A. 物聯網的基本概念和技術架構模型是什麼
物聯網基本架構包括三個邏輯層,即感知層、網路層、應用層物聯網具有數據海量化、連接設備種類多樣化、應用終端智能化等特點
B. 物聯網的應用層是什麼意思啊
物聯網應用層的作用是實現物聯網的智能應用。
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分,也是「信息化」時代的重要發展階段。其英文名稱是:「Internet of things(IoT)」,物聯網就是物物相連的互聯網。
物聯網有兩層意思:
其一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網路;
其二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,也就是物物相息。
物聯網架構可分為三層:感知層、網路層和應用層。
感知層由各種感測器構成,包括溫濕度感測器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、紅外線、GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體、採集信息的來源。
網路層由各種網路,包括互聯網、廣電網、網路管理系統和雲計算平台等組成,是整個物聯網的中樞,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。
應用層是物聯網和用戶的介面,它與行業需求結合,實現物聯網的智能應用。
C. 什麼是物聯網它由哪幾部分組成
1、物聯網(The Internet of Things,簡稱IOT)是指通過 各種信息感測器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術,實時採集任何需要監控、 連接、互動的物體或過程,採集其聲、光、熱、電、力學、化 學、生物、位置等各種需要的信息。
2、組成:物聯網的基本特徵可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理 。
(1)整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智能感測器等感知設備感知獲取物體的各類信息。
(2)可靠傳輸—通過對互聯網、無線網路的融合,將物體的信息實時、准確地傳送,以便信息交流、分享。
(3)智能處理—使用各種智能技術,對感知和傳送到的數據、信息進行分析處理,實現監測與控制的智能化。
(3)物聯網連接層源碼擴展閱讀:
常見的運用案例有:
1、物聯網感測器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到應用。機場防入侵系統鋪設了3萬多個感測節點,覆蓋了地面、柵欄和低空探測,可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。而就在不久之前,上海世博會也與無錫感測網中心簽下訂單,購買防入侵微納感測網1500萬元產品。
2、ZigBee路燈控制系統點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節能環保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區所有的功能性照明都採用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。
