PC時(shí)代造就了Windows操作系統(tǒng)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代造就了Android和iOS操作系統(tǒng)，如今物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代正迅速崛起，又將造就什么操作系統(tǒng)呢?
操作系統(tǒng)作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)的底層基礎(chǔ)設(shè)施，除了潛在的巨大商業(yè)價(jià)值，在當(dāng)下時(shí)代背景中，更是具備了國(guó)家層面的戰(zhàn)略意義，擁有自主產(chǎn)權(quán)的優(yōu)秀操作系統(tǒng)，才能避免受制于人。
因而，我們非常關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的操作系統(tǒng)進(jìn)展和格局，將在本文簡(jiǎn)單探討以下問(wèn)題:
為什么需要物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)?物聯(lián)網(wǎng)需要怎樣的操作系統(tǒng)?發(fā)展至今，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的核心流派和優(yōu)劣勢(shì)?物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是否有創(chuàng)業(yè)公司機(jī)會(huì)?未來(lái)的商業(yè)價(jià)值如何體現(xiàn)?為什么需要物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)?
在2012年左右物聯(lián)網(wǎng)的概念剛剛興起時(shí)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)聚焦在2個(gè)問(wèn)題上:網(wǎng)絡(luò)連接，前端算力。換句話說(shuō)，就是“先把設(shè)備連上網(wǎng)再說(shuō)”。至于物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備需要跑什么樣的軟件，如何開(kāi)發(fā)前端軟件，前后端軟件如何協(xié)同開(kāi)發(fā)，甚至軟件平臺(tái)的安全性這樣的問(wèn)題，全都“以后再說(shuō)”。
隨著通訊芯片成本的降低、NB-IoT和4G甚至5G無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)解決了設(shè)備連接互聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題。而隨著ARM32位MCU的普及，前端設(shè)備的計(jì)算能力有了很大提升，具備了運(yùn)行更復(fù)雜應(yīng)用的能力。
舊的問(wèn)題解決了，新的問(wèn)題也相繼出現(xiàn)。
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量激增，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)延遲，難以與迭代快、協(xié)議復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)打通 ··· 于是邊緣計(jì)算越發(fā)重要，將計(jì)算分布到前端的網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)采集終端，和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)結(jié)合，是物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前發(fā)展階段的大勢(shì)所趨。
邊緣計(jì)算使得物聯(lián)網(wǎng)終端軟件復(fù)雜度大幅提升，而這個(gè)需求在幾年前還都是不存在的。過(guò)去物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的軟件功能在出廠時(shí)就基本固定了，上層軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)和底層硬件緊密耦合，很難由第三方開(kāi)發(fā)者為硬件開(kāi)發(fā)應(yīng)用。這導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)軟件應(yīng)用迭代慢、成本高，生態(tài)閉塞。
參考PC、互聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展歷程，軟件行業(yè)的爆發(fā)需要相對(duì)較為標(biāo)準(zhǔn)化的底層運(yùn)行環(huán)境作為支撐。于PC就是Windows、Linux、macOS，于互聯(lián)網(wǎng)就是瀏覽器，于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)就是iOS和Android。
所以，物聯(lián)網(wǎng)也需要具備一套對(duì)軟件開(kāi)發(fā)者更友好的、相對(duì)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，使軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程從硬件開(kāi)發(fā)中脫離出來(lái)。只需要基于操作系統(tǒng)，即可快速開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)需要怎樣的操作系統(tǒng)?
首先，既然Android在智能手機(jī)上這么成功，那是否可以直接復(fù)制到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域呢?答案是否定的，原因包括Android是專為手機(jī)設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，運(yùn)行所需計(jì)算資源過(guò)大、難以兼容物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廣泛外設(shè)、存在安全問(wèn)題等。
那么物聯(lián)網(wǎng)需要什么樣的操作系統(tǒng)底層運(yùn)行環(huán)境呢?大致有這樣幾個(gè)方面的需求:
跨平臺(tái):消弭硬件平臺(tái)差異，使軟硬件開(kāi)發(fā)解耦合。低成本:能在微小設(shè)備運(yùn)行，資源耗用小，降低硬件成本。易學(xué)習(xí):相關(guān)技術(shù)有大量的存量開(kāi)發(fā)者用戶，不需要重新學(xué)習(xí)。強(qiáng)安全:擁有足夠強(qiáng)的安全機(jī)制，保障用戶設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全。
前兩個(gè)是硬件廠商的需求，后兩個(gè)是軟件行業(yè)的需求。
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的任務(wù)，其實(shí)就是為邊緣計(jì)算軟件提供滿足這些需求的底層運(yùn)行環(huán)境。
發(fā)展至今，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的核心流派和優(yōu)劣勢(shì)?
