全球知名的17大物联网操作系统 IOT OS

2022-07-22 13:35:02· 稿源：网络整理

如果您查看我们周围所有连接的嵌入式系统，您会意识到物联网操作系统是确保安全、连接、互操作性、网络和存储等一系列任务的关键。Raspbian Pi、Ubuntu Core、FreeRTOS、RIOT、Tizen、Micropython 是一些最流行的物联网设备操作系统。让我们探索有助于支持您的 IoT 应用程序开发愿景的一流技术的完整列表：

操作系统或操作系统本质上是任何计算系统的大脑和中枢神经系统，包括智能手机、笔记本电脑和服务器。它可以在开源和商业品种上访问。操作系统负责管理应用程序的软件和硬件，因为它分配所有资源，包括内存、处理和存储。

如果没有操作系统，每个应用程序都必须包含其用户界面和代码库来处理底层计算机的细节。物联网操作系统专门设计用于在微型物联网设备的限制下运行。

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本文目录

一、什么是物联网操作系统

二、物联网系统的作用

三、物联网操作系统特点

四、常见的物联网操作系统

什么是物联网操作系统？

物联网操作系统使物联网设备能够在有限的内存带宽、数据量和处理能力的严格参数内通过全球网络与云服务进行交互。这种类型的操作系统有助于控制交通信号灯、数字电视、智能电表、ATM、飞机控制和电梯，以及许多其他用例。一台主机到另一台主机的多样性意味着物联网操作系统的需求也有类似的可变性。

以下是物联网操作系统的示例：

RIOT 是一个专门用于物联网设备的开源操作系统。它是由一个由院士、公司和爱好者组成的全球草根社区开发的。

Fuchsia OS 是来自 Google 的开源跨设备操作系统。与 Android 和 Chrome 不同，它基于基于 Linux 的 Zircon 内核。

Ubuntu Core 专为大型容器部署和物联网设备而设计。它是 Ubuntu Linux 操作系统的交易版本。

物联网操作系统的好处

跟上连接我们周围嵌入式系统的本质，物联网操作系统对于确保安全、连接、互操作性、网络、存储和远程设备管理等一系列任务至关重要。

具有实时处理能力的物联网操作系统称为实时操作系统或 RTOS。在线教程和开发社区完全支持这些。

IoT 操作系统对于 IoT 应用程序按预期工作至关重要。它使设备和应用程序能够与其他系统连接，例如云平台和服务。物联网操作系统管理处理能力和其他资源以传输、收集和存储数据。

为 IoT 应用程序使用单独的操作系统：概述

当我们谈论操作系统时，很难不想到 Windows 桌面和 Android/iOS 智能手机。事实上，桌面是 OS 概念的起点。当谈到物联网时，我们会以不同的眼光看待操作系统是很自然的。

虽然传统的操作系统提供标准的软件平台，但它们无法在物联网生态系统的经济约束下充分发挥作用。新时代的设备都是为了提供便携性、可扩展性、可用性和连接性。

鉴于物联网驱动的应用程序的物理尺寸也越来越小，软件/硬件的物理参数自然会妨碍并需要进行分类。

关键是物联网操作系统被认为是成功的，当它可以嵌入到互联网连接的应用程序中、运行软件并有效地收集、处理和分析数据时，主机物联网设备上没有任何延迟。

操作系统是物联网设备的基础

虽然不需要操作系统，但随着技术的进步，物联网设备的复杂性确实在增加。复杂性的出现是因为节点有更多的传感器。还有更多数据需要处理。物联网设备需要更好的连接性来发送数据。