3、智能交通系統(ITS)是利用現代信息技術為核心,利用先進的通訊、計算機、自動控制、感測器技術,實現對交通的實時控制與指揮管理。交通信息採集被認為是ITS的關鍵子系統,是發展ITS的基礎,成為交通智能化的前提。無論是交通控制還是交通違章管理系統,都涉及交通動態信息的採集,交通動態信息採集也就成為交通智能化的首要任務。
D. 物聯網應用層的主要功能
一是「數據」,應用層需要完成數據的管理和數據的處理;
二是「應用」,僅僅管理和處理數據還遠遠不夠,必須將這些數據與各行業應用相結合。
例如在智能電網中的遠程電力抄表應用:安置於用戶家中的讀表器就是感知層中的感測器,這些感測器在收集到用戶用電的信息後,通過網路發送並匯總到發電廠的處理器上。該處理器及其對應工作就屬於應用層,它將完成對用戶用電信息的分析,並自動採取相關措施。
(4)物聯網連接層源碼擴展閱讀:
相關延伸:物聯網的特徵
物聯網的基本特徵從通信對象和過程來看,物與物、人與物之間的信息交互是物聯網的核心。物聯網的基本特徵可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理。
整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智能感測器等感知設備感知獲取物體的各類信息。
可靠傳輸—通過對互聯網、無線網路的融合,將物體的信息實時、准確地傳送,以便信息交流、分享。
E. 物聯網雲平台遠程式控制制源碼,響應式布局,MQTT協議 Spring Boot
使用Java語言;資料庫:Mysql;經典技術組合(MQTT、Spring Boot、Shiro、MyBatis、Druid、Ehcache、Thymeleaf、Bootstrap、Swagger)開發,支持多數據源,支持代碼一鍵生成。
功能模塊:
設備管理、開關管理、計劃管理、感測器管理、感測器數據展示、報警規則管理、設備日誌、用戶管理、角色管理、部門管理、崗位管理、菜單管理、字典管理、參數管理、通知公告、操作日誌、登錄日誌、在線用戶、定時任務、代碼生成、系統介面、服務監控、緩存監控、在線構建器、連接池監視等。
功能特點:
1、硬體使用 ESP8266,基於MQTT協議,自建物聯網雲平台。
2、支持雲固件升級、設備遠程重啟。
3、支持音頻播放、開關、普通燈、調色燈等各種用電設備控制。
4、單個模塊可控制8路用電設備開關,可對模塊信息、開關信息、計劃任務、報警規則等維護管理。
5、雲平台可對各類感測器管理,對感測器數據有多種展示方式。可設置閾值報警規則,符合報警規則的可執行自定義的動作。
6、模塊具有一鍵配網功能,變更網路時無需重新燒寫程序,方便快捷。
7、控制端可使用任意網路(2G/3G/4G/5G/WiFi/等)控制燈、熱水器、電視、電機、窗簾、監控等各種用電設備,不受任何地區限制。
8、可雲端存儲模塊各路開關狀態,模塊斷電或重啟後可自動同步雲端模塊各路開關狀態,具有開關狀態記錄功能。
9、可記錄設備所有操作記錄,模塊、用戶上下線記錄等,並具有多種類型的數據統計展示。
10、控制設備命令下達後有狀態反饋,可確保設備控制命令執行成功,且延時低。
11、具有心跳檢測功能,模塊掉線或模塊重啟後模塊可自動重連MQTT服務,具有模塊上下線提醒功能(平台消息提醒、郵件提醒)。
12、具有定時功能,可指定某一時刻執行、周期執行、延時執行、自定義Cron表達式執行等操作。
13、可多模塊接入雲平台,可統一管理、控制模塊各路設備開關。
14、雲平台可對所有用戶管理,每個用戶可配置不同角色、不同許可權,具有許可權分配功能。
15、前端採用完全響應式布局,支持電腦、平板、手機等所有主流設備。
17、具有代碼一鍵生成功能(包括控制器、模型、視圖、菜單等),方便快速開發。
