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                  文章正文
                  百家爭鳴的IoT OS圈子,鴻蒙3.0道阻且長-IOTE物聯網展

                  發布時間:2022-08-04


                  近日,華為的鴻蒙操作系統(Harmony OS)3.0正式上線,針對其終端連接等功能進行了優化。在公布新版操作系統之余,華為還發布了搭載新系統的打印機、智慧屏等物聯網設備。

                  據悉,鴻蒙將區別于安卓和iOS以手機為中心的設計,且搭載鴻蒙2.0的華為設備已經突破3億臺,應用于智慧辦公、運動健康、智能家居、智慧出行等場景。

                  這也就是說,鴻蒙或已將更多的重心從手機轉向了物聯網。

                  在物聯網市場,雖然終端產品、場景、應用多,但卻沒有如Android、IOS之類具有壟斷性質的操作系統存在。這不禁讓人回想起智能手機操作系統的時代記憶——塞班、黑莓、Windows、IOS、Android……

                  目前物聯網行業正是如此,不光有Ali OS Things、TencentOS tiny、Win10 IOT這樣的互聯網巨頭,也有深耕開源操作系統的FreeRTOS、RT-Thread、Arm Mbed OS等資深玩家,操作系統正呈現百家爭鳴的盛況。

                  不同以往的操作系統

                  兩股力量強勢入駐

                  互聯網到物聯網的轉變過程,其實就是從人人交互,到人物交互,再到物物交互的轉變過程。其中操作系統的轉變則是從服務于連接,到服務于應用,最后到服務于智能。目前物聯網操作系統已從RTOS(實時操作系統)走向通用操作系統(多道批處理,可分時可實時)。

                  區別于傳統操作系統和智能手機操作系統,物聯網對操作系統有獨特的要求。


                  歷代操作系統更迭(來源:指令集智能科技)

                  從操作系統的角度而言,早先的嵌入式操作系統只是完成了物理硬件的人機交互功能,并非真正的物聯網。物聯網操作系統更趨向是一種集成技術,將成熟的操作系統、通信和云計算技術集成到從傳感器到云的物聯網場景中。

                  物聯網中的操作系統涉及到芯片層、終端層、邊緣層、云端層等多個層面,單一層次的物聯網操作系統與安卓在移動互聯網領域的地位和作用類似,實現應用軟件與智能終端硬件的解耦。此外,操作系統一般要求其內核具有實時性,尺寸具有伸縮性及架構可擴展性,同時具有高可靠、低功耗等特性。

                  物聯網操作系統與傳統操作系統最大的不同在于內核方案的制定上。目前物聯網操作系統常用的方案是微內核以及混合內核。


                  宏內核(左)和微內核(右)(圖源:網絡)

                  如上圖可見,傳統操作系統常用的宏內核把所有的功能都進行了耦合,實現各功能模塊可以直接調用,優點是性能極高;但缺點是由于耦合會出現一錯皆錯的問題。微內核則相反,為了降低耦合,內核中只有核心功能,其余功能以服務進程形式存在,其優點就是各模塊間不相互影響;但其性能相比宏內核會大幅度下降。

                  而混合內核與微內核相似,但會將一些功能模塊放回到內核中,不常用的模塊還是放在用戶層中,以便提高性能。擁有混合內核,操作系統可以更好適配碎片化的物聯網應用場景,但隨著新技術的到來,目前物聯網操作系統將面對更多挑戰。

                  從技術層面來說,第一是在低延時的要求下,高數據吞吐量的穩定性難以保證;第二是即使有云端支持,終端設備仍舊難以承受巨大的AI算力;第三是海量互聯設備的安全難以管理。除了以上三點,最重要的挑戰,還是在于生態。

                  如今的物聯網操作系統大致分為兩類,一是由傳統的嵌入式RTOS發展而來;二是由互聯網公司的云平臺延伸而來,基于傳統操作系統進行“剪裁”和定制。其中各操作系統針對不同領域下的場景,分別在建立各自的生態。

                  建立良好上下游生態

                  才能“養活”操作系統

                  因為生態與操作系統關聯性較強,所以對于操作系統而言,不但要有商業盈利層面的生態伙伴,還要有技術上下游的生態伙伴支持。也就是說,軟硬件開發者其實是操作系統能否站穩腳跟的關鍵。Windows和安卓系統們便是在PC時代和智能手機時代掌握了先機,形成壟斷,令后來者難以顛覆,只能期待下一波計算革命。

                  作為上文提到“下一波計算革命”的物聯網。目前在操作系統市場上,除了一些老牌國外廠商的產品,其余十幾種都處在發展初期,產業鏈中并未形成某一家或幾家壟斷的環境。

                  其中,對于有生態且不缺錢的互聯網大廠來說,大部分會選擇自研操作系統,不過這在一定程度上造成了行業內山頭林立,各自為政。另一方面,開源Linux和RTOS還是物聯網市場主流,除具備自家操作系統的企業外,其余廠商大多采用具有生態優勢,并且開源、中立的第三方操作系統,例如RT-Thread。