基本上，物联网应用程序的复杂性背后有许多因素。事实上，一些应用程序可能具有丰富的用户界面，包括面部和识别，而其他应用程序可能需要具有有限图形显示的基本 UI。

如果在没有操作系统的情况下解决开发时的需求可能是一个大问题。使用正确的操作系统，您可以简化系统集成商和应用程序程序员的工作，因为存在许多低级挑战。

如果您选择了正确的选择，您可以通过一个事件循环处理应用程序中发生的事件，从而解决多个问题。

市场支持省电硬件平台。

这是事实，正是由于物联网市场的经济限制，希望构建的新设备能够在低成本、节能的硬件平台上运行，例如低成本微控制器 (MCU)。

这些物联网设备有望提供应用驱动和类似智能手机的使用，与基于云的服务和基础设施连接和通信。他们使用标准框架来传输数据并连接到云以进行运营管理。

此外，物联网技术必须支持大型开发者社区的出现，使所有应用程序能够跨设备定位相同的平台。

自然，需要一种特定的软件解决方案，以成功地将云空间中流行的主流技术和框架适应并应用到嵌入式世界。

那么，您有没有想过理想的物联网操作系统是什么样的？它的特点是什么？它有什么能力？这样的操作系统听起来像是属于未来的东西。但事实是物联网操作系统比你想象的更普遍。

物联网操作系统的特征：它是如何工作的

物联网生态系统是一个复杂的生态系统。当然，它做了几十年前无法想象的事情，即在设备之间传输数据，如果没有专门的操作系统，这是不可能的。这太不可思议了！

此外，随着应用领域的多样化，有效管理物联网基础设施也变得至关重要。

您会看到，虽然普通计算机中的操作系统执行用户交互和资源管理等主要功能，但物联网操作系统需要具有特定的技术来匹配生态系统中涉及的设备的性质和大小。

物联网操作系统的关键特征有很多，但以下突出：

1. 能源效率

想象一下，如果一个 IoT 应用程序的电池因为其操作系统耗尽所有电量而不断耗尽。这将违背物联网的目的。

2. 超连接

没有连接，物联网就什么都不是。如果设备没有连接，那有什么意义呢？

3. 很小的内存占用

物联网设备确实存储了一些数据，但它们的主要重点是确保两个或多个设备之间的连续传输。操作系统应该能够保证这一点。

4. 与硬件无关的操作

操作系统应该与各种硬件解决方案兼容。因为就像软件一样，硬件也在发展，操作系统必须能够随时使用它。

5.实时处理要求

IoT 应用程序随时随地处理数据。如果操作系统不能支持它，那么目的就失去了，应用程序将无法按照预期的方式运行。

6. 高级安全性

物联网中最大的担忧之一可能是数据安全。操作系统有责任确保传输的信息在所有设备上始终受到保护。

展望未来，在选择合适的物联网操作系统时需要牢记几个因素。这是下一部分的全部内容。

2021 年及以后物联网设备的 17 大物联网操作系统

1. Raspberry PiOS树莓派物联网操作系统

它现在被称为 Raspberry Pi OS。它是流行的 Raspberry Pi IoT 设备使用的操作系统。该操作系统被 Raspberry Pi 系列 CPU 广泛使用，预装了物联网软件，如 Wolfram Mathematica、Chromium 和 Minecraft Pi Edition。

Raspberry Pi OS 的用户界面类似于 Windows、macOS 和 Ubuntu Linux，这使得它对于一般、教育和实验目的非常有用。该操作系统最初由 Mike Thompson 和 Peter Green 独立开发。该操作系统基于 Debian，提供两个版本——Raspbian Buster 和 Raspbian Stretch。Raspbian 使用一个名为“Mathematica”的计算机代数程序和一个“Minecraft”版本以及一个与 Unix 兼容的内核。

该操作系统的某些替代品或子分支是针对教育机构的开源、基于网络的教育解决方案。您可以使用它通过 Raspberry Pi 快速设置和管理教室网络。此类操作系统由图形用户界面 (GUI) 和称为 Python 的脚本语言组成。例如，学校可以轻松创建和管理学生、教师、家长和其他员工的档案。他们可以轻松快速地访问项目、工作区和其他数据。

使用 API，您可以在 x86 计算机上运行的 Raspbian 操作系统之上安装各种应用程序。PiNET，现在已经不复存在的操作系统，也得到了在 MIPS 芯片上运行的功能明显不那么强大的 Herretopia 的支持。

