一、背景和現狀
物聯網作業系統作為作業系統的一個分支領域已經有了數十年的曆史，作為應用領域最為寬廣、裝置數量最為巨大的應用領域，物聯網作業系統并沒有發展出如個人桌面應用領域Windows/Linux、移動端應用領域Android/iOS這樣巨頭式的作業系統，而是保持一種百家争鳴百花齊放的态勢，但是總體而言還是國外廠商特别是美國公司的天下，比如ThreadX、FreeRTOS、vxWorks等。
如今複雜形勢讓我們加倍感受到國産自主作業系統的重要性，是以國産物聯網作業系統也迎來了快速發展的視窗期。
1.1、國産物聯網作業系統市場規模
根據智研咨詢釋出的《2021-2027年中國物聯網作業系統行業市場深度分析及行業發展趨勢報告》
顯示：我國物聯網作業系統行業增長快速，市場規模從2015年的4.58億元增長到2019年的10.92億元。
如圖所示：
圖1：中國物聯網作業系統市場規模
1.2、國内物聯網作業系統格局
作業系統作為物聯網時代的戰略制高點，國内許多企業早己展開了布局，大批的物聯網作業系統己開始湧現。
例如，華為面向物聯網領域開發的廣泛應用于智能家居、穿戴式、工業等領域的Lite OS；阿裡廣泛應用在智能家居、智慧城市、新出行等領域的AliOS Things；海爾優家專為智慧家庭定制的場景生态作業系統UHomeOS；新華三自主研發的面向智慧城市、工業、農業、校園、醫院、可穿戴等物聯網領域的綠洲OS；廣泛應用于能源、車載、醫療、消費電子等多個行業的RT-Thread；上海慶科聯合阿裡智能雲釋出的己被廣泛應用于智能家電、照明、醫療、安防、娛樂等物聯網應用市場的Mico OS等等。
二、物聯網作業系統發展展望
物聯網作業系統的發展和物聯網行業的整體發展是不可分割，物聯網行業發展呈現以下幾個趨勢：
功能需求越來越複雜
晶片能力越來越強
裝置數量越來越多
行業競争越來越激烈
下面就從這幾個行業發展趨勢來展望物聯網作業系統的發展趨勢。
2.1、如何滿足功能需求愈加負責的問題？
物聯網應用呈現“場景更多、應用更複雜、計算能力更強”的趨勢，針對這些趨勢，物聯網作業系統需要解決更加碎片化的需求和更加強大的計算能力需求。
一方面針對應用場景需求增加的問題，作業系統需要更加豐富的系統能力解決各種應用場景問題，這些系統能力通過元件化的形式友善客戶按需采用；另一方面為了解決計算能力要求更強特别是AI需求的問題，需要依賴雲或者邊緣側強大的計算能力，将裝置端的計算需求轉移到雲側或者邊緣側，打造“雲端一體”的作業系統。
2.2、如何充分發揮愈加強大的晶片的問題？
近年來随着晶片行業的發展，物聯網晶片能力越來越強，主頻從10MHz到1GHz、RAM從100KB到500MB不等，核心從單核到多核甚至多核異構。
為了充分發揮愈加強大的晶片的能力，也要求物聯網作業系統在性能上有更好的優化，比如硬實時性、中斷延遲、SMP/AMP支援等能力。
2.3、如何協調多裝置間協同和安全的問題？
物聯網裝置數量每年的增幅遠大于移動網際網路數量的增幅，目前在城市、園區、家居中有越來越多的物聯網裝置，當裝置數量非常大的時候會産生以下兩個問題：
多裝置之間互聯的需求
裝置的安全問題
這兩個問題也是物聯網作業系統需要面對解決的問題，裝置的連雲、裝置之間的連接配接、連接配接的安全性能這些都是物聯網的基礎設施。
2.4、如何緩解行業競争愈發激烈的問題？
随着物聯網行業的蓬勃發展，物聯網的從業公司和人數都越來越大，行業競争壓力更大。從業者面臨着如何快速适應市場變化如何活下來的問題。這就要求物聯網作業系統能夠适應市場需求，可以提供更加友善和快捷的開發方式，縮短産品從開發到上市的時間，幫助從業者快速赢得市場佔有率。
總之，物聯網作業系統的目的在于解決物聯網行業發展面臨的問題。是以針對以上幾個行業發展趨勢，物聯網作業系統發展趨勢包括下面的幾個方向：
豐富的元件：解決行業應用場景越來越發散的問題
雲邊端一體：通過“雲邊”的計算能力解決行業應用越來越複雜的問題
OS性能提升和多核異構支援：解決随着晶片能力越來越強，如何賦能晶片的問題
萬物互聯：解決裝置之間連接配接的問題
安全能力：解決裝置安全問題
低代碼開發和硬體積木開發：解決開發難度大，減少上市時間長的問題
三、AliOS Things物聯網作業系統
3.1、AliOS Things介紹