18、支持多數據源,簡單配置即可實現切換。
19、支持菜單、按鈕及數據許可權分配,亦可自定義數據許可權。
20、具有完善的XSS防範及腳本過濾,徹底杜絕XSS攻擊。
21、Maven多項目依賴,模塊及插件分項目,盡量松耦合,方便模塊升級、增減模塊。
22、支持服務監控、數據監控、緩存監控等功能。
F. 什麼是物聯網通信模塊
是連接設備單片機和互聯網伺服器的東西, 幫助兩者通信,也稱為數據透傳。
因為物聯網世界,如果物與物之間想要溝通交流,需要一種東西幫助它們實現對信號的發送和接收,這就是通信模塊了。
通信模塊使得各類物聯網終端設備具備聯網信息傳輸能力,是各類智能終端得以接入物聯網的信息入口。
它是連接物聯網感知層和網路層的關鍵環節,所有物聯網感知層終端產生的設備數據需要通過無線通信模塊匯聚至網路層,進而通過雲端管理平台對設備進行遠程管控,同時經過數據分析,帶來管理效率的提升。
通信模塊所呈現的樣子就是,晶元加上晶元所需的外圍電路組成的集合。
G. IoT第三層:平台層企業
平台層:物聯網架構中連接設備和應用場景的橋梁,承上啟下,提供數據處理及分析服務。
平台層主要以PaaS平台為主,向下通過網路層和感知層,對終端收集到的信息進行處理、分析和優化等,向上服務於應用層,為應用服務商提供應用開發的基礎平台。
按照廠商類型區分:運營商、ICT企業、互聯網、工業製造廠商和第三方物聯網平台;
按照平台功能區分:設備管理平台(DMP)、應用使能平台(AEP)、連接管理平台(CMP)、業務分析平台(BAP)
涉及企業
中國電信:中國電信全面整合了自身的雲、網和生態等優勢資源,打造了智能物聯網開放平台(CTWing)。CTWing 由連接管理、應用使能和垂直服務三大板塊構成,全球化、安全可信的端到端服務貫穿始終。
華為雲:華為雲是華為的雲服務品牌,將華為 30 多年在 ICT 領域的技術積累和產品解決方案開放給客戶,致力於提供穩定可靠、安全可信、可持續創新的雲服務,賦能應用、使能數據、做智能世界的「黑土地」,推進實現「用得起、用得好、用得放心」的普惠 AI。
中國聯通:網路通信能力開放業務,旨在將智能化終端、運營商定製化網路資源、移動互聯網、物聯網等業務進行整合,為用戶帶來雲化部署、一點受理、服務全國、靈活定義的網路能力服務。依託中國聯通匠心網路,基於通信服務、網路策略、安全認證、大數據分析、5G 和物聯網六大核心能力,其將圍繞「物聯網平台+」生態戰略,打造以物聯網平台為核心的業務體系,構建一個覆蓋物聯網產業鏈「雲管端芯」的生態系統。主要產品包括平台能力、連接服務、物聯網解決方案。
諾基亞: IMPACT 提供了一個安全、基於標準的簡化 IoT 平台,可在此基礎上構建和擴展新的 IoT。IMPACT 平台定位於水平化的物聯網基礎通用平台,具有連接管理、設備管理、數據採集和分析、應用開放使能以及基於感知的安全保障等功能。諾基亞 IMPACT 物聯網平台是全球首個與晶元級深度合作並開放源碼的物聯網硬體平台,目前諾基亞 IMPACT 平台共管理著全球超過 15 億部終端。
中國移動:ONEnet 中移物聯網有限公司基於物聯網技術和產業特點打造的開放平台和生態環境。中國移動物聯網開放平台始終秉承開放合作的態度,為智能硬體創客和創業企業提供硬體社區服務,為中小企業客戶物聯網應用需求提供數據展現、數據分析和應用生成服務,為重點行業領域/大客戶提供行業 PaaS 服務和定製化開發服務。
阿里雲link平台:阿里雲 link 物聯網平台為阿里雲 IoT 提供的雲服務平台。物聯網平台提供安全可靠的設備連接通信能力,支持設備數據採集上雲,規則引擎流轉數據和雲端數據下發設備端。此外,也提供方便快捷的設備管理能力,支持物模型定義,數據結構化存儲,和遠程調試、監控、運維。