基于网络的教室管理系统还提供了一个命令行界面 (CLI)，以提供易用性。在 PIXEL（Pi 改进 Xwindows 环境的缩写）桌面环境中运行，Raspbian 操作系统被积极修改以满足其不断增长的需求。该操作系统附带详细的文档、蓬勃发展的全球社区和在线教程。你可以相应地选择。

2.Ubuntu Core物联网操作系统

毫无疑问，这是最安全、最强大和最轻量级的 Linux 发行版之一，使其成为最受欢迎的发行版之一。它为您提供了一个 Linux 内核的低级框架以及大量使用起来令人难以置信的预装工具。

该操作系统可在 Unity 桌面环境中舒适地运行，无需任何修改即可在移动设备或计算机上高效运行。作为物联网应用程序的基础，它配备了用于构建、运行、调试、测试和部署应用程序的工具。

内置的 Web 服务器软件使您可以有效地处理大流量峰值。开发人员还获得了令人印象深刻的嵌入式 Linux 系统集合，用于学习和部署物联网解决方案。

Ubuntu Core 为您提供 VoIP 应用程序和针对安全威胁的保护。该操作系统可在 Google Compute Engine、Amazon Elastic Compute 和 Microsoft Azure 等云计算平台上运行。它还支持单板计算机。

您可以从官方网站访问其培训计划和社区。来自生活阶层的开发人员将发现Ubuntu Core易于使用。

3. Ubuntu MATE物联网操作系统

它是一个完整的操作系统，为运行高质量的物联网应用程序提供基本功能。它于 2014 年发布，包括 MATE 17.04 桌面环境，其外观和感觉类似于 Windows XP。

您可以同时运行多个应用程序并轻松地在主题之间切换，因为 Ubuntu MATE 是开源的。您还可以通过 Ubuntu 软件中心安装第三方应用程序。该发行版是从头开始设计的，考虑到了安全性和隐私性，使其与大多数其他 Linux 发行版不同。Ubuntu MATE 提供了一个环境，桌面可以运行更成功和更具视觉吸引力的应用程序。

该操作系统的简单性和易用性使其成为首选的 Ubuntu 平台。它有效地支持远程工作站，例如 LTSP 和 X2Go。

因为它是开源的，所以它提供了强大的社区支持，您可以在其中分享您的疑虑或回答查询。还为首次使用 Ubuntu MATE 的用户提供了官方指南，可从该网站访问。

4. RISC OS OPEN 和 RISC OS Pi

这些是专为 ARM 架构设计的操作系统。RISC 代表精简指令集计算。该操作系统基于 Open Wi-Fi 项目，并提供简单的图形用户界面来访问应用程序。它还支持嵌入式设备，例如机器人系统和无人机。RISC OS 的开发始于 2012 年，名为 OpenBMC。后期添加了一个 OpenEmbedded 端口。

另一方面，RISC OS 是一个免费、开源和社区开发的操作系统。它可以在服务器、网络设备、智能手机、平板电脑和 Xbox 等计算视频游戏控制台等定制硬件上有效运行。

操作系统使用微处理器的 ISA（指令集架构）。RISC OS Pi 预装了 Geany IDE、Awesome Games Terminal 和许多其他用于高效物联网应用的必需品。

两种操作系统都有一个单独的论坛来解决开发人员的需求和关注点。不过，您可能会发现网站的 UI 有点陈旧。

5. FreeRTOS

它是用于移植到 35 个微控制器平台的嵌入式设备的实时操作系统内核。它是一个免费的、社区构建的基于 Raspbian Linux 的嵌入式系统操作系统。RISC（精简指令集计算）架构可替代大多数数码相机或摄像机产品中使用的专有驱动程序。

此外，它在标准 Linux 实现上提供了一个硬件加速层，以提高视频流和实时游戏等应用程序的性能。该操作系统为开发人员创建了一个类似桌面的环境，具有图形用户界面 (GUK)、网络支持和各种其他功能。

