极客笔记物联网操作系统
操作系统是计算机的大脑和神经系统，如笔记本电脑、智能手机和服务器。操作系统负责通过分配处理、内存和存储等所有资源来控制应用软件和硬件。操作系统有开源和商业版本。
物联网操作系统被设计来在小型物联网设备的限制内发挥良好的性能。如果没有操作系统，每个应用都必须拥有自己的用户界面和代码库来处理底层计算机的琐碎操作。在本文中，您将了解到最佳的物联网操作系统。但在讨论最佳物联网操作系统之前，您必须了解物联网操作系统的概念。
什么是物联网操作系统
物联网操作系统使用户能够在互联网连接的设备上执行基本的计算机活动。物联网操作系统运行在物联网设备上，并连接到更大的设备网络。这些操作系统通过提供内存和数据存储处理能力，提供类似计算机的功能。这些系统可以运行和处理安装在设备上的任何程序。物联网设备的操作系统与物联网设备管理软件进行通信。
目前有各种最佳的物联网操作系统可供选择。以下是一些最佳的物联网操作系统：
- TinyOS
- Contiki
- RIOT
- Ubuntu Core
- Fuchsia OS
- Windows 10 IoT
- Tizen
- Android Things
- OpenWrt
- Mbed OS
TinyOS
TinyOS 是一个基于组件的开源操作系统。TinyOS的基本语言是nesC，它是C编程语言的一个版本。它专为无线传感器网络设计。TinyOS因其内存优化能力在开发者中非常受欢迎。TinyOS包括一个组件，可以中和一些物联网系统的抽象，比如感知、数据传输、路由等。TinyOS联盟是这个物联网操作系统的开发者团队。
它最初是一个只有核心开发者才能编写的Google Code项目。然而，自 2013年 起，它转移到GitHub，使得更容易供开源社区使用，并且每年至少下载 35,000 次。
TinyOS的优缺点
TinyOS有各种优点和缺点。TinyOS的一些优点和缺点如下：
优点
- TinyOS是一个事件驱动的操作系统，这意味着它依赖于从周围环境接收的事件。
- TinyOS是一个嵌入式操作系统，可在所有设备上运行。TinyOS需要较少的内存来执行。如果您希望运行此操作系统，您不需要购买更多的内存设备。
- TinyOS的源代码相对较少。可以对代码进行优化，以帮助它在任何特定系统上运行。由于其代码较少，设备运行更快，操作系统不会过载设备。
- TinyOS是一个可移植的操作系统，可以在多种设备上使用。如果设备具有相同的性质，那么编码不需要更改。
- TinyOS由各种模块组成。这些模块具有各种功能，包括任务、微控制器、命令、硬件、事件和软件。每个模块都执行自己的功能。
缺点
- 为了允许硬件和软件之间进行通信，需要进行一些修改。这是由于低电压限制导致的。
- 由于诸如内存限制、异步行为和低电压等约束，TinyOS编程很困难。这个操作系统的主要缺点是NesC编程语言。
- 因为网络传感器设备必须每秒从周围环境刷新数据，程序员必须牢记这一点，以确保代码在所有情况下都能正常工作。
Contiki
Contiki 是一个免费且开源的操作系统，用于将低功耗、低成本的微控制器连接到互联网，并用于创建复杂的无线系统工具箱。
Contiki设计遵循最高的互联网标准，如对 IPv4 和 IPv6 的全面支持。它使用C语言编写，以便在单个下载中提供快速的编程环境，并且包含一个热情的社区让任何用户都感到自在。
Contiki的优势和劣势
Contiki有各种优势和劣势。以下是一些Contiki的优势和劣势：
优势
- 它提供了强大的低功耗互联网通信能力。
- 它完全支持标准的IPv6和IPv4。
- 它可以与各种低功耗无线设备一起使用，其中一些设备可以在网上轻松获得。
- 它是免费且开源的软件，可以在商业和非商业系统中使用，并提供源代码。
劣势
- Contiki是一个事件驱动的操作系统，因此不使用高级调度算法。
- 对于到达的事件，它们会被派发到目的应用程序。
- Contiki不支持实时应用的部署，因此该操作系统中不包括实时进程调度算法。
RIOT
这是一个免费、开源的物联网操作系统，由支持性开发社区支持。它旨在提供物联网服务，并在不可克隆的GNU Lesser General Public License下发布。这个被广泛称为物联网世界的Linux的社区由学者、程序员和爱好者组成。RIOT是一个基于微内核架构和C、C++编程语言的低功耗操作系统。
它支持完全多线程和SSL/TLS库，包括wolfSSL，并运行在8位、16位和32位处理器上。RIOT提供了一个端口，使其能够作为Linux或macOS进程执行，并支持单板计算机和物联网设备。其他特点包括部分POSIX兼容性、TCP、内容中心化网络、UDP和CoAp网络协议。它为物联网设备和微控制器设计提供安全性、连通性、隐私性和耐久性。
