資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：相比之下，物聯網操作系統領域的碎片化問題則非常嚴重，并沒有哪幾個操作系統占據絕對優勢，正處于百花齊放百家爭鳴的階段。在年被公司正式收購，將自己的服務內嵌到系統中，并于年推出了集成無線連接安全等功能的物聯網操作系統。
物聯網操作系統是運行在物聯網設備上的提供物物相連能力的操作系統，其核心在于能夠將各種物體連接到互聯網，并提供數據通信能力。
如果把常見的操作系統按照其應用場景進行分類，可主要分為桌面操作系統、移動操作系統和物聯網操作系統，各個領域主要操作系如下圖所示。
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到目前為止，桌面操作系統和移動操作系統目前市場占比都形成了比較穩定的格局。相比之下，物聯網操作系統領域的碎片化問題則非常嚴重，并沒有哪幾個操作系統占據絕對優勢，正處于“百花齊放、百家爭鳴”的階段。
大部分物聯網操作系統是從嵌入式操作系統發展而來的，像uC/OS、FreeRTOS等，也有一些是從Linux、Android等大型系統裁剪而來，像RT Linux、Android Things等，而AliOS Things則是專門為物聯網應用場景而研發的。
下面簡單介紹一下國內外比較有名的物聯網操作系統。
如下圖所示，uC/OS最早于1992年正式發布，1998年發布了uC/OS-II版本，最新的版本則是uC/OS-III，國內比較流行的是uC/OS-II。除任務管理、時間管理、內存管理、通信與同步等操作系統基本功能外，uC/OS還提供了TCP/IP、USB、CAN和Modbus等功能組件，但其網絡功能相對來說比較薄弱。uC/OS采用的是開源不免費的策略，商業使用它需要繳納授權費用。從其在國內的發展過程來看，2010年是uC/OS的鼎盛時期，可能也正是因為“開源不免費”的策略導致它在2010年后迅速地被FreeRTOS超越。uC/OS在2016年的時候被Silicon Labs公司收購了。
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如圖下圖所示，FreeRTOS嵌入式操作系統誕生于2003年，采用MIT License，開源免費，適用于任何商業或非商業場合。在ARM在2004年推出Cotex-M3系列架構的IP之后，TI，ST，NXP，Atmel等國外芯片公司在約2006年的時候都相繼推出基于Cotex-M3的MCU，這些芯片默認搭載的都是FreeRTOS操作系統，這就直接促使了FreeRTOS在2010年的時候迅速超越uC/OS成為第一大嵌入式操作系統。FreeRTOS在2016年被Amazon公司正式收購，Amazon將自己的AWS服務內嵌到FreeRTOS系統中，并于2017年推出了集成無線連接、安全、OTA等功能的物聯網操作系統。
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Amazon FreeRTOS的內核具有簡單、輕量、可靠性好、可移植性好等諸多優點，有著廣泛的用戶基礎，已經在多個行業中進行商業應用。Amazon FreeRTOS版本提供了跟AWS相關的軟件庫，方便用戶將物聯網功能集成到設備中去。其提供的軟件庫還支持 TLS V1.2 協議，可以幫助設備安全地連接到云。
除此之外，Amazon FreeRTOS設備可以直接連接到AWS IoT Core等云服務，也可以連接到AWS Greengrass等本地邊緣服務。
LiteOS是華為公司推出的輕量級物聯網操作系統，它目前已經適配了眾多的通用MCU以及NB-IoT集成開發套件。它是面向IoT領域構建的輕量級物聯網操作系統，遵循BSD-3開源許可協議，可廣泛應用于智能家居、個人穿戴、車聯網、城市公共服務、制造業等領域。
RT-Thread誕生于2006年，是一款以開源、中立、社區化發展起來的物聯網操作系統，它主要采用C語言編寫，淺顯易懂，且具有方便移植的特性。