網路智能天工:網路智能雲天工物聯網平台是網路打造的物聯網生態環境。網路天工提供通用的物聯網設備連接、設備管理、IoT 邊緣及數據流轉能力,賦能產業應用。以雲-邊-端及時空數據管理能力為核心優勢,提供完善易用的物聯網基礎設施,為重點行業提供端到端物聯網解決方案。京東小京魚:京東小京魚面向智能行業全面開放,全面覆蓋智能生活場景,賦能智能硬體、智能家居、智能車載等領域,提供「技術+服務+渠道」的一站式智能解決方案。可以通過集成小京魚讓智能產品獲得聽覺、視覺、學習能力以及音樂、新聞、購物等海量服務,並獲得千萬級設備控制能力。用戶可以通過創新化的交互方式,隨時隨地獲取服務。
小米 IoT 平台:小米麵向消費類智能硬體領域的開放合作平台,面向智能家居、智能家電、健康可穿戴、出行車載等領域,開發者藉助小米 IoT 平台開放的資源、能力和產品智能化解決方案,能夠以極低的成本快速提升產品的智能化水平,滿足不同用戶對智能產品的使用需求和體驗要求,與加入小米 IoT 的其他開發者共同打造極致的智能生活體驗。
IBM Watson Iot:全球領先的物聯網平台供應商。IBM Watson Iot 提供全面管理的雲託管服務,旨在簡化並從 IoT 設備中獲得價值。其提供對 IoT 設備和數據的強大應用程序訪問;執行強大的設備管理操作,同時存儲和訪問設備數據,連接各種設備和網關設備;使應用程序與已連接的設備、感測器和網關進行通信並收集數據。ThingWorx 平台是專為工業物聯網(IIoT)設計的完整端到端技術平台。ThingWorx 平台是通過平台以及基於平台的解決方案,幫助企業實現以研發工藝和產品生命周期管理為主的工業互聯和應用。同時,它提供工具和技術,使企業能夠快速開發和部署強大的應用程序和增強現實(AR)體驗。
浪潮雲洲工業互聯網平台基於自身在智能製造及 ICT 融合能力的基礎上,構建以產業互聯為核心,以標識解析為抓手,以雲計算、大數據、區塊鏈、5G 等新興技術為支撐的工業大數據服務體系。浪潮雲洲是中國最有客戶價值的工業互聯網平台,其面向企業、政府、園區三大主體,提供工業雲、QID、工業 PaaS、工業大數據、應用服務五層架構服務,實現對設備、產品、業務系統,以及開發者、供應商、客戶、員工的七類連接,形成「雲、QID、雲 ERP」全堆棧能力,致力於工業互聯網基礎設施建設,打造數字基建下的工業新大陸。
新華三物聯網擁有感知層、網路層、平台層、應用層端到端全棧式架構。其中,平台層的新華三綠洲物聯網平台,定位為應用使能平台 AEP(Application Enablement Platform),採用基於容器技術的微服務架構,具備大規模數據處理和分析能力,能夠提供物聯網泛在連接技術、多協議定位服務、邊緣計算和 SDK(軟體開發工具包)等模塊。
中國通服是中國信息化領域的領先服務提供商,提供電信基礎設施服務、業務流程外包服務、通用設施管等服務。2006 年 12 月 8 日,公司發行的 H 股在香港聯交所主板成功上市。通服物聯是由中國通信服務股份有限公司傾力打造的集團級產品,定位「新一代數字世界基礎設施服務商」,聚焦 IoT 服務,使能 IoT 創新。產品包含開發服務平台、設備運營服務平台、服務雲和維護雲。通服物聯提供在智慧城市、工業互聯網、智慧家庭、智慧園區等眾多領域一系優質產品及解決方案。
海爾卡奧斯物聯生態科技有限司立於 2017 年 4 月,主要運營和工業互聯平台,其業務涵蓋工業互網平建設和營,工業智能技術究和應用,智能廠建設及軟體集成服務(精密模、智能裝備和智能控制)、能源理業務板塊,助力中企業實大規模製造大規模定製開級快速型,始終秉承國家工業互聯平的命,為用戶、企業和資源創造和分享價值,創引全球工業互聯網態品牌。
