人计算机或个人智能终端上的操作系统不同，运行物联网操作系统的终端设备，能够与物联网的其他层次结合的更加紧密，使数据共享更加流畅，大大提升物联网的生产效率。1.1

物联网操作系统发展史

中国软件行业协会嵌入式系统分会副理事长何小庆的《嵌入式操作系统风云录：历史演进与物联网未来》一书中提到了物联网操作系统的产生背景：首先互联网为物联网系统搭建了无处不在的互联管道，云计算和大数据的发展为物联网数据处理和分析提供了技术支撑。在嵌入式设备端，32位MCU技术已经成熟，价格趋于与8位/16位MCU接近，其不仅在网关设备上使用，也在传感和执行单元上普遍使用。在MCU市场里，ARMCortexM系列的MCU占有最主要的份额。ARM完善的生态环境大大帮助了物联网操作系统在内的嵌入式软件的发展。1.1

物联网操作系统发展史早期美国加州大学伯克利分校开发了嵌入式操作系统TinyOS欧洲诞生了实时多任务操作系统,可以运行在小型MCU上，也支持MPU。瑞典Malardalen大学计算机系开发了Contiki风河公司发布了其基于VxWorks7的物联网操作系统2010年2014年当前知名的物联网操作系统有谷歌的AndroidThings、亚马逊的AWSIoT、微软的Windows10IoT、华为的HuaweiLiteOS等物联网实时操作系统（RTOS）的概念RTOS(Real-timeoperatingsystem)1.2操作系统必须使任务在确定的时间内完成。硬实时操作系统按照任务的优先级，尽可能让绝大多数任务在确定时间内完成。软实时实时操作系统1.2

物联网实时操作系统（RTOS）的概念1.2.1实时操作系统（RTOS）简介RTOS（Real-timeoperatingsystem,实时操作系统），又称实时操作系统，是管理系统硬件和软件资源的系统软件，其最大的特色就是其“实时性”。也就是说，如果有任务需要执行，实时操作系统会立即（在较短时间内）执行该任务，保证了任务在指定时间内完成。1.2.2为何使用RTOS使用RTOS带来的好处：降低开发难度。直接使用系统API，即可完成系统资源的申请、多任务的配合（基于优先级的实时抢占调度，同优先级的时间片调度)，以及任务间的通信等（如锁、事件等机制）。增加代码可读性，易于维护和管理。提升可移植性，对接不同芯片的工作由操作系统完成，应用开发者只需要关注OS层接口。1.2

物联网实时操作系统（RTOS）的概念典型的物联网开源操作系统TypicalIoTOpen-SourceOS1.3

目前，开源操作系统在物联网中的应用已经十分广泛，下面列举一些典型的物联网开源操作系统。1.3

典型的物联网开源操作系统AndoridThings是谷歌推出的物联网操作系统FreeRTOS是一个嵌入式系统使用的开源实时操作系统。Raspbian是一款基于Debian，为树莓派硬件而设计的操作系统。Tizen是Linux基金会和LiMo基金会，联合英特尔和三星电子，共同开发的开源操作系统。HuaweiLiteOS是华为面向IoT领域，构建的“统一物联网操作系统和中间件软件平台”AndoridThings

FreeRTOSRaspbianTizenHuaweiLiteOSContiki源于AdamDunkels在瑞典Malardalen大学计算机系从事的一个项目。ContikiHuaweiLiteOS介绍IntroductiontoHuaweiLiteOS1.41.4

HuaweiLiteOS介绍1.HuaweiLiteOS的历史意义

纵观信息时代的发展史，操作系统领域的争夺战，贯穿了所有的标志性时代，如PC时代、互联网时代、移动互联网时代。其中，最成功的操作系统无疑是windows、linux、android以及ios。今后一定也会有一款到两款操作系统作为物联网时代标志性的操作系统强势崛起，从2015年开始，谷歌、微软等IT界的大佬已经相继发布了自己的物联网操作系统，华为物联网操作系统（HuaweiLiteOS），就是在这样的历史背景下产生的。

针对物联网解决方案，

无论是华为提出“1+2+1”还是“1+N”这样的概念，没有了HuaweiLiteOS，就缺少了个“1”，而少了物联网操作系统。2.HuaweiLiteOS的现实意义1.4

HuaweiLiteOS介绍LiteOSKernel是HuaweiLiteOS操作系统基础内核，包括任务管理、内存管理、时间管理、通信机制、中断管理、队列管理、事件管理、定时器等操作系统基础组件，可以单独运行。1）高实时性，高稳定性；2）超小内核，基础内核体积可以裁剪至不到10K；3）低功耗；4）支持功能静态裁剪。3.HuaweiLiteOS的特点1.4

HuaweiLiteOS介绍LiteOS目前已经适配了30多种开发板，其中包括ST、NXP、GD、MIDMOTION、SILICON、ATME、GD、Nuvoton、NordicSemiconductors、Microchip、ADI、TISimpleLink等主流厂商的开发板4.硬件支持1.4

HuaweiLiteOS介绍HuaweiLiteOS可广泛应用于电力、能源、交通、制造、医疗、工业互联、智慧城市等行业和领域，帮助合作伙伴降低运维成本，创造新的商业价值，提升消费者体验，共建智能、开放、创新的物联网生态。5.应用场景1.4

HuaweiLiteOS介绍小结Summary1.51.5小结物联网操作系统是一种嵌入式的实时操作系统。当前，还没有一个物联网操作系统能够完全占领市场。知名的物联网操