AliOS Things是目前國内廣泛使用的、完全自主知識産權、高可伸縮的物聯網統一作業系統，緻力于推進實體世界數字化、智能化的發展。具備極緻性能、極簡開發、雲端一體、豐富元件、安全防護等關鍵能力，并通過接入阿裡雲平台聚合了阿裡經濟體各類服務，可廣泛應用在智能家居、智慧城市、新工業、新出行等領域。AliOS Things采用友好的Apache2.0協定，在2017年通過GitHub開源第一個版本，2020雲栖大會釋出了4.0版本，累積賦能上億台物聯網智能裝置，并于2020年捐獻給開放原子開源基金會。
3.2、AliOS Things技術架構
AliOS Things作業系統包含從底層硬體到上層應用服務架構的完整設計，從南向北分成Hardware, Kernel, Interface, Components，Service, Application Framework, Application 7層，如下圖所示：
Hardware：目前已經支援了主流的ARM Cortex-M系列，Cortex-A系列，包括單/多核等晶片平台。對平頭哥晶片（RISC-V架構）的支援也在開發中，計劃在下一個OS版本中支援。
Kernel：全新的微核心架構設計，擁有諸多的技術優勢，其中包括：先進的IPC跨程序通信能力、更公平的CFS核心排程機制、高效的記憶體管理機制、核心對象設計、程序動态加載、解除安裝機制
Interface：Interface層為使用者态程式通路核心接口提供了标準、統一的接口，目前微核心OS版本已經完整相容了POSIX接口，擴充的接口部分統一采用AOS的命名方式提供給使用者态程式，簡單易懂。
Components：從AliOS Things 1.0開始，OS元件的開發一直都是OS開發的重中之重。目的就是縮小和Linux, Android上豐富的元件能力之間的差距，為應用開發者提供零移植成本的良好體驗，目前元件涵蓋以下部分：檔案系統元件、網絡元件、圖形驅動元件、音視訊驅動元件、安全元件、日志元件、功耗管理元件
Services：AliOS Things微核心版本中首次引入了“Service服務架構”的能力，目的是将底層硬體的能力抽象成統一标準的接口、再根據業務場景二次開發、最終為多個應用程式提供标準服務的能力。目前已經支援的Service包括：視訊服務、圖形服務、音頻服務、觸摸屏等Input服務、藍牙服務、WLAN服務
Application Framework：為了同時滿足“小程式應用”和“本地應用”的場景需求，我們分别建構了ASI (Alibaba Service of IoT)服務架構以及小程式服務架構：
ASI服務架構主要是為本地應用場景服務的，例如在可穿戴智能手表上常用的支付服務，智能語音服務，本地傳感器服務以及端雲一體的雲存儲服務等。ASI服務架構是AliOS Things在過去實際項目和業務疊代中沉澱下來的優秀的應用服務架構，基于這些服務架構客戶可以快速的定制類似的産品，加快項目落地節奏
小程式服務架構是AliOS Things 4.0版本重點打造的、業界領先的服務架構。支援JS開發，輕量級的ARiver++小程式容器，支援Cube & Coral渲染引擎，向下相容AliOS Things Application Framework。目前我們已經在帶屏智能裝置中落地了小程式應用架構Lite版本的能力
3.3、AliOS Things優勢
AliOS Things作業系統的優勢如下圖所示：
可伸縮彈性強：一切皆元件，核心精簡，元件高度可配置，彈性支援從低端到高端各種應用場景；
高安全可靠：核心/驅動/各應用間位址空間隔離，整體安全性高；元件間耦合低，維護成本低；
相容Linux生态：原生支援700+ POSIX API，VFS驅動架構等，移植成本低；
元件豐富：內建網絡協定棧、檔案系統、GUI架構、音視訊能力、OTA能力、IoT小程式架構等200多個元件，滿足各類物聯網應用場景，開發成本低；
低代碼開發：首推HaaS軟硬體積木平台，配套各類HaaS軟硬體積木，快速組裝，支援拖拽式開發，支援JS輕應用開發，開發門檻低；
雲端一體：依托阿裡雲，支援裝置運維管理、檔案存儲等雲端一體的應用；內建阿裡巴巴集團内部小程式、支付、定位等，生态能力豐富；
社群活躍度高：GitHub/Gitee/CSDN上開源，并捐贈給開放原子開源基金會共建；微信公衆号和CSDN企業号文章，線下高校巡回，線上直播；
自主知識産權：完全自主知識産權，國産安全可控；
四、總結
未來物聯網市場需求非常巨大，對物聯網作業系統的要求也是越來越高，而選擇一款合适的作業系統往往決定了從業者的市場競争力。
AliOS Things作為伴随物聯網行業發展一步一個腳印成長起來的物聯網作業系統擁有其他系統無法比拟的優勢，勢必可以更好的賦能整個行業的發展。