近日，华为的鸿蒙操作系统（Harmony OS）3.0正式上线，针对其终端连接等功能进行了优化。在公布新版操作系统之余，华为还发布了搭载新系统的打印机、智慧屏等物联网设备。 据悉，鸿蒙将区别于安卓和iOS以手机为中心的设计，且搭载鸿蒙2.0的华为设备已经突破3亿台，应用于智慧办公、运动健康、智能家居、智慧出行等场景。 这也就是说，鸿蒙或已将更多的重心从手机转向了物联网。 在物联网市场，虽然终端产品、场景、应用多，但却没有如Android、IOS之类具有垄断性质的操作系统存在。这不禁让人回想起智能手机操作系统的时代记忆——塞班、黑莓、Windows、IOS、Android…… 目前物联网行业正是如此，不光有Ali OS Things、TencentOS tiny、Win10 IOT这样的互联网巨头，也有深耕开源操作系统的FreeRTOS、RT-Thread、Arm Mbed OS等资深玩家，操作系统正呈现百家争鸣的盛况。 不同以往的操作系统 两股力量强势入驻 互联网到物联网的转变过程，其实就是从人人交互，到人物交互，再到物物交互的转变过程。其中操作系统的转变则是从服务于连接，到服务于应用，最后到服务于智能。目前物联网操作系统已从RTOS（实时操作系统）走向通用操作系统（多道批处理，可分时可实时）。 区别于传统操作系统和智能手机操作系统，物联网对操作系统有独特的要求。 历代操作系统更迭（来源：指令集智能科技） 从操作系统的角度而言，早先的嵌入式操作系统只是完成了物理硬件的人机交互功能，并非真正的物联网。物联网操作系统更趋向是一种集成技术，将成熟的操作系统、通信和云计算技术集成到从传感器到云的物联网场景中。 物联网中的操作系统涉及到芯片层、终端层、边缘层、云端层等多个层面，单一层次的物联网操作系统与安卓在移动互联网领域的地位和作用类似，实现应用软件与智能终端硬件的解耦。此外，操作系统一般要求其内核具有实时性，尺寸具有伸缩性及架构可扩展性，同时具有高可靠、低功耗等特性。 物联网操作系统与传统操作系统最大的不同在于内核方案的制定上。目前物联网操作系统常用的方案是微内核以及混合内核。 宏内核（左）和微内核（右）（图源：网络） 如上图可见，传统操作系统常用的宏内核把所有的功能都进行了耦合，实现各功能模块可以直接调用，优点是性能极高；但缺点是由于耦合会出现一错皆错的问题。微内核则相反，为了降低耦合，内核中只有核心功能，其余功能以服务进程形式存在，其优点就是各模块间不相互影响；但其性能相比宏内核会大幅度下降。 而混合内核与微内核相似，但会将一些功能模块放回到内核中，不常用的模块还是放在用户层中，以便提高性能。拥有混合内核，操作系统可以更好适配碎片化的物联网应用场景，但随着新技术的到来，目前物联网操作系统将面对更多挑战。 从技术层面来说，第一是在低延时的要求下，高数据吞吐量的稳定性难以保证；第二是即使有云端支持，终端设备仍旧难以承受巨大的AI算力；第三是海量互联设备的安全难以管理。除了以上三点，最重要的挑战，还是在于生态。 如今的物联网操作系统大致分为两类，一是由传统的嵌入式RTOS发展而来；二是由互联网公司的云平台延伸而来，基于传统操作系统进行“剪裁”和定制。其中各操作系统针对不同领域下的场景，分别在建立各自的生态。 建立良好上下游生态 才能“养活”操作系统 因为生态与操作系统关联性较强，所以对于操作系统而言，不但要有商业盈利层面的生态伙伴，还要有技术上下游的生态伙伴支持。也就是说，软硬件开发者其实是操作系统能否站稳脚跟的关键。Windows和安卓系统们便是在PC时代和智能手机时代掌握了先机，形成垄断，令后来者难以颠覆，只能期待下一波计算革命。 作为上文提到“下一波计算革命”的物联网。目前在操作系统市场上，除了一些老牌国外厂商的产品，其余十几种都处在发展初期，产业链中并未形成某一家或几家垄断的环境。 其中，对于有生态且不缺钱的互联网大厂来说，大部分会选择自研操作系统，不过这在一定程度上造成了行业内山头林立，各自为政。另一方面，开源Linux和RTOS还是物联网市场主流，除具备自家操作系统的企业外，其余厂商大多采用具有生态优势，并且开源、中立的第三方操作系统，例如RT-Thread。 不过拥有先天生态的玩家不一定能持续称霸，参考近乎垄断PC界的Windows在智能手机上栽跟头的事件，其实不难说明，先天优势并不能决定最终走向。 相比Android，Window Phone犯的错（来源：原创力文档） 对比Windows Phone的失败，谷歌通过开源为Android培养的生态，其实非常契合操作系统的成长需求。开源的好处在于能迅速积累开发者，消除技术层面、数据及行业信息的割裂。