樹根互聯股份有限公司是國家級跨行業跨領域工業互聯網平台企業,也是連續兩年、唯一入選 Gartner IIoT 魔力象限的中國工業互聯網平台企業。樹根互聯旗下的根雲平台可以面向機器製造商、設備使用者、政府監管部門等社會組織,在智能製造透明工廠管理,機器在線管理(服務、智造、研發、能源)、產業鏈平台、工業 AI、設備融資等方面提供數字化轉型服務。
xIn3Plat(寶信軟體):2020 年 12 月 22 日,中國寶武及寶信軟體推出中國寶武工業互聯網平台 xIn3Plat。xIn3Plat 由寶信軟體自主研發,依託於寶信軟體 40 余年的發展積淀,從鋼鐵起步騰飛,並持續賦能非鋼行業,在促進中國製造企業發展方式轉變等方面作出突出貢獻。xIn3Plat 包含面向工業領域的工業互聯平台 iPlat 和面向產業領域的產業生態平台 ePlat。
航天雲網是中國航天科工集團有限公司聯合所屬單位共同出資成立的高科技互聯網企業,成立於 2015 年 6 月 15 日。基於 INDICS 平檯面向航天科工打造了專有雲,面向國內市場打造了航天雲網,面向國際市場打造了國際雲,為政府、行業組織、企業等用戶提供基於「互聯網+智能製造」的二十類服務。
Predix(GE 通用電氣):工業互聯網操作系統 Predix 正在為數字工業企業提供強大助力,進而推動全球經濟的發展。通過連接工業設備、分析數據和提供實時見解,Predix 在工業應用的構建、部署與運營方面向客戶提供所需項目。基於 Predix 的應用程序,GE 和非 GE 資產的性能正在不斷提升至全新的水平。
MindSphere 是西門子推出的一種基於雲的開放式物聯網操作系統,它可將產品、工廠、系統和機器設備連接在一起,使您能夠通過高級分析功能來駕馭物聯網(IoT)產生的海量數據。
研華科技:創立於 1983 年,是全球領先、值得信賴的創新型嵌入式、自動化產品解決方案提供商,提供包括完整的系統集成、硬體、軟體、以客戶為中心的設計服務和全球物流支持等。研華 WISE-PaaS 工業物聯網雲平台,是一個集成的物聯網服務平台,旨在從邊緣到雲端提供可操作的洞察力。用戶能夠輕松安全地連接,管理和吸收大規模的物聯網數據,實時處理和分析/可視化數據。
小匠物聯平台是智能家居品牌提供智能化解決方案的服務商。小匠物聯可助力傳統企業快速接入物聯網,提供全球化基於雲端的設備遠程式控制制和管理,可靠安全地將您的產品連接到物聯網。致力於為智能家電企業和企業健身器材廠商提供完整的產品智能化物聯網整體解決方案。小匠物聯的模式,主要分為兩個部分,一個是 SAAS,另一個是其自主研發的 QUMIOS。
雲智易智慧物聯作為全國領先的智慧空間物聯網科技企業,屬於物聯網平台層的平台服務提供商,為泛不動產行業提供智慧家居、智慧社區和產業園區/商業、智慧辦公、智慧公寓等多場景的智慧物聯解決方案,包括物聯網平台、應用中台、物聯網 SaaS 服務、X-Brain AI盒子和物聯網咨詢服務等。
廣雲物聯是一家專業物聯網解決方案商,致力於為企業提供物聯網軟硬體開發服務。 包括行業主流物聯網平台接入服務,企業私有物聯網平台開發服務,物聯網硬體二次開發、技術支持、銷售供應等服務。產品包含消費物聯網、商業物聯網、工業互聯網的平台和解決方案以及物聯網硬體。機智雲是國內領先物聯網廠商,公司 2005 年創立,主營業務為物聯網開發和雲服務平台服務。聚焦物聯網、雲計算、大數據和人工智慧產業,採用微服務架構,為需要 IoT 需求的企業提供 IoT 產品全生命周期管理運營系統,涵蓋設備管理、連接管理、應用開發、數據分析、BI 系統、智能決策、金融計費與第三方系統互聯等功能,同時平台開放 API 介面,幫助企業打通內外部經營管理系統(CRM、ERP 等),已服務交通物流、新能源、工業互聯、醫療健康、消費電子等眾多行業,並在多個行業實現市場覆蓋率領先。主要有兩條產品服務線,分別為終端產品智能化服務和行業解決方案服務。