FreeRTOS 旨在尽可能简单易用，同时提供现代计算机的所有高级功能。其愿景是最终为所有流行的物联网设备提供 FreeRTOS 或其他类似免费的系统。

该操作系统还通过长期支持 (LTS) 版本提供功能稳定性，这是物联网生态系统中的一个巨大优势。它有一个小型社区，可通过官方网站访问，还有一个 Twitter 句柄，用于更快地管理问题和查询。

6.ARM Mbed OS

它的开发目的是为构建物联网产品的开发人员提供一个简单、易于上手的系统。ARM Mbed OS 在几个流行的物联网平台上提供了一个抽象层，例如 Arduino、飞思卡尔 i.MX6 和 Marvell 航空处理器。

它提供了一个由 Node-RED 提供支持的用户友好型开发环境，允许开发人员构建物联网应用程序。该操作系统是一种价格低廉的 SIM 和 Wi-Fi 连接平台，具有很大的创新潜力。

该操作系统旨在提供一个易于使用的平台，用于开发连接产品，包括与 Arm® SoC（片上系统）兼容的硬件和软件的任意组合，坦率地说，这使开发人员的工作更加轻松。

ARM Mbed OS 为他们提供了一个集成的轻量级软件平台，可以创建物联网设备。这些设备可以配备各种功能，例如视频监控、物体检测，甚至是手持计算机。Mbed OS 提供与Amazon Web Services (AWS) 和 Microsoft Azure等云计算平台相同的功能集。它还使您的代码保持干净和可移植。

操作系统可以使用应用程序进行控制，甚至可以嵌入到其他硬件产品中。Mbed开发平台使用标准C程序作为输入，还包括了目前开发低级无线通信协议的典型工具。

使用此操作系统设计的应用程序工作简单，使其成为开发人员的理想选择。只需下载应用程序并解压缩即可访问它们，必要的安装会自动进行。您可以创建旨在在多个平台上运行的 IoT 平台，并使用一组类似的指令完成它们。可以使用 HTML5 和 JavaScript 使用此操作系统开发第三方应用程序。

此外，该框架还允许开发人员使用第三方开源库。这使其成为希望创建物联网应用程序的开发人员最推荐的平台之一。那些在这个操作系统上工作的人可以在网站上访问他们令人难以置信的资源，包括详细的文档和案例研究。他们还有一个利基论坛，您可以在其中相对轻松地贡献并获得查询的答案。

7. OSMC

它代表开源媒体中心，通常也缩写为 OSC 或简称为 OSC。OSMC 是免费的、由社区构建和维护的，受 Source TV 项目的启发。Debian Linux 和 Kodi Media Center 为免费和付费流媒体提供了不同的方法。

媒体中心 OSMC 是由一小群热衷于开源和 Linux 媒体服务器的人手工制作的。在 PC、Mac 和 Linux 计算机上流式传输和管理音频和视频内容是该操作系统的主要目的。

它可以在一个或多个用户的控制下从本地硬盘驱动器或网络附加存储 (NAS) 流式传输实时或录制的内容。体验 OSMC 的最佳选择是通过其旗舰设备 Vero 4K。

您可以从他们的在线商店购买遥控器、有源集线器、蓝牙加密狗等。无论您购买什么，都将支持操作系统的持续发展。如果您遇到困难，他们网站上有一个有价值的 Wiki 部分，它被吹捧为 OSMC 的所有事物的首选中心。它由社区管理。

8. Contiki

它于 2002 年发明，是基于 C 语言的开源物联网操作系统。Contiki 支持低功耗微控制器和其他物联网设备的足够性能，使其成为开发人员构建物联网应用程序的绝佳选择。此类应用程序使用 Contiki 在 Internet 协议 IPv6 和 IPv4 的帮助下有效运行。它作为适用于低功耗互联网连接的物联网操作系统而广受欢迎。Contiki 具有多任务处理能力以及内置互联网协议套件，以支持无线标准 CoAP、6lowpan、RPL。

这一特殊功能使其适用于商业和非商业目的。该操作系统可在 10 KB 的 RAM 和 30 KB 的 ROM 上轻松运行。每个物联网产品都在一个名为 Cooja 的模拟器上运行，以便在部署前进行测试。