RIOT可能是唯一一个在Twitter、Mastodon、Hackster.io、Discourse、YouTube和GitHub等多个平台上拥有强大社区的操作系统。
RIOT的特点
RIOT有各种特点。RIOT操作系统的一些特点如下：
- 支持8、16、32位微控制器平台。
- 保持能源效率。
- 无需任何新的编程环境。可以直接使用C或C++编程语言以及现有的工具（如gdb、gcc等）。
- 硬件相关的代码较少。
- 支持多线程。
- 支持完整的物联网网络栈。
- 如果硬件不可访问，则所有输出可在终端中看到，提供了一个名为RIOT-TV的可视化工具。
Ubuntu Core
Fuchsia OS是一个轻便的Ubuntu版本，也是Linux上最受欢迎的发行版之一，专门为大规模容器部署和物联网设备而设计。它由Canonical开发，使用类似的内核、系统软件和库，但规模更小。它用于数字标牌、动力机器人、网关和其他设备。它可以用来创建安全的嵌入式Linux系统，适用于物联网设备。
为了创建不可变的软件包和持久的数字签名，所有组件均经过验证。它是一个简单且企业就绪的设计。
Ubuntu Core的特点
Ubuntu Core具有多种特点。一些Ubuntu Core的特点如下：
- 全盘加密。
- 具有安全功能，如全盘加密、具有密码验证的引导程序以及手动和远程恢复模式。
- 安全启动确保并确认每次启动时加载到设备上的软件的真实性。
Fuchsia OS
这是一个由Google为物联网设备开发的实时开源操作系统。Fuchsia基于Zircon内核，是一个基于微内核的操作系统，结合了有效的网络解决方案，并可以在低功耗设备上运行。在操作系统中使用Node.js可以确保应用程序在平板电脑、手机和物联网设备上运行。它采用基于卡片的设计用于多个应用程序管理，并使用Flutter软件开发工具包用于用户界面和应用程序。
Fuchsia操作系统的特点
有很多Fuchsia操作系统的特点。Fuchsia操作系统的一些特点如下：
- Google Fuchsia被设计为满足跨平台设备的需求。Fuchsia专注于在包括智能手机、可穿戴设备、电脑和平板电脑在内的所有设备上提供相同的用户体验。Fuchsia开发者可以使用单一代码库为各个平台创建应用程序。
- 根据Google的说法，Fuchsia操作系统有很大的潜力。它将利用摄像头、应用程序抽屉和屏幕上的API身份验证，使其更加用户友好。
- Fuchsia将帮助开发者设计视觉上吸引人的用户界面。它将确保您的用户界面组件（如通知、按钮、背景、箭头等）具有良好的效果。此外，您可以使用拖放工具自定义您的屏幕。您会立即考虑切换到Google操作系统上的Material Design。
Windows 10 IoT
它是Windows 10的一个成员，为物联网提供企业级功能、安全性和可管理性。它利用Windows的嵌入式经验、生态系统和云连接能力，帮助组织建立安全设备的物联网，这些设备可以快速部署、管理并与更广泛的云策略相连。它不适用于Windows 10中包含的Cortana或FileOpenPicker。
Windows 10物联网操作系统分为两个部分：
- 第一个部分是 Windows 10 IoT Core ，它专门为支持小型嵌入式设备而开发。
- 第二个部分是 Windows 10 IoT Enterprise ，它专为支持重型工业应用并考虑高可靠性而设计。
Windows 10 IoT的特点
Windows 10 IoT有各种特点，其中一些特点如下：
- 为Windows专业人士提供多语言用户界面（MUI）。
- 它将获得至少10年的支持，并且在接下来的5年内仍可使用，这对于长期应用非常重要。
- Windows 10 IoT Enterprise提供了30多种语言包。
Tizen
这是一个开放且灵活的操作系统，旨在满足连接设备生态系统的需求。它于2011年创建，适用于移动设备和小型嵌入式系统。与Android操作系统相比，它的内核类型是单体且轻量级。
Tizen是一款基于Linux的免费移动和连接设备操作系统，可用于平板电脑、汽车、智能手机、电视和可穿戴设备。该操作系统提供了一个快速且安全的用户界面，使开发人员能够创建直接在硬件顶部运行的应用程序，无需任何定制的ROM或修改。
Tizen还提供了一个平台，允许应用程序开发人员快速创建应用程序。Tizen支持Exynos 5410或5420处理器架构以及Mali G52或Cuda M1 GPU。它还支持非易失性存储和非易失性存储设备上应用程序的读/写能力。Tizen社区始终由协作开发操作系统的人组成。
Tizen的特点