目前，市面上的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)基本形成了三大核心流派。
1. 由傳統(tǒng)的嵌入式RTOS發(fā)展而來(lái)。典型代表:FreeRTOS、RT-Thread、LiteOS、uCOS、MICO。
優(yōu)點(diǎn):在物聯(lián)網(wǎng)終端上已經(jīng)廣泛支持，硬件推廣成本低。
缺點(diǎn):軟件開(kāi)發(fā)專業(yè)度極高，軟硬件開(kāi)發(fā)難以隔離，對(duì)專業(yè)軟件公司進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域造成困難。
這條路上有著眾多玩家，尤其是在硬件行業(yè)里，RTOS仍舊是終端操作系統(tǒng)的主要選擇。由于歷史原因，傳統(tǒng)RTOS市場(chǎng)里大多是國(guó)外廠家，或是FreeRTOS這樣的國(guó)外技術(shù)人員活躍的開(kāi)源社區(qū)產(chǎn)品。
國(guó)內(nèi)這幾年做得最好的是RT-Thread，目前發(fā)展勢(shì)頭非?？臁Ｆ涔倬W(wǎng)信息顯示，RT-Thread已應(yīng)用于能源、車載、醫(yī)療、消費(fèi)電子等多個(gè)行業(yè)，累積裝機(jī)量超過(guò)2億臺(tái)。
2. 由其他領(lǐng)域的軟件平臺(tái)移植而來(lái)，如Linux、Java、Node.js Embedded、MicroPython。典型代表:Linaro，MicroEJ，卓晟互聯(lián)，Ruff。
優(yōu)點(diǎn):軟件資源豐富，開(kāi)發(fā)者眾多，軟件開(kāi)發(fā)快成本低。
缺點(diǎn):適配物聯(lián)網(wǎng)終端硬件有難度，需要解決資源占用、外設(shè)接口擴(kuò)展、節(jié)電設(shè)計(jì)的多方面問(wèn)題。
考慮到Java在傳統(tǒng)服務(wù)器行業(yè)的超高市場(chǎng)占有率，以及Java開(kāi)發(fā)者的龐大社區(qū)規(guī)模，基于Java的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)方案，從傳統(tǒng)行業(yè)和傳統(tǒng)IT領(lǐng)域切入物聯(lián)網(wǎng)方向的公司，如果能夠在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上開(kāi)發(fā)Java應(yīng)用，將會(huì)極大釋放自身軟件業(yè)務(wù)能力，降低B端客戶采納物聯(lián)網(wǎng)方案的門(mén)檻。
人工智能領(lǐng)域里，Python在開(kāi)發(fā)者資源方面有著絕對(duì)的領(lǐng)先地位。所以人工智能領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，支持Python是很自然的選擇。不過(guò)目前還沒(méi)有出現(xiàn)提供比較成熟的、基于Python的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)產(chǎn)品的公司或社區(qū)項(xiàng)目。
互聯(lián)網(wǎng)公司轉(zhuǎn)到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的時(shí)候，JavaScript是一條天然的技術(shù)路線選擇。這條路線上，國(guó)內(nèi)主要是Ruff。
3. 由互聯(lián)網(wǎng)公司的云平臺(tái)延伸而來(lái)。典型代表:AliOS Things、Android Things。
優(yōu)點(diǎn):天生與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)相結(jié)合，方便對(duì)接互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
缺點(diǎn):基本上是各家產(chǎn)品對(duì)各家服務(wù)，難以做到平臺(tái)中立，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)功能性受到了限制。
目前來(lái)看，Android Things還是太大了，比嵌入式Linux更耗資源，且不再走Android的開(kāi)源路線，基本成為了Google自家服務(wù)的SDK。對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商來(lái)說(shuō)，跟隨門(mén)檻比Android更高一些。
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是否有創(chuàng)業(yè)公司機(jī)會(huì)?未來(lái)的商業(yè)價(jià)值如何體現(xiàn)?
過(guò)去，操作系統(tǒng)這樣的基礎(chǔ)軟件肯定要選擇大公司的技術(shù)方案，因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展、后續(xù)維護(hù)等工作比開(kāi)發(fā)本身更重要，只有大公司才能擁有客戶的巨大信任。
但是隨著開(kāi)源模式被廣泛接受，基于開(kāi)源開(kāi)發(fā)模式、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的技術(shù)反而更能贏得客戶的青睞，因?yàn)檫@樣的模式擺脫了客戶對(duì)大公司的潛在依賴，任何公司都可以提供持續(xù)的技術(shù)支持。
這樣一來(lái)，操作系統(tǒng)這種以前看起來(lái)好像一定是要大公司來(lái)干的事，小公司、創(chuàng)業(yè)公司也可以來(lái)做，只要技術(shù)過(guò)硬。比如Linux，這項(xiàng)完全由社區(qū)(甚至不是一家公司)發(fā)展起來(lái)的操作技術(shù)，雖然IBM也在玩，但是也有Redhat這樣的公司從無(wú)到有一路發(fā)展壯大起來(lái)。
大家都知道操作系統(tǒng)有多重要，多壟斷，但是如何體現(xiàn)到商業(yè)價(jià)值呢?
在各自領(lǐng)域的大玩家，基本都把物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)看做拓展自身業(yè)務(wù)，或是保住自身在行業(yè)中的地位的工具。比如華為的LiteOS，三星的Node.js，無(wú)法擺脫為自家硬件服務(wù)的屬性;AliOS Things或是Android Things，無(wú)法擺脫對(duì)自家服務(wù)的依賴。
但是這樣其實(shí)限制住了操作系統(tǒng)本身的商業(yè)價(jià)值，操作系統(tǒng)作為軟件基礎(chǔ)平臺(tái)，其中立性才是自身價(jià)值的最大體現(xiàn)。
在操作系統(tǒng)的商業(yè)模式更加開(kāi)放，且以開(kāi)源為主流技術(shù)開(kāi)發(fā)模式的今天，傳統(tǒng)的軟件商業(yè)價(jià)值變現(xiàn)方式，即授權(quán)、賣copy這樣的模式，已經(jīng)不適用了。相比之下，先快速做大生態(tài)，然后從軟件、云服務(wù)、廣告等市場(chǎng)變現(xiàn)，或許是更良性的模式。
展望未來(lái)，在行業(yè)特點(diǎn)區(qū)隔下，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)將依然是幾種技術(shù)路線并行，而在每條路線上的漫長(zhǎng)競(jìng)賽，還都剛剛開(kāi)始。