使用 Protothread 内存高效编程建模。TI MSP430x、Atmel AVR、Atmel Atmega128rfa1 等硬件平台非常适合管理操作系统。随意查看 GitHub 上的代码、在 Gitter 上与社区互动或在 Twitter 上了解有关 Contiki 的最新更新。

9. Tizen物联网操作系统

它是一个开放且灵活的操作系统，旨在满足互联设备生态系统的需求。它满足所有利益相关者的需求，包括移动运营商、设备制造商、应用程序开发商和 ISV。Tizen 是一个基于 Linux 的免费操作系统，适用于移动和连接设备，它有适用于车辆、智能手机、平板电脑、电视和可穿戴设备的版本。该操作系统提供快速且安全的用户界面，允许开发直接在硬件之上运行的应用程序，而无需任何修改或安装自定义 ROM。

此外，Tizen 提供了一个平台，使应用程序开发人员能够快速开发应用程序。它为存储在非易失性存储设备（例如，eMMC 5.0 闪存卡）上的应用程序提供非易失性存储 (NAND) 和读写功能。

Tizen 支持的处理器架构是 Exynos 5410 或 5420 处理器，以及 Mali G52 或 CuDA M1 图形处理单元 (GPU)。Tizen 社区总是由共同致力于操作系统的人组成。从产品贡献者和应用程序开发人员到供应商和公司——所有人都可以出现在在线论坛上，讨论所有关于 Tizen 的事情。

10. eLinux 操作系统

它易于安装并在嵌入式设备上无缝运行。Linus Torvalds 开发了用于 ARMv7 CPU 架构的负载平衡操作系统。它提供了一个非常直观的用户界面，并提供了一个功能齐全的多处理器系统。该项目的主要重点是为开发人员提供一个尖端的平台。您可以使用它为运行 Linux 操作系统的嵌入式系统构建应用程序。

这些应用程序适用于物联网设备，因为它们运行速度快，并且可以以最少的配置使用。它被设计为与 PHPMyAdmin 等其他软件结合使用。最重要的是它可以在不同的平台上无缝运行，比如 Raspbian、Xubuntu 和 Ubuntu Lucid。

整个网站都建立在 Wiki 上。它在站点上共享社区链接，并在另一个网页上共享 eLinux 专家的详细信息，该网页可以从 Wiki 站点本身访问。此外，您可以找到板和芯片供应商和处理器的名称，以防您在从事物联网项目时想联系一些人。

11. Tiny OS物联网操作系统

它是一个免费和开源的 BSD 许可操作系统，专为低功耗无线设备而设计。它由 OpenWrt 项目开发，并得到全球众多公司、大学和研究机构的支持。它为网络提供了出色的支持，并为物联网操作消耗了低功耗。使用 Linux 内核的修改版本，操作系统可以运行在任何处理器架构上，包括 x86、x86-64 和 ARM。

自 0.9 版以来，TinyOS 已纳入对多个无线频段和标准以及在这些协议之上运行的应用程序的支持。该操作系统与用于安装和配置应用程序的工具链集成。

TinyOS 支持 WAP、AP 和 BRI 等网络技术以及软件定义网络 (SD-WAN) 和基于软件的移动网络。它包括一个用于蓝牙 4.2 无线电技术的嵌入式 BLE 库。该操作系统于 2013 年过渡到在 GitHub 上托管。可以参考 GitHub 本身的常见问题解答、文档和社区支持。

12. 微软 Windows 10 IOT 物联网操作系统

从名称上可以看出，Windows 10 IoT 是微软社区的一员。它运行 Metamask 以太坊钱包，允许用户使用以太坊以及其他区块链与他们的 Windows 10 IoT 设备进行交互。

该操作系统与 Ubuntu Linux 非常相似，为创建和运行物联网设备提供了一个易于使用的基础。当您在设备上安装它时，它会自动为您的设备下载并安装所有必要的驱动程序和程序。您可以使用它来创建连接设备的网络，这些设备可以在需要时协同工作以提供服务，或者作为物联网应用程序的独立操作系统。最新的 Windows 10 IoT Core 对 Windows 10 进行了改进。