                  不過擁有先天生態的玩家不一定能持續稱霸,參考近乎壟斷PC界的Windows在智能手機上栽跟頭的事件,其實不難說明,先天優勢并不能決定最終走向。


                  相比Android,Window Phone犯的錯(來源:原創力文檔)

                  對比Windows Phone的失敗,谷歌通過開源為Android培養的生態,其實非常契合操作系統的成長需求。開源的好處在于能迅速積累開發者,消除技術層面、數據及行業信息的割裂。不過開源則意味著公司將失去一定的掌控力,容易出現碎片化的版本失控情況,并且在變現等方面的商業模式還待完善。

                  反觀如今較為典型的物聯網操作系統——RTOS陣營和互聯網平臺陣營,兩類操作系統在生態上各具優勢,前者是硬件優勢,而后者是軟件優勢。

                  詳細來說,RTOS陣營的優點是在物聯網終端上已經廣泛支持,硬件推廣成本低;缺點是軟件開發專業度要求極高,軟硬件開發難以隔離。互聯網平臺陣營的優點是天生結合互聯網服務,對接應用方便;缺點是各家產品與服務綁定,難以做到平臺中立,對軟件開發者來說功能性受到了限制。


                  兩大陣營各家物聯網操作系統情況(來源:物聯傳媒整理)

                  聯系到過去十年發展不如預期的物聯網設備連接數,也不免讓人懷疑,擁有先天生態的玩家可能正重蹈Windows Phone的覆轍。


                  不如預期的物聯網設備連接數(圖源:原創力文檔)

                  據相關人士分析,這也正是由于上層應用開發和頂層硬件緊密耦合,很難由第三方開發者為硬件開發軟件應用,導致物聯網軟件應用迭代慢、成本高、生態閉塞。而品牌林立且互不兼容,產品間無法聯動,巨頭們形成壟斷,市場競爭不足。

                  終端數量多、系統不適配、研發周期長、研發成本高。本來強調解耦的物聯網操作系統,反而受到了產品軟硬件綁定的掣肘。強制耦合對于具有先天生態優勢的操作系統而言,很容易重演Windows Phone的失敗,除非能把服務和用戶體驗做到極致,成為蘋果這樣的“獨角獸”。

                  值得一提的是,一直被熱議的國產操作系統鴻蒙,其實是雙內核(Lite OS和Android OS)操作系統,其實也有吸引Android開發者入駐共建生態的意思。并且除了鴻蒙外,國內操作系統都在以各自的方式高速發展著,不過要想和國外的操作系統抗衡,還需要再加把勁。

                  國產崛起

                  公平競賽中難說“鹿死誰手”

                  目前,全球物聯網市場大部分還是國外操作系統的天下,尤其較早進入市場的美國公司,比如ThreadX、FreeRTOS、vxWorks等。但值得一提的是,國產操作系統無論在商業變現或者生態建設方面,都已涌現出非常多優秀的玩家,操作系統本身的質量并不輸給國外。


                  國內外操作系統盤點(來源:物聯傳媒整理)

                  如今,物聯網操作系統市場正迎來更多更新的機會,舊日“霸主”未必能在物聯網時代延續霸業,新入局的玩家可以抓住時機擴大市場占有率,把握先發優勢,通過增加開發者黏性來站穩腳跟。

                  在物聯網操作系統這條賽道上,尤其面對著各種新興市場,海外企業并沒有絕對優勢。因為不同的市場領域并不能一概而論,其創新點也不同。如果一直走老路就能成功,那么Windows Phone就不會在手機市場里失敗,谷歌也能毫無意外地統治物聯網。

                  在過去的十年間,大多數新型開源操作系統已從移動市場轉向物聯網市場。目前十幾種物聯網操作系統都處在發展初期,產業鏈生態環境暫未做出積極反映,不過隨著Matter協議、云平臺開放等助力完全互聯策略的到來,產業鏈各玩家的活躍度也會提高。

                  放眼未來,隨著AI技術的成熟以及人們需求的變化,設備的服務模式正向主動智能轉變,人找服務也將變為服務找人。另一方面,對金融、煤礦、交通等2B領域的拓展,對傳統操作系統的更替,都將推動操作系統的更新。

                  此外,在滿足實時和輕量化的需求后,目前華為的鴻蒙和谷歌的Fuchsia已開始嘗試做統一操作系統,對于不同場景的需求進行整合,一套系統可以裝配到不同設備上。雖然這并非主流(大部分操作系統仍在堅持拆分操作系統配對不同場景),但它仍是具有創新性。


                  不同場景資源下的操作系統(圖源:原創力文檔)

                  在過去,蘋果公司依靠IOS和相對應軟硬件支撐,以移動市場不到20%的市場份額,占到整個智能手機市場利潤的73%(2018年數據)。而谷歌公司則依靠開源安卓系統,聯合廣大手機廠商輸出一整套移動時代的工具(GMS),進而為自己旗下的各種工具、應用導流,建立起偉大廣告業務帝國的深深護城河。

                  如今,一個全新的、充滿想象空間的操作系統市場機會正在到來,是否會出現下一個蘋果或谷歌讓人期待。同時,以 5G、AI、云計算等為代表的新技術出現,將為物聯網操作系統帶來更大的想象空間,異軍突起已是常態,但鹿死誰手還不得而知。


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