物联网 *** 作系统的体系架构

物联网 *** 作系统的体系架构,第1张

物联网 *** 作系统内核、辅助外围模块(文件系统、图形用户界面、通信协议栈、各类常见设备的驱动程序等)、集成开发环境等组成,基于此,可衍生出一系列面向行业的特定应用。
物联网 *** 作系统与传统的个人计算机 *** 作系统和智能手机类 *** 作系统不同,它具备物联网应用领域内的一些独特特点,现说明如下。
物联网 *** 作系统内核的特点
1、内核尺寸伸缩性强,能够适应不同配置的硬件平台。比如,一个极端的情况下,内核尺寸必须维持在10K以内,以支撑内存和CPU性能都很受限的传感器,这时候内核具备基本的任务调度和通信功能即可。在另外一个极端的情况下,内核必须具备完善的线程调度、内存管理、本地存储、复杂的网络协议、图形用户界面等功能,以满足高配置的智能物联网终端的要求。这时候的内核尺寸,不可避免的会大大增加,可以达到几百K,甚至M级。这种内核尺寸的伸缩性,可以通过两个层面的措施来实现:重新编译和二进制模块选择加载。重新编译措施很简单,只需要根据不同的应用目标,选择所需的功能模块,然后对内核进行重新编译即可。这个措施应用于内核定制非常深入的情况下,比如要求内核的尺寸达到10K以下的场合。而二进制模块选择加载,则用在对内核定制不是很深入的情况。这时候维持一个 *** 作系统配置文件,文件里列举了 *** 作系统需要加载的所有二进制模块。在内核初始化完成后,会根据配置文件,加载所需的二进制模块。这需要终端设备要有外部存储器(比如硬盘、Flash等),以存储要加载的二进制模块;
2、内核的实时性必须足够强,以满足关键应用的需要。大多数的物联网设备,要求 *** 作系统内核要具备实时性,因为很多的关键性动作,必须在有限的时间内完成,否则将失去意义。内核的实时性包涵很多层面的意思,首先是中断响应的实时性,一旦外部中断发生, *** 作系统必须在足够短的时间内响应中断并做出处理。其次是线程或任务调度的实时性,一旦任务或线程所需的资源或进一步运行的条件准备就绪,必须能够马上得到调度。显然,基于非抢占式调度方式的内核很难满足这些实时性要求;
3、内核架构可扩展性强。物联网 *** 作系统的内核,应该设计成一个框架,这个框架定义了一些接口和规范,只要遵循这些接口和规范,就可以很容易的在 *** 作系统内核上增加新的功能的新的硬件支持。因为物联网的应用环境具备广谱特性,要求 *** 作系统必须能够扩展以适应新的应用环境。内核应该有一个基于总线或树结构的设备管理机制,可以动态加载设备驱动程序或其它核心模块。同时内核应该具备外部二进制模块或应用程序的动态加载功能,这些应用程序存储在外部介质上,这样就无需修改内核,只需要开发新的应用程序,就可满足特定的行业需求;
4、内核应足够安全和可靠。可靠性就不用说了,物联网应用环境具备自动化程度高、人为干预少的特点,这要求内核必须足够可靠,以支撑长时间的独立运行。安全对物联网来说更加关键,甚至关系到国家命脉。比如一个不安全的内核被应用到国家电网控制当中,一旦被外部侵入,造成的影响将无法估量。为了加强安全性,内核应支持内存保护(VMM等机制)、异常管理等机制,以在必要时隔离错误的代码。另外一个安全策略,就是不开放源代码,或者不开放关键部分的内核源代码。不公开源代码只是一种安全策略,并不代表不能免费适用内核;
5、节能省电,以支持足够的电源续航能力。 *** 作系统内核应该在CPU空闲的时候,降低CPU运行频率,或干脆关闭 CPU。对于周边设备,也应该实时判断其运行状态,一旦进入空闲状态,则切换到省电模式。同时, *** 作系统内核应最大程度的降低中断发生频率,比如在不影响实时性的情况下,把系统的时钟频率调到最低,以最大可能的节约电源。
物联网 *** 作系外围模块的特点
外围模块指为了适应物联网的应用特点, *** 作系统应该具备的一些功能特征,比如远程维护和升级等。同时也指为了扩展物联网 *** 作系统内核的功能范围,而开发的一些功能模块,比如文件系统、网络协议栈等。物联网 *** 作系统的外围模块(或外围功能)应该至少具备下列这些:
1、支持 *** 作系统核心、设备驱动程序或应用程序等的远程升级。远程升级是物联网 *** 作系统的最基本特征,这个特性可大大降低维护成本。远程升级完成后,原有的设备配置和数据能够得以继续使用。即使在升级失败的情况下, *** 作系统也应该能够恢复原有的运行状态。远程升级和维护是支持物联网 *** 作系统大规模部署的主要措施之一;
2、支持常用的文件系统和外部存储。比如支持FAT32/NTFS/DCFS等文件系统,支持硬盘、USB stick、Flash、ROM等常用存储设备。在网络连接中断的情况下,外部存储功能会发挥重要作用。比如可以临时存储采集到的数据,再网络恢复后再上传到数据中心。但文件系统和存储驱动的代码,要与 *** 作系统核心代码有效分离,能够做到非常容易的裁剪;