RT-Thread有完整版和Nano版，對于資源受限的微控制器（MCU）系統，可通過簡單易用的工具，裁剪出僅需要 3KB Flash、1.2KB RAM 內存資源的 NANO 內核版本；而相對資源豐富的物聯網設備，可使用RT-Thread完整版，通過在線的軟件包管理工具，配合系統配置工具實現直觀快速的模塊化裁剪，并且可以無縫地導入豐富的軟件功能包，實現更加復雜的功能。
人們通常所說的Linux大多數時候是指Linux內核，但只有內核并不是一個完整的操作系統。實際上，Linux是一套開放源代碼、可以自由傳播的類Unix操作系統。它是一個基于POSIX的多用戶、多任務并且支持多線程和多CPU核心的操作系統。人們常說的Linux系統包含Linux內核、GNU項目組件和應用程序（數據庫、網絡、圖形界面、音頻等）等。
Linux內核最初是由Linus Torvalds在赫爾辛基大學讀書時出于個人愛好而編寫的，當時他覺得教學用的迷你版UNIX操作系統Minix太難用了，于是決定自己開發一個操作系統。自從Linus Torvalds于1991年底發布了Linux內核的0.02版本之后，全世界的開源愛好者們共同推進著Linux系統的發展。
Linux的標志和吉祥物為一只名叫Tux的企鵝-Torvalds" Unix。
常見的Linux的系統結構如下圖所示。
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Linux從誕生到現在經過30多年的發展，在服務器、桌面操作系統、嵌入式、云計算和大數據等領域占據了廣闊的市場。據統計，在全球服務器市場，Linux已經占有超過75%的市場份額。在桌面操作系統領域，基于Linux的比較有代表性的是Ubuntu操作系統，雖然其普及程度還遠落后于Windows，但滿足日常辦公及娛樂需求是沒有問題的。Android系統（Google推出的移動端操作性系統）底層也是基于Linux修改而來。
除了在服務器、大數據、人工智能等領域的廣泛應用，在國內物聯網操作系統被廣泛應用之前，Linux是物聯網應用中使用最廣泛的操作系統。Linux系統一般都比較大，為了適應物聯網領域的應用場景，很多開源組織和商業公司對Linux進行了很多的裁剪，RT Linux和uClinux是兩個比較有代表性的基于Linux的物聯網操作系統：
它最初是由新墨西哥礦業及科技學院的V. Yodaiken開發，現在已被WindRiver公司收購。RT Linux是將Linux的內核代碼做了一些修改，將Linux本身的任務以及Linux內核作為優先級很低的任務，而將負責物聯網應用的實時任務作為優先級最高的任務來執行。這樣就可以既享受到Linux豐富的軟硬件生態的便利性，也能滿足業務層對實時性的需求。
uClinux是Lineo公司的主打產品，同時也是開放源碼的嵌入式Linux的典范之作。它是從Linux 2.0/2.4內核派生而來，沿襲了Linux的絕大部分特性。它是專門針對沒有MMU（內存管理單元）的CPU，并且為嵌入式系統做了許多小型化的工作。它通常用于具有很少內存或Flash的嵌入式操作系統。在GNU通用許可證的保證下，運行uClinux操作系統的用戶可以使用幾乎所有的Linux API函數。由于經過了裁剪和優化，它形成了一個高度優化，代碼緊湊的嵌入式Linux。它具有體積小、穩定、良好的移植性、優秀的網絡功能、完備的對各種文件系統的支持以及豐富的API函數等優點。
AliOS Things 是阿里巴巴公司2017年推出的面向物聯網領域的輕量級操作系統，致力于搭建云端一體化IoT基礎設施，具備極致性能、極簡開發、云端一體、豐富組件、安全防護等關鍵能力，并支持終端設備連接到阿里云物聯網平臺。目前在智能家居、智慧城市、智能制造、新出行等領域大量使用。從誕生之初到現在為止，其主要經歷了如下圖所示的幾個階段。
AliOS Things輕應用的開發模式自推出以來就受到開發者的極大支持，目前在智慧家庭、智能工業、智慧農業等行業有了廣泛的應用，真正做到了“JS/Python也能輕松開發智能硬件”。
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