不过开源则意味着公司将失去一定的掌控力，容易出现碎片化的版本失控情况，并且在变现等方面的商业模式还待完善。 反观如今较为典型的物联网操作系统——RTOS阵营和互联网平台阵营，两类操作系统在生态上各具优势，前者是硬件优势，而后者是软件优势。 详细来说，RTOS阵营的优点是在物联网终端上已经广泛支持，硬件推广成本低；缺点是软件开发专业度要求极高，软硬件开发难以隔离。互联网平台阵营的优点是天生结合互联网服务，对接应用方便；缺点是各家产品与服务绑定，难以做到平台中立，对软件开发者来说功能性受到了限制。 两大阵营各家物联网操作系统情况（来源：物联传媒整理） 联系到过去十年发展不如预期的物联网设备连接数，也不免让人怀疑，拥有先天生态的玩家可能正重蹈Windows Phone的覆辙。 不如预期的物联网设备连接数（图源：原创力文档） 据相关人士分析，这也正是由于上层应用开发和顶层硬件紧密耦合，很难由第三方开发者为硬件开发软件应用，导致物联网软件应用迭代慢、成本高、生态闭塞。而品牌林立且互不兼容，产品间无法联动，巨头们形成垄断，市场竞争不足。 终端数量多、系统不适配、研发周期长、研发成本高。本来强调解耦的物联网操作系统，反而受到了产品软硬件绑定的掣肘。强制耦合对于具有先天生态优势的操作系统而言，很容易重演Windows Phone的失败，除非能把服务和用户体验做到极致，成为苹果这样的“独角兽”。 值得一提的是，一直被热议的国产操作系统鸿蒙，其实是双内核（Lite OS和Android OS）操作系统，其实也有吸引Android开发者入驻共建生态的意思。并且除了鸿蒙外，国内操作系统都在以各自的方式高速发展着，不过要想和国外的操作系统抗衡，还需要再加把劲。 国产崛起 公平竞赛中难说“鹿死谁手” 目前，全球物联网市场大部分还是国外操作系统的天下，尤其较早进入市场的美国公司，比如ThreadX、FreeRTOS、vxWorks等。但值得一提的是，国产操作系统无论在商业变现或者生态建设方面，都已涌现出非常多优秀的玩家，操作系统本身的质量并不输给国外。 国内外操作系统盘点（来源：物联传媒整理） 如今，物联网操作系统市场正迎来更多更新的机会，旧日“霸主”未必能在物联网时代延续霸业，新入局的玩家可以抓住时机扩大市场占有率，把握先发优势，通过增加开发者黏性来站稳脚跟。 在物联网操作系统这条赛道上，尤其面对着各种新兴市场，海外企业并没有绝对优势。因为不同的市场领域并不能一概而论，其创新点也不同。如果一直走老路就能成功，那么Windows Phone就不会在手机市场里失败，谷歌也能毫无意外地统治物联网。 在过去的十年间，大多数新型开源操作系统已从移动市场转向物联网市场。目前十几种物联网操作系统都处在发展初期，产业链生态环境暂未做出积极反映，不过随着Matter协议、云平台开放等助力完全互联策略的到来，产业链各玩家的活跃度也会提高。 放眼未来，随着AI技术的成熟以及人们需求的变化，设备的服务模式正向主动智能转变，人找服务也将变为服务找人。另一方面，对金融、煤矿、交通等2B领域的拓展，对传统操作系统的更替，都将推动操作系统的更新。 此外，在满足实时和轻量化的需求后，目前华为的鸿蒙和谷歌的Fuchsia已开始尝试做统一操作系统，对于不同场景的需求进行整合，一套系统可以装配到不同设备上。虽然这并非主流（大部分操作系统仍在坚持拆分操作系统配对不同场景），但它仍是具有创新性。 不同场景资源下的操作系统（图源：原创力文档） 在过去，苹果公司依靠IOS和相对应软硬件支撑，以移动市场不到20%的市场份额，占到整个智能手机市场利润的73%（2018年数据）。而谷歌公司则依靠开源安卓系统，联合广大手机厂商输出一整套移动时代的工具（GMS），进而为自己旗下的各种工具、应用导流，建立起伟大广告业务帝国的深深护城河。 如今，一个全新的、充满想象空间的操作系统市场机会正在到来，是否会出现下一个苹果或谷歌让人期待。同时，以 5G、AI、云计算等为代表的新技术出现，将为物联网操作系统带来更大的想象空间，异军突起已是常态，但鹿死谁手还不得而知。 参考资料： 电子工程专辑，《国内外主流物联网操作系统盘点》 AI电堂，《什么是物联网操作系统？》 指令集智能科技，《浅谈物联网操作系统》 小小科，《面向物联网的几大开源操作系统》 原创力文档，《物联网操作系统发展现状概述》 StrongerHuang，《国产物联网操作系统有哪些，谁主沉浮？》 AGUSTIN PELAEZ, 9 IoT Operating Systems To Use in 2021 [List & Comparison]