3、支持远程配置、远程诊断、远程管理等维护功能。这里不仅仅包涵常见的远程 *** 作特性,比如远程修改设备参数、远程查看运行信息等。还应该包涵更深层面的远程 *** 作,比如可以远程查看 *** 作系统内核的状态,远程调试线程或任务,异常时的远程dump内核状态等功能。这些功能不仅仅需要外围应用的支持,更需要内核的天然支持;
4、 支持完善的网络功能。物联网 *** 作系统必须支持完善的TCP/IP协议栈,包括对IPv4和IPv6的同时支持。这个协议栈要具备灵活的伸缩性,以适应裁剪需要。比如可以通过裁剪,使得协议栈只支持IP/UDP等协议功能,以降低代码尺寸。同时也支持丰富的IP协议族,比如Telnet/FTP/IPSec/SCTP等协议,以适用智能终端和高安全可靠的应用场合;
5、对物联网常用的无线通信功能要内置支持。比如支持GPRS/3G/HSPA/4G等公共网络的无线通信功能,同时要支持Zigbee/NFC/RFID等近场通信功能,支持WLAN/Ethernet等桌面网络接口功能。这些不同的协议之间,要能够相互转换,能够把从一种协议获取到的数据报文,转换成为另外一种协议的报文发送出去。除此之外,还应支持短信息的接收和发送、语音通信、视频通信等功能;
6、内置支持XML文件解析功能。物联网时代,不同行业之间,甚至相同行业的不同领域之间,会存在严重的信息共享壁垒。而XML格式的数据共享可以打破这个壁垒,因此XML标准在物联网领域会得到更广泛的应用。物联网 *** 作系统要内置对XML解析的支持,所有 *** 作系统的配置数据,统一用XML格式进行存储。同时也可对行业自行定义的XML格式进行解析,以完成行业转换功能;
7、支持完善的GUI功能。图形用户界面一般应用于物联网的智能终端中,完成用户和设备的交互。GUI应该定义一个完整的框架,以方便图形功能的扩展。同时应该实现常用的用户界面元素,比如文本框、按钮、列表等。另外,GUI模块应该与 *** 作系统核心分离,最好支持二进制的动态加载功能,即 *** 作系统核心根据应用程序需要,动态加载或卸载GUI模块。GUI模块的效率要足够高,从用户输入确认,到具体的动作开始执行之间的时间(可以叫做click-launch时间)要足够短,不能出现用户点击了确定、但任务的执行却等待很长时间的情况;
8、支持从外部存储介质中动态加载应用程序。物联网 *** 作系统应提供一组API,供不同应用程序调用,而且这一组 API应该根据 *** 作系统所加载的外围模块实时变化。比如在加载了GUI模块的情况下,需要提供GUI *** 作的系统调用,但是在没有GUI模块的情况下,就不应该提供GUI功能调用。同时 *** 作系统、GUI等外围模块、应用程序模块应该二进制分离, *** 作系统能够动态的从外部存储介质上按需加载应用程序。这样的一种结构,就使得整个 *** 作系统具备强大的扩展能力。 *** 作系统内核和外围模块(GUI、网络等)提供基础支持,而各种各样的行业应用,通过应用程序来实现。最后在软件发布的时候,只发布 *** 作系统内核、所需的外围模块、应用程序模块即可。
物联网 *** 作系统集成开发环境的特点
集成开发环境是构筑行业应用的关键工具,物联网 *** 作系统必须提供方便灵活的开发工具,以开发出适合行业应用的应用程序。开发环境必须足够成熟并得到广泛适用,以降低应用程序的上市时间(GTMT)。集成开发环境必须具备如下特点:
1、 物联网 *** 作系统要提供丰富灵活的API,供程序员调用,这组API应该能够支持多种语言,比如既支持C/C++,也支持Java、Basic等程序设计语言;
2、 最好充分利用已有的集成开发环境。比如可以利用Eclipse、Visual Studio等集成开发环境,这些集成开发工具具备广泛的应用基础,可以在Internet上直接获得良好的技术支持;
3、 除配套的集成开发环境外,还应定义和实现一种紧凑的应用程序格式(类似Windows的PE格式),以适用物联网的特殊需要。通过对集成开发环境进行定制,使得集成开发环境生成的代码,可以遵循这种格式;
4、 要提供一组工具,方便应用程序的开发和调试。比如提供应用程序下载工具、远程调试工具等,支撑整个开发过程。
可以看出,上述物联网 *** 作系统内核、外围模块、应用开发环境等,都是支撑平台,支撑更上一层的行业应用。行业应用才是最终产生生产力的软件,但是物联网 *** 作系统是行业应用得以茁壮生长和长期有效生存的基础,只有具备了强大灵活的物联网 *** 作系统,物联网这棵大树才能结出丰硕的果实。