Walle物聯網平台(深圳宏電)
KySCADA(東土科技)
HanClounds工業互聯網平台(瀚雲科技)
H-IIP(忽米網)
寄雲科技
科遠智慧
蘑菇物聯
浙江藍卓
Tn工業互聯網平台(中之傑)
達闥科技(全球首家雲端機器人運營商)
第四範式(人工平台與技術服務提供商)
曠視科技(深度學習,全球領先的人工智慧產品和解決方案公司)
明略科技(全球企業級數據分析和組織智能服務平台)
深蘭科技(快速成長的人工智慧領先企業)
思必馳(對話式人工智慧平台公司)
搜狗
騰訊優圖(騰訊旗下頂級的機器學習研發團隊)
依圖科技(人工智慧創新型研究)
雲從科技(更高效的人機協同解決方案提供商)
H. 什麼是物聯網
物聯網就是通過信息感測設備,按照約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路。
通俗地講,物聯網就是「物物相連的互聯網」,它包含兩層含義:
第一,物聯網是互聯網的延伸和擴展,其核心和基礎仍然是互聯網;
第二,物聯網的用戶端不僅包括人,還包括物品,物聯網實現了人與物品及物品之間信息的交換和通信。
物聯網作為新一代信息技術的高度集成和綜合運用,具有滲透性強、帶動作用大、綜合效益好的特點,是繼計算機、互聯網、移動通信網之後信息產業發展的又一推動者。
I. 物聯網操作系統的體系架構
物聯網操作系統由內核、輔助外圍模塊(文件系統、圖形用戶界面、通信協議棧、各類常見設備的驅動程序等)、集成開發環境等組成,基於此,可衍生出一系列面向行業的特定應用。
物聯網操作系統與傳統的個人計算機操作系統和智能手機類操作系統不同,它具備物聯網應用領域內的一些獨特特點,現說明如下。
物聯網操作系統內核的特點
1、內核尺寸伸縮性強,能夠適應不同配置的硬體平台。比如,一個極端的情況下,內核尺寸必須維持在10K以內,以支撐內存和CPU性能都很受限的感測器,這時候內核具備基本的任務調度和通信功能即可。在另外一個極端的情況下,內核必須具備完善的線程調度、內存管理、本地存儲、復雜的網路協議、圖形用戶界面等功能,以滿足高配置的智能物聯網終端的要求。這時候的內核尺寸,不可避免的會大大增加,可以達到幾百K,甚至M級。這種內核尺寸的伸縮性,可以通過兩個層面的措施來實現:重新編譯和二進制模塊選擇載入。重新編譯措施很簡單,只需要根據不同的應用目標,選擇所需的功能模塊,然後對內核進行重新編譯即可。這個措施應用於內核定製非常深入的情況下,比如要求內核的尺寸達到10K以下的場合。而二進制模塊選擇載入,則用在對內核定製不是很深入的情況。這時候維持一個操作系統配置文件,文件里列舉了操作系統需要載入的所有二進制模塊。在內核初始化完成後,會根據配置文件,載入所需的二進制模塊。這需要終端設備要有外部存儲器(比如硬碟、Flash等),以存儲要載入的二進制模塊;
2、內核的實時性必須足夠強,以滿足關鍵應用的需要。大多數的物聯網設備,要求操作系統內核要具備實時性,因為很多的關鍵性動作,必須在有限的時間內完成,否則將失去意義。內核的實時性包涵很多層面的意思,首先是中斷響應的實時性,一旦外部中斷發生,操作系統必須在足夠短的時間內響應中斷並做出處理。其次是線程或任務調度的實時性,一旦任務或線程所需的資源或進一步運行的條件准備就緒,必須能夠馬上得到調度。顯然,基於非搶占式調度方式的內核很難滿足這些實時性要求;
