物聯網終端設備的類型和功能是千差萬別的，終端設備的性能在不同場景下的要求也不一致。物聯網終端設備的硬件、軟件的碎片化也阻礙了物聯網本身的發展。物聯網終端操作系統可以解決上面提到的問題，它不僅可以重新規范物聯網終端設備，也能夠為物聯網應用的迅速發展提供了統一的開發環境。本文首先介紹物聯網終端操作系統的必要性，然后通過介紹物聯網終端操作系統的能力來說明如何設計物聯網終端操作系統，最后簡單介紹在操作系統之上的物聯網應用。

一、物聯網終端操作系統的必要性

物聯網應用千差萬別，物聯網終端設備的形態和需求也是難以統一的，這使得物聯網終端操作系統呼之欲出。物聯網終端操作系統的目標是充分抽象物聯網終端設備，提供快速、高效的物聯網應用開發平臺。具體而言，需要物聯網終端操作系統的原因有如下幾個：

第一，物聯網終端操作系統解決了物聯網終端設備碎片化的問題。物聯網終端設備各式各樣，如果有一個好的物聯網終端操作系統來支撐這些設備，那么各種物聯網應用就有了發揮自己能力的舞臺，物聯網終端設備碎片化的問題也得到了解決。

第二，物聯網終端操作系統可以培養專有的物聯網技術生態鏈。好的物聯網終端操作系統可以提高物聯網應用的開發速度并培養健康的技術生態鏈，它可以隔離軟/硬件系統，加快物聯網應用的開發速度，提高物聯網應用的實用性。

二、物聯網終端操作系統的能力

從物聯網的實際應用出發，物聯網終端操作系統需要具備以下能力：

1. 硬件控制能力

物聯網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。由于行業和領域的多樣性，物聯網硬件可能是多種多樣的，那么對硬件的抽象和控制就顯得尤為重要。物聯網終端操作系統要提供豐富的API 來控制硬件或外設，這些API可以提供硬件的底層控制，也可以提供對高層應用屬性的控制。總的說來，物聯網終端操作系統要能夠提供豐富的硬件設備驅動，同時要提供豐富的硬件控制API。

2. 軟件遠程控制能力

物聯網終端設備的數量非常龐大，并且經常部署在一些比較惡劣的條件下。也就是說，很多終端設備通常都是無人監控和操作的，此時物聯網終端設備被遠程控制的能力就顯得非常重要了。進一步而言，終端操作系統為軟件的遠程控制能力提供支持，也是物聯網終端操作系統的一個特性。遠程控制能力可以從兩個方面理解：應用的遠程升級和系統控制能力的高度開放。其中，應用的遠程升級需要操作系統能夠將應用的運行環境和應用分離，系統控制能力高度開放指終端操作系統能夠為應用提供足夠豐富的控制接口。

3. 豐富的網絡能力

物聯網終端設備具有通過近距離無線通信與其他物聯網終端設備進行信息交換的能力，因此，物聯網操作系統應該提供豐富的網絡接口能力，并支持眾多的網絡協議。同時，物聯網終端操作系統的網絡協議應該是精簡的，因為精簡的網絡協議有利于設備、應用的快速開發和部署，并解決物聯網終端設備能力不一致的問題。

4. 計算能力

計算能力是物聯網終端操作系統需要提供的基礎能力，數據的精確度和計算結果的精確度是物聯網數據價值的保障。物聯網終端操作系統需要能夠提供豐富的計算模型，方便開發者開發，同時提供計算模型插件能夠支持第三方的技術模型。

5. 系統大小的可伸縮能力

物聯網終端設備與計算機、移動終端的一個顯著區別是，物聯網終端設備外觀、尺寸都是不固定的。外觀和尺寸的不固定，對操作系統占用空間的大小就會有多種要求，從百K級別到M級別都要適配。在設計時，對物聯網終端操作系統的要求是：內核要小，功能可裁剪。內核小，不僅指操作系統內核部分小，而且要求操作系統的最小功能集要很小;功能可裁剪，要求物聯網終端操作系統提供豐富的可裁剪的功能模塊供選擇。

6. 支持云技術能力

在前面的文章中，我們提到過，云技術與物聯網是一對天生的搭檔。因此，我們要在物聯網終端操作系統設計之初就考慮兩者的關系，增強物聯網終端設備支持云技術的能力。簡而言之，為了配合云技術在物聯網行業的應用，物聯網終端操作系統應該有完善的數據處理的能力。

7. 系統的自我生長能力

在設計物聯網終端操作系統時，比較好的設計思想是通用操作系統+行業操作系統(通用操作系統是指物聯網終端操作系統的提供者關注操作系統在物聯網行業通用領域技術的提升;行業操作系統的指針對不同行業，由行業操作系統提供者制定行業操作系統標準)，理由如下：

第一，物聯網終端設備多樣性，要求操作系統也有多樣性的特點。

第二，物聯網的應用領域是分行業的，那么需要針對不同行業特性設計不同的終端操作系統。

第三，從整個計算機技術領域發展來說，開源的理念越來越被接受，開源會讓更多人和機構參與進來，對培養生態鏈非常有幫助。

三、物聯網應用

根據物聯網的特點，可以將物聯網應用分為如下幾類：

第一類，節點應用。這是單個物聯網終端設備應用，它們運行在單個物聯網終端設備上。

第二類，協調應用。這是多個設備之間的協調應用，它們通常運行在某一單元網絡的網關上，負責單元網絡下各個終端設備之間的協調和優化。

第三類，云端應用。它們負責數據存儲、計算和展示。

第四類，展示應用。它們運行于PC端或移動終端，負責物聯網應用系統最終的展示。

本文介紹了設計物聯網終端操作系統的必要性和其具備的能力，并簡單介紹了操作系統之上的物聯網應用。為了培養物聯網行業的技術生態鏈，設計物聯網終端操作系統是一項值得長期研究并投入實踐的工作。這不僅能夠滿足行業本身的技術要求，還能夠培養具備物聯網行業知識體系的專業技術人才，有利于物聯網行業長期穩定的發展。