穿戴式应用

在可穿戴设备中,根据NB-IoT的特性,适用于长期的慢病监测、老人小孩和宠物的跟踪管理等不依赖智能手机的设备。对于具有即时通信类的手环产品还说,目前来看暂时还没有NB-IoT技术的施展空间。下面我们主要介绍适合几种NB-IoT的应用场景。

三星公司近期推出的Samsung Connect Tag防丢配件,是一款基于NB-IoT网络的消费级移动产品,可以通过NB-IoT上传GPS数据来实时确定老人孩子的行踪,也可以用于宠物的项圈上,在大型停车场找不到自己的车时可根据手机提示位置寻找。

此类应用还有很多,例如基于NB-IoT技术的智能自行车。该自行将具备位置定位的防盗功能,以及其他的信息上报和跟踪功能。

智能拉杆箱,该拉杆箱将具备智能追踪,超距告警,电子锁控制,电池监控等基于NB-IOT技术的应用。

NB-IoT智能垃圾桶

智能垃圾桶便于垃圾的分类区处理,能提高环卫部门的清运效率。智能垃圾桶桶盖采用太阳能蓄电,能实现垃圾箱盖的感应开合,内置GPS定位,配合传感器能监测到垃圾通满到什么程度以及垃圾桶内温度等信息,并通过NB-IoT发送到云端,系统可根据回传的数据计算出垃圾回收车路线,及时清理已装满的垃圾桶。

NB-IoT农业示范应用

NB-IoT技术和传感器结合,可通过采集PH值、降水量、空气温湿度、土壤水分、土壤湿度、土壤盐分、植物营养指标以及植物生理生态指标等数据实现对农作物的实时监控,采集数据可通过NB-IoT网络上传云平台和手机APP,具有环境超限报警功能。只要网络覆盖到位,可辅助农业生产上升一个大台阶。对于城郊和一些覆盖到位的区域, NB-IoT可大大提升水产养殖、大棚、花卉等高附加值的农业生产流通领域。

NB-IoT智能电网监测

基于NB-IoT智能温度传感器的电缆温度实时在线监测系统,传输所监测的地下电缆温度数据,并可根据客户要求设置定值越限告警,辅以GIS地理信息系统及时准确定位故障点。可以升级拓展为城市地下电缆隧道综合监测系统,实现包括使用NB-IoT对电缆接地电流泄露和局部放电监测,电缆隧道内的温湿度、有害气体浓度和水位监测、电缆隧道安防包括井盖、门禁的实时监测。

NB-IoT智能锁

天网互联科技nb-iot智能锁

NB-IoT智能锁还被应用于基于NB-IoT的公租房:租户办理入住时可一站式录入个人身份信息特征,随后云平台通过NB-IoT网络和加密算法下发到与租房合约匹配的nb智能锁上,租户即可凭身份z开锁,开锁记录同步到云平台用于加强管理。这将有效解决公租房管理中诸如转租、钥匙管理、看房低效、拖欠房租等问题,还可根据租户和管理方的需求陆续提供更多个性化功能与服务。