3、內核架構可擴展性強。物聯網操作系統的內核,應該設計成一個框架,這個框架定義了一些介面和規范,只要遵循這些介面和規范,就可以很容易的在操作系統內核上增加新的功能的新的硬體支持。因為物聯網的應用環境具備廣譜特性,要求操作系統必須能夠擴展以適應新的應用環境。內核應該有一個基於匯流排或樹結構的設備管理機制,可以動態載入設備驅動程序或其它核心模塊。同時內核應該具備外部二進制模塊或應用程序的動態載入功能,這些應用程序存儲在外部介質上,這樣就無需修改內核,只需要開發新的應用程序,就可滿足特定的行業需求;
4、內核應足夠安全和可靠。可靠性就不用說了,物聯網應用環境具備自動化程度高、人為干預少的特點,這要求內核必須足夠可靠,以支撐長時間的獨立運行。安全對物聯網來說更加關鍵,甚至關繫到國家命脈。比如一個不安全的內核被應用到國家電網控制當中,一旦被外部侵入,造成的影響將無法估量。為了加強安全性,內核應支持內存保護(VMM等機制)、異常管理等機制,以在必要時隔離錯誤的代碼。另外一個安全策略,就是不開放源代碼,或者不開放關鍵部分的內核源代碼。不公開源代碼只是一種安全策略,並不代表不能免費適用內核;
5、節能省電,以支持足夠的電源續航能力。操作系統內核應該在CPU空閑的時候,降低CPU運行頻率,或乾脆關閉 CPU。對於周邊設備,也應該實時判斷其運行狀態,一旦進入空閑狀態,則切換到省電模式。同時,操作系統內核應最大程度的降低中斷發生頻率,比如在不影響實時性的情況下,把系統的時鍾頻率調到最低,以最大可能的節約電源。
物聯網操作系外圍模塊的特點
外圍模塊指為了適應物聯網的應用特點,操作系統應該具備的一些功能特徵,比如遠程維護和升級等。同時也指為了擴展物聯網操作系統內核的功能范圍,而開發的一些功能模塊,比如文件系統、網路協議棧等。物聯網操作系統的外圍模塊(或外圍功能)應該至少具備下列這些:
1、支持操作系統核心、設備驅動程序或應用程序等的遠程升級。遠程升級是物聯網操作系統的最基本特徵,這個特性可大大降低維護成本。遠程升級完成後,原有的設備配置和數據能夠得以繼續使用。即使在升級失敗的情況下,操作系統也應該能夠恢復原有的運行狀態。遠程升級和維護是支持物聯網操作系統大規模部署的主要措施之一;
2、支持常用的文件系統和外部存儲。比如支持FAT32/NTFS/DCFS等文件系統,支持硬碟、USB stick、Flash、ROM等常用存儲設備。在網路連接中斷的情況下,外部存儲功能會發揮重要作用。比如可以臨時存儲採集到的數據,再網路恢復後再上傳到數據中心。但文件系統和存儲驅動的代碼,要與操作系統核心代碼有效分離,能夠做到非常容易的裁剪;
3、支持遠程配置、遠程診斷、遠程管理等維護功能。這里不僅僅包涵常見的遠程操作特性,比如遠程修改設備參數、遠程查看運行信息等。還應該包涵更深層面的遠程操作,比如可以遠程查看操作系統內核的狀態,遠程調試線程或任務,異常時的遠程mp內核狀態等功能。這些功能不僅僅需要外圍應用的支持,更需要內核的天然支持;
4、 支持完善的網路功能。物聯網操作系統必須支持完善的TCP/IP協議棧,包括對IPv4和IPv6的同時支持。這個協議棧要具備靈活的伸縮性,以適應裁剪需要。比如可以通過裁剪,使得協議棧只支持IP/UDP等協議功能,以降低代碼尺寸。同時也支持豐富的IP協議族,比如Telnet/FTP/IPSec/SCTP等協議,以適用智能終端和高安全可靠的應用場合;
5、對物聯網常用的無線通信功能要內置支持。比如支持GPRS/3G/HSPA/4G等公共網路的無線通信功能,同時要支持Zigbee/NFC/RFID等近場通信功能,支持WLAN/Ethernet等桌面網路介面功能。這些不同的協議之間,要能夠相互轉換,能夠把從一種協議獲取到的數據報文,轉換成為另外一種協議的報文發送出去。除此之外,還應支持簡訊息的接收和發送、語音通信、視頻通信等功能;
