物联网环境下的嵌入式操作系统

文/高杰

物联网作为互联网的延伸，其应用领域正逐步拓宽。由于物联网中的设备节点众多，如果使用统一的操作系统，则很难满足不同设备的实际需要。若是运用多个操作系统，将会导致系统的开发成本增大。为了有效解决这一问题，可对嵌入式操作系统进行应用，通过技术特性的改进，从而使其满足物联网的运行要求。借此，下面重点对物联网环境下嵌入式操作系统技术展开研究。

1 嵌入式操作系统的特点

嵌入式操作系统简称EOS，这是一种用途非常广泛的系统软件，其能够完成软硬件资源的合理分配，并且还能对相关任务进行调度和控制，在对EOS 进行应用时，可以通过模块设计，来满足系统所要求的功能。目前，较为常用的嵌入式实时操作系统有Linux、VxWorks、Windows Embedded 等。计算机网络时代的到来，促进了嵌入式操作系统的发展，并使其具备了如下特点：

1.1 内核小

目前，大部分嵌入式系统都是在小型电子装置中应用，由于装置本身的体积较小，从而使得系统的资源相对比较有限，所以要求EOS必须足够小，这样才能满足电子装置的运行需要，如，由瑞典ENEA 嵌入式技术有限公司研发的OSE 系统，其内核仅为5K。

1.2 实时性高

对于某些实时性较高的系统软件而言，由于需要通过固态的方式对相关数据进行存储，从而达到提升运行速度的目的，所以必须保证嵌入式操作系统具有较高的实时性。基于这一前提，目前广泛应用的各种嵌入式操作系统都有较高的实时性，作这也成为此类系统较为突出的特点之一。

1.3 专用性强

嵌入式操作系统一般都是按照用户的实际需要进行设计开发，由此使得系统本身具有了较强的个性化特点，在整个系统中，软件与硬件之间的结合十分紧密，当需要对系统进行移植时，只要针对硬件即可。

2 物联网环境下嵌入式操作系统的技术特性

物联网简称IOT，是一个能够实现物与物之间互联互通的网络。随着物联网的快速发展和完善，其应用领域逐步扩宽，现已涵盖物流运输、工业制造、医疗、智能环境等诸多领域。从本质的角度上讲，物联网与嵌入式操作系统之间存在较大的差别，但若是从技术的角度上看，二者之间却存在相辅相成的关系，在这一前提下，对嵌入式操作系统的技术特性提出了全新的要求。为了能够使嵌入式操作系统满足物联网的需要，应当确保嵌入式操作系统具有良好的伸缩能力以及较高的运行安全性。

2.1 伸缩技术特性

对于物联网而言，它是一个较为庞大的网络结构体系，在物联网中，存在数量众多的设备节点，这些节点不仅完成的功能不同，而且硬件配置方面也存在一定的差异，如果采用统一的操作系统，很难满足全部的功能需要。由此使得物联网对操作系统提出了较高要求，具体而言，在物联网中应用的操作系统必须能够按照设备节点的任务需求，完成相关的功能配置。举个简单的例子，物联网中的探测传感器只需要完成任务调度和数据通信，故此，它的操作系统并不需要过于复杂的功能，较小的内核便可满足需求。而物联网中存在一些较为重要的控制设备，此类设备除了对任务进行调度和数据通信之外，还要完成对文件的记录以及图形的显示，它的操作系统不能太小，通常应当达到KB 级或MB 级，有些甚至需要更大的空间。为此，嵌入式操作系统要能够进行伸缩，这一目标可以通过模块化的设计方法来予以实现，即采用具有可伸缩能力的开放式架构体系，根据实际的功能需求，对相关的模块进行设计。

在该架构体系中，嵌入式操作系统的所有模块均为独立，通过不同组件的选取，可以定制满足不同使用需求的操作系统，这样便可以按照物联网中的设备节点，进行操作系统配置。

2.2 安全技术特性

由于物联网是物与物之间的互联互通，所以保证物品的信息安全尤为重要。在物联网环境中，操作系统的安全性对信息安全具有直接影响，如果操作系统本身存在安全漏洞，那么很难使信息的安全性得到保障，一旦重要的信息外泄或是丢失，会造成无法弥补的后果。随着计算机网络的快速发展，人们对信息安全的重视程度越来越高，尤其是在互联网商业化的背景下，各种网络安全技术措施随之涌现，比较常见的有防火墙技术、入侵检测技术、数据信息加密技术等等。同时，业内的专家学者针对物联网的信息安全也提出很多行之有效的技术，如感知层防护技术、服务数据安全防护策略、访问控制等等。操作系统作为物联网不可或缺的重要组成部分之一，其也应当符合信息安全的共同准则。鉴于此，在物联网环境下，对嵌入式操作系统进行应用时，应当使整个操作具有较高的安全性，在运行安全认证方面，可以根据不同的领域选择相应的安全标准。而在技术层面上，则可运用时间隔离或是空间隔离等安全措施，从而进一步提升嵌入式操作系统的安全性，使其满足物联网的信息安全需要。

3 结论

综上所述，物联网的快速发展，使其规模日益扩大，整个物联网中的设备节点逐步增多。为满足不同设备的运行要求，应当为其配备相应的操作系统。通过对嵌入式操作系统的技术特性进行优化，可以达到物联网对操作系统的需求，这样能够降低操作系统的开发成本，对于促进物联网的持续发展具有重要的现实意义。