Tizen具有各种特点。Tizen操作系统的一些特点如下：
- 它是一个开源且灵活的操作系统。
- 与其他平台相比，它提供了令人难以置信的操作速度。
- 它在CPU、内存和电池方面更轻量级。
- 三星一直将Tizen操作系统定位为“通用操作系统”。
- 三星在Tizen OS平台的持续升级方面有英特尔作为合作伙伴。
Android Things
Android Things 是由谷歌为物联网和嵌入式设备开发的操作系统。此前，它被命名为Brillo。它基于安卓系统，基于Linux内核构建。它还支持多任务和虚拟内存。它可以在非常低的功耗下运行，并具有Wi-Fi和蓝牙功能。它专为具有较小内存占用的设备而设计，尽管它需要至少512 MB的RAM。因此，Android Things针对的是与基于微控制器的物联网设备不同的市场。
Android Things将使安卓开发者更容易创建物联网应用。他们可以使用安卓工作室、安卓SDK、谷歌播放服务、Firebase和谷歌云等熟悉的工具和接口。Kotlin和RxJava是两个可用于构建应用程序的安卓库。谷歌还认证兼容的系统模块（SoMs）并提供BSP（板支持软件包）。Android Things控制台将允许对物联网设备进行管理的固件和应用程序更新。
Android Things的特点
Android Things有各种特点。以下是一些Android Things的特点：
- 它具备成为新的数据收集渠道的潜力。它可能使谷歌更好地理解用户行为。因此，谷歌将能够为其庞大的用户群体提供更个性化和上下文驱动的广告。
- 谷歌负责为安卓设备提供定期的安全更新，而不是开发者在当前结构中负责。
- Android Things有潜力降低开发物联网应用的总成本。它将减少开销并提高生产力。这是因为Android Things框架可以用作在任何硬件上运行的应用程序，企业可以在其之上轻松开发新应用。
OpenWrt
OpenWrt操作系统 是基于Linux内核的，主要用于嵌入式设备来路由网络流量。它是适用于支持802.11n标准的设备的完整无线网络解决方案。
它由总部位于德国的跨国社区设计和开发。对于许多物联网应用程序开发人员来说，它是最佳选择，因为它为构建最先进的嵌入式系统提供了稳定和可信赖的框架。
使用命令行或Web界面（LuCI）来配置OpenWrt。opkg软件包管理系统提供了大约3500个可选软件包可供安装。它可以运行在多种类型的设备上，如住宅网关、便携式计算机、智能手机和CPE路由器。它也可以安装在个人电脑和笔记本电脑上。
与其他平台相比，该操作系统的主要优点是支持传统硬件。它提供对强大的跨平台应用程序堆栈和用户友好界面的访问。它的路由器是开放和灵活的，允许开发人员添加额外的无线和有线网络硬件组件。与专有操作系统不同，它不需要用户在扩大网络规模后将其计算机恢复到出厂设置。
OpenWrt的特点
OpenWrt操作系统具有各种特点。OpenWrt操作系统的一些特点如下：
- 一个可写的根文件系统，允许用户创建、删除和更改任何文件。
- 它具有可扩展的硬件驱动安装，例如内置网络交换机及其VLAN功能、可用的硬件按钮、DSL调制解调器、FX、WNIC等。
- UCI（统一配置界面）是一系列脚本，旨在统一和简化整个系统的设置。
- 有多种选项用于配置与网络相关的功能。
Mbed操作系统
Mbed OS 是一个自由、开源的操作系统，以其使用ARM CPU和各种连接选项（包括WiFi和蓝牙）而闻名。Mbed OS的分层安全协议对于想要开始开发物联网应用程序的开发人员非常诱人。
使用Mbed操作系统，您可以使用免费的在线IDE以及Arm C/C++编译器在各种硬件平台上编写C++的物联网软件并运行。Mbed OS对于开发人员的一个优点是，它使其代码保持整洁和可移植，允许他们使用基于ARM Cortex M的设备创建原型物联网应用程序。
Mbed OS的特点
Mbed操作系统有各种各样的特性。以下是Mbed操作系统的一些特性：
- Mbed OS社区使ARM、50多个合作伙伴和全球数千名个人开发人员能够做出贡献并进行合作。
- 它包括对各种标准MCU外设的驱动程序支持。这包括数字和模拟IO、I2C、端口、总线IO、PWM、中断、SPI和串行通信。
- 您可以放心使用Mbed OS在商业和个人项目中，因为它是根据Apache 2.0许可发布的。
- 借助Mbed OS对广泛的基于ARM Cortex-M的设备的兼容性，开发人员可以在低成本开发板上快速制作物联网应用程序的原型。
- Mbed OS支持使用基于广泛使用的开源CMSIS-RTOS RTX的RTOS内核进行确定性、多线程实时软件执行。因为RTOS原语始终可用，驱动程序和应用程序可以依赖于包括信号量、线程和互斥量在内的功能。