物联网操做系统华为超轻量LiteOS解读

物联网终端设备开发遇到瓶颈linux

物联网通过这些年的发展,在终端设备开发中显现出诸多问题。
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一、终端设备须要低成本、低功耗。因为多为小型便携产品,于是电池寿命和硬件成本就成了关键问题,下降芯片成本、提高电池续航能力成为当下发展瓶颈;
二、链接方式要求多样化。前代链接方式因为功耗和成本还是问题,在即将到来的5G时代,设备亟需支持更多链接方式;
三、云端安全成为痛点。随着数据量的增大,部分或所有数据上传到云端进行处理已经是必然趋势,随着数据泄露事件频发,社会关注度也愈来愈高,安全性成了不可忽视的问题。编程

整体来看,如今的物联网设备还不够智能,而这正是华为决定开发操做系统的缘由。华为LiteOS运营总监林旅强告诉雷锋网(公众号:雷锋网)编辑,如今的物联网终端设备一般都是不智能的,所以也被称做哑终端。智能化后的设备不只能够实现数据上传云平台,还要可以实现信息的改变、命令下发、动做执行,这也是华为操做系统要实现的功能。安全

从自用到开源:华为的布局思考网络

大部分开发者对华为LiteOS的认知是从2015年华为宣布开源LiteOS,或是在2017年提出“云——管——端”战略开始的,而其实,据雷锋网了解,早在2012年,华为就开始作终端设备OS,也是如今LiteOS的雏形。架构

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研发之初,华为的终端设备OS主要应用在自家消费类产品中;可穿戴市场兴起后,华为又在2014年推广到自家手环、手表等可穿戴设备。随着物联网设备体量逐渐成长,种类也开始繁盛,华为看到了这一市场机遇,开始进入物联网领域,也就有了如今的LiteOS。据华为内部对LPWA领域设备出货量统计数据显示,截止2018年,搭载华为LiteOS的NB-IoT产品出货量超过2000万。布局

在2015年华为网络大会上,LiteOS正式宣布开源。林旅强笑称,华为此前都是本身吃本身的狗粮。LiteOS操做系统是华为彻底自研的,并不是经过Linux或其余系统二次开发的。操作系统

为何要开源?
开源就是为了创建产业标准,咱们不但愿规定谁能用或谁不能用,这样没法将产业作大,咱们但愿可以将物联网产业横向拓展。设计

华为LiteOS自主知识产权指什么?
即便开源,也会受到不少限制,例如Android系统。华为LiteOS 99%以上的代码是由华为带头作的(其中也有合做伙伴的身影),以BSD的方式开源,不会有国外知识产权的问题,是自有知识产权。3d

IoT OS联网关键:端云组件和加强组件blog

单独从内核来看,任何操做系统的内核都大同小异。物联网操做系统内核的自己有一个特色,即轻量级,华为LiteOS能够作到KB等级。另外,做为物联网开源操做系统,厂商能够直接将华为LiteOS操做系统拿来作定制解决方案。

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物联网最为关键的就是互联互通,因为物联网生态系统中,每一个组织内部有众多节点,这须要有完整的系统架构做为支撑。而如今市面上一些物联网终端系统仍然存在没法联网的问题,这样的嵌入式系统天然没法称做物联网系统,这主要因为端云组件不够完善。

从嵌入式系统到物联网系统主要区别在于端云集成的能力。相对于嵌入式系统,物联网系统支持多种协议,同时也增长了远程升级的能力。华为LiteOS支持诸如LwM2M、MQTT、DTLS等协议,也支持远程升级。

华为LiteOS在加强组件方面加入了差分升级。所谓差分升级,即只把须要升级的部分进行升级,而没必要进行所有升级,其优势是占用更少的通道资源,这一点其实也借鉴了如今手机操做系统的更新/升级功能。华为LiteOS能够在只占用不多“管”端资源的状况下,对设备须要的功能进行升级。

华为做为国内通信巨头企业,与包括三大运营商在内的众多平台都有合做,于是其LiteOS系统拥有多平台互动能力也就很容易理解了。固然,就华为本身的定位来看,LiteOS主要仍是链接自家的OceanConnect平台的,但同时也能够将LiteOS与三大运营商的云平台链接。