它为用户提供了更多与个性化和云集成相关的选项。它可以在各种设备上流畅运行，并无缝工作以创建您自己的定制物联网设备。截至今天，10,000 多个 Windows IoT 合作伙伴属于边缘和 Azure 云。

因为操作系统属于微软，所以不乏支持。可以参考他们的 MVP 计划，花时间在 Microsoft 技术社区上，甚至可以向 Microsoft IoT 开发人员寻求帮助。他们拥有可靠的资源库，可用于下载在 Windows 10 IoT OS 上工作所需的任何指南或文档。

13. LibreELEC

该项目最初是一个开源项目，旨在帮助用户使用他们的 Kodi (XBMC) 媒体中心系统构建更轻松、更愉快的体验。免费的操作系统 (OS) 易于使用。它提供了一个简单的界面，让您只需点击几下即可浏览设置。

它提供来自 YouTube、Twitch、Netflix、Sky Box、Hungama 和 Maghi 等来源的内容。除了这些内容提供商之外，它还涵盖了来自 Dropbox、Google Drive 等来源的视频传输。该操作系统可用作功能齐全的 HTPC 解决方案，提供安全的媒体内容体验。它提供了一种简单的方法来测试 Kodi 的插件和自定义版本。它为用户提供了大量设置和方法，以充分利用他们的硬盘空间。

LibreELEC 团队由许多个人和社区贡献者组成，他们与软件没有任何直接关系，但积极支持内部团队并与特定项目合作。可以在其官方网站上访问文档。

14. OpenWrt

它是基于 Linux 操作系统的免费开源 (GPLv3) 操作系统，旨在实现快速安装和易于使用。OpenWrt 是一个完整的无线网络解决方案，适用于支持 802.11n 标准的设备。该操作系统由位于德国的开发人员和设计人员组成的国际社区开发。它提供了一个稳定可靠的平台来构建最先进的嵌入式系统，这就是为什么 OpenWrt 是许多物联网应用程序开发人员的明显选择。

OpenWrt 相对于其他平台的主要优势在于它具有标准的硬件支持。除了提供简单易用的界面外，它还可以访问强大的跨平台应用程序堆栈。OpenWrt 路由器是开放和可定制的，鼓励开发人员为无线和有线网络添加额外的硬件组件。

与专有操作系统不同，OpenWrt 不需要用户在扩展网络后使用之前将计算机恢复到出厂设置。从用户手册和开发人员指南到常见问题解答和开放论坛，对于需要帮助构建物联网项目的开发人员来说，不乏有用的材料。

15. RIOT OS 物联网操作系统

它是一个免费的开源物联网操作系统，由支持性开发社区提供支持。该操作系统根据不可克隆的 GNU 宽松通用公共许可证发布，旨在提供物联网服务。该社区通常被称为物联网世界的 Linux，收到来自程序员、学者和爱好者的贡献。RIOT 建立在使用 C、C++ 语言的微内核架构之上，提供低功耗使用功能。

该操作系统在 8 位、16 位和 32 位处理器上运行，支持完整的多线程和 SSL/TLS 库，例如 wolfSSL。除了物联网设备之外，RIOT 还支持单板计算机，配备了一个端口，允许它作为 Linux 或 macOS 进程运行。其他功能包括部分 POSIX 合规性、以内容为中心的网络以及 TCP、UDP 和 CoAp 等网络协议。该操作系统为物联网设备和微控制器架构提供连接性、安全性、耐用性和隐私性。

开发人员拥有世界上所有的灵活性，可以根据自己的喜好对 RIOT 进行编程。例如，他们可以使用 C 和 C++ 进行标准编程，并使用 gdb、Valgrind 和 GCC 等工具。受益于 POSIX API 并在运行时使用本机端口或安装嵌入式设备。RIOT 可能是唯一一个拥有跨多个渠道（包括 Discourse、YouTube、Mastodon、Hackster.io、Twitter 和 GitHub）的精致社区的操作系统。