NB-IoT智能停车

其中,路侧停车系统包括地磁模块(内置NB-IoT通信模组)、信息诱导提示屏、停车管理员使用的PDA/手机APP、车位收费管理系统等子模块。利用地磁车位检测器对车位占用状态进行采集,停车管理平台根据停车时长和计费规则自动生成计费数据,并推送到收费员的PDA上。系统的设备运行状态、车位占用状态、收费记录明细等信息均上传至停车管理平台,数据实时下发至室外信息诱导屏,告知车主各区域的剩余车位数量,进行区域车位引导。

反向寻车方案不需要每个车位安装车位检测器,只需在每个车场区域的过道安装一对摄像头。司机进入停车场后,通过诱导屏信息自行寻找停车位。当车辆进入每个分区的必经路口时,设置在该路口的摄像头会拍摄进入该分区的车辆号牌信息,然后将这些数据信息发送至停车管理系统,用于车辆的基本分区定位功能。在离开此分区的必经路口处也通过高清摄像头感应器识别车辆离开的行为,这同样是为了刷新该分区实时停车信息功能。

以上只是枚举了NB-IoT的一部分应用,其他还有NB-IoT智能路灯、NB-IoT智能机房、NB-IoT智能充电桩等应用,限于篇幅,我们就不一一具体介绍了。相信在政府和运营商的大力推动下,随着模组价格的下降,NB-IoT必然会衍生出更多的应用场景,为建设智慧城市,改变人们生活做出贡献,势必成为物联网创新技术的一大风口。

软件工程专业。软件工程专业的就业情况一直比较不错,在计算机专业当中的表现是比较突出的,所以如果在本科毕业之后就希望参加工作,可以重点考虑一下软件工程专业。软件工程专业的细分方向比较多,不少女生比较喜欢前端开发方向,另外也可以重点关注一下移动端开发方向。
第二:电竞专业。毕业以后可以从事网络游戏美术,网络游戏动漫设计,游戏概念/故事情节设计,网络游戏3D设计,网络游戏人物设计,网络游戏环境设计,游戏服务器开发,游戏引擎开发,手机游戏策划,手机游戏开发,手机游戏程序开发,手机游戏美工,手机游戏测试等工作。发展前景也是很客观的。
第三:大数据专业。大数据专业未来的发展前景非常广阔,由于大数据行业的产业链涉及到多个环节,包括数据采集、数据整理、数据存储、数据安全、数据分析、数据应用等,所以大数据领域的就业岗位也比较丰富,其中数据整理和数据分析相关岗位还是比较适合女生从事的。
第四:UI设计专业。UI设计相比较于编程而言,还是非常适合大众所学习的。学习完UI设计,能获得一份稳定而又不失乐趣的工作,给予最大程度的安全感,同时有利于追求更高品质的生活,在艺术领域可以获得更多的启迪。综合考虑,UI设计是很适合初中生学习的。
现在计算机相关专业都很热门,互联网+的时代各行各业发展都离不开点电脑,所以当然是学互联网IT技术好了。互联网是目前热门行业,将来发展前景也是非常有前途的。
男生可以学习软件开发、网站开发、互联网运营与创客、建筑表现大师,动漫游戏高级设计师、等专业发展前景都很好。我觉得现在的同学在选择职业的时候应该顺应时代的变化,学互联网不仅可以找到工作,还可以创业,因为网络创业的成本比较低。具体选择哪一个专业,学生要看自己爱好是什么,最好是根据自己的兴趣来选择,这样才会学的更好
当然是互联网it技术的了,不错的奥,现在互联网it很火的哦
女生如果能学好网站维护,软件周边,或者多媒体,好学编程语言,或者网站开发语言,或者PS、flash、3Dmax等软件,并在读书期间获得一些资格证书,毕业后一般能找到不错的工作。
不论是学什么技术我们都很看重他的发展前景,加入学的技术过两年就要被淘汰掉,咋们也没必要去化金钱和时间学习。纵观现在时代的发展,IT是一个很不错的行业,相信大家也有了解。从上世纪90年代起,计算机逐步的发展流行起来,如今在我们生活中很多方面都能够体现,作为一个发展速度快,前景光明的行业,学IT技术一定有不错的前景。
现在是互联网时代了,随着电脑的普及,上网浏览网页的人越来越多了,而网页的建设是需要UI设计专业的人进行处理的,现在市场对于这个专业的人才需求越来越大,就业岗位逐渐增多,UI设计专业的就业前景也越来越好
而且这个专业是0基础入门的,不用担心没有了解过,会学不好,来我们学校学习这个专业的同学都是没有基础的,都是新手
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