事实上,“云管端”能够自由搭配,可是咱们默认推荐华为整套方案,这也是最方便的事情。

另外,开发者常用IDE(Integrated Development Environment ,集成开发环境)进行开发,但目前市面上物联网领域的IDE每每昂贵,免费的体验则欠佳。根据林旅强透露,华为看到开发者的诉求,开发了LiteOS IDE,并将于今年10月的华为全链接大会中亮相。

着力重点:Open CPU

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针对LPWA终端设备开发而言,基于华为LiteOS有三种开发方案:
一、基于MCU的设备开发
二、集成到NB-IoT SoC方案开发
三、面向运营商云平台提供SDK供模块厂商快速对接
以上三类设备开发方案须要进行单独开发的部分依次减小。其中最典型的是基于MCU的设备开发,这类方案须要用到内核、AT Adapter, 以及LiteOS的SDK所有组件;若是用Hi2115芯片(NB-IoT SoC)作设备开发的话,能够直接用Open CPU方案简化开发过程;而华为面向三大运营商产品提供各家SDK,能够实现与一些模组厂商快速对接。

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华为在2016年9月推出首款NB-IoT芯片,并于2017年6月大规模发货,以后又推出了Boudica 150,相较而言,Boudica 150开放了A核(Application)部分(以前并未开放),开发者能够直接在其上作应用编程。因为以前没有开放这一部分,开发者须要另外加入一块MCU,于是Boudica 150能够节省一个MCU,从而在功耗、成本、设计尺寸上都获得了进一步改善。
Open CPU是华为今年的着力重点。Open CPU就设备侧来看,与基于MCU的方案比较,能够省1-2美圆;从端云集成方案角度看,相对于用AT命令来对接,节省更多时间;相对于前一版本Boudica 120节电30%;同时对接的IoT平台种类也有增长。

共享单车应用实例

共享单车做为LiteOS成熟应用方案之一,其工做原理以下图所示。

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华为的NB-IoT应用方案主要在共享单车车锁上。当你打开车锁时,手机APP开始计费;关闭车锁时,手机APP会结束计费。其中,关锁过程当中,车锁利用NB-IoT模块发信号到OceanConnet平台,OceanConnet平台接收到信号就会告知单车的云平台,单车云平台再将信号发送到你的手机APP,从而完成关锁计费。

这样的一套流程早期的版本用的GPRS模块,很是耗电,须要1-2个月换一次电池;NB-IoT/LiteOS方案解决了这一问题,如今共享单车车锁平都可以连续工做26个月。另外,在开发时间上也有很大的提高,过去要一个月,如今用两周就能完成开发工做。

IoT OS是否必须

虽然如今各大IoT OS设备接入量屡屡爆表,可是仍然会有人质疑物联网硬件是否真的须要OS,对此,雷锋网编辑也与林总进行了交流。

采用华为LiteOS系统和用其余系统接入OceanConnect平台是否有区别?对于IoT设备,操做系统是不是必须?

林旅强:IoT走向智能化的浪潮中,操做系统是关键角色。目前某些解决方案当中的终端设备和功能要求并不特别复杂,接入物联网平台的方式也有若干种,未必必定使用OS才能作到端云链接。不过,LiteOS除了在端云互联方面下降开发人员的工时和复杂性外,在今天提到的OpenCPU方案节省MCU、远端固件软件差分升级、Device PnP和DTLS+等加强组件功能,都是使用LiteOS的优点。而且,IoT装置发展的趋势必定是朝向智能,将来物联网的发展在通讯速度和带宽的提高以及电池技术的突破,咱们都更能够肯定物联网OS所起到的关键做用。

IoT设备操做系统是否会与手机安卓系统在功能和发展上有所不一样?

林旅强:IoT设备操做系统与安卓有不一样之处,基于安卓系统开发APP的人不少,可是物联网操做系统架构与安卓不一样,目前也尚未开发APP的成熟条件。若是参照移动手机的发展史,从技术发展来看,IoT设备甚至还没走到诺基亚的塞班系统时代,而是处在早期功能机阶段。咱们如今要解决的问题包括链接、各类协议栈,先在行业上让大部分人可以使用,在物联网产业发展的过程当中,丰富能力和生态,吸引更多开发者进入,直到像如今开发安卓系统那么容易。面向将来的畅想咱们很期待,距离还有多远,可能仍是见仁见智。