6、內置支持XML文件解析功能。物聯網時代,不同行業之間,甚至相同行業的不同領域之間,會存在嚴重的信息共享壁壘。而XML格式的數據共享可以打破這個壁壘,因此XML標准在物聯網領域會得到更廣泛的應用。物聯網操作系統要內置對XML解析的支持,所有操作系統的配置數據,統一用XML格式進行存儲。同時也可對行業自行定義的XML格式進行解析,以完成行業轉換功能;
7、支持完善的GUI功能。圖形用戶界面一般應用於物聯網的智能終端中,完成用戶和設備的交互。GUI應該定義一個完整的框架,以方便圖形功能的擴展。同時應該實現常用的用戶界面元素,比如文本框、按鈕、列表等。另外,GUI模塊應該與操作系統核心分離,最好支持二進制的動態載入功能,即操作系統核心根據應用程序需要,動態載入或卸載GUI模塊。GUI模塊的效率要足夠高,從用戶輸入確認,到具體的動作開始執行之間的時間(可以叫做click-launch時間)要足夠短,不能出現用戶點擊了確定、但任務的執行卻等待很長時間的情況;
8、支持從外部存儲介質中動態載入應用程序。物聯網操作系統應提供一組API,供不同應用程序調用,而且這一組 API應該根據操作系統所載入的外圍模塊實時變化。比如在載入了GUI模塊的情況下,需要提供GUI操作的系統調用,但是在沒有GUI模塊的情況下,就不應該提供GUI功能調用。同時操作系統、GUI等外圍模塊、應用程序模塊應該二進制分離,操作系統能夠動態的從外部存儲介質上按需載入應用程序。這樣的一種結構,就使得整個操作系統具備強大的擴展能力。操作系統內核和外圍模塊(GUI、網路等)提供基礎支持,而各種各樣的行業應用,通過應用程序來實現。最後在軟體發布的時候,只發布操作系統內核、所需的外圍模塊、應用程序模塊即可。
物聯網操作系統集成開發環境的特點
集成開發環境是構築行業應用的關鍵工具,物聯網操作系統必須提供方便靈活的開發工具,以開發出適合行業應用的應用程序。開發環境必須足夠成熟並得到廣泛適用,以降低應用程序的上市時間(GTMT)。集成開發環境必須具備如下特點:
1、 物聯網操作系統要提供豐富靈活的API,供程序員調用,這組API應該能夠支持多種語言,比如既支持C/C++,也支持Java、Basic等程序設計語言;
2、 最好充分利用已有的集成開發環境。比如可以利用Eclipse、Visual Studio等集成開發環境,這些集成開發工具具備廣泛的應用基礎,可以在Internet上直接獲得良好的技術支持;
3、 除配套的集成開發環境外,還應定義和實現一種緊湊的應用程序格式(類似Windows的PE格式),以適用物聯網的特殊需要。通過對集成開發環境進行定製,使得集成開發環境生成的代碼,可以遵循這種格式;
4、 要提供一組工具,方便應用程序的開發和調試。比如提供應用程序下載工具、遠程調試工具等,支撐整個開發過程。
可以看出,上述物聯網操作系統內核、外圍模塊、應用開發環境等,都是支撐平台,支撐更上一層的行業應用。行業應用才是最終產生生產力的軟體,但是物聯網操作系統是行業應用得以茁壯生長和長期有效生存的基礎,只有具備了強大靈活的物聯網操作系統,物聯網這棵大樹才能結出豐碩的果實。
J. 物聯網連接的三個維度
物聯網連接的三個維度是技術,功能和生態。從功能維度,物聯網分為三層:感知、連接、智能三層。從技術維度,物聯網的技術組成架構分為感知層、網路層、邊緣計算層、雲計算層、物聯網服務平台層,應用層序層和數據分析層。從生態維度,無論是技術供應商,還是服務供應商都是物聯網行業內的企業。