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# XiUOS 简介
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## 背景
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XiUOS (X Industry Ubiquitous Operating System) 未名工业物联操作系统是一款面向工业物联场景的泛在操作系统, 来自[未名泛在操作系统研究计划](/about/xuos)。所谓泛在操作系统(UOS: Ubiquitous Operating Systems), 是支持互联网时代人机物融合泛在计算应用模式的新型操作系统, 是传统操作系统概念的泛化与延伸。不同的泛在计算设备和泛在应用场景需要构建不同的UOS, XiUOS即是面向工业物联场景的一种UOS, 主要由一个极简的微型实时操作系统(RTOS)内核和其上的智能工业物联框架构成, 支持工业物联网(IIoT: Industrial Internet of Things)应用。
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XiUOS诞生于浙江省北京大学信息技术高等研究院, 其研发获得了杭州市萧山区政府的大力支持。萧山是浙江乃至中国的制造业重镇, 工业基础雄厚, 正在谋求传统制造业数字化转型升级、实现新旧动能转换, 寻求工业互联网和物联网等信息技术的助力。XiUOS未名工业物联操作系统正是在这样的背景下应运而生, 希望以研发的工业物联网软硬件系统为助力, 促进先进计算技术和工业场景的深度融合, 助推工业企业的智造升级, 是应用产业需求和学术研究计划结合的产物。
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## 定位
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XiUOS是一种工业物联网操作系统, 目标是通过工业物联网的部署和应用, 促进工业领域人、机、物的深度互联, 使能智能化工业生产新体系。要实现该目标, 工业物联网操作系统需要解决“感、联、知、控“四方面的问题:
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- 感: 复杂多样的工业生产实体智能地识别、感知和采集生产相关数据;
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- 联: 工业数据在互联互通的网络上进行传输和汇聚;
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- 知: 对这些网络化的工业大数据形成快速处理和实效分析;
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- 控: 将数据分析所得到的信息形成开放式服务，从而反馈到工业生产。
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其中,**感** 和 **联** 主要在物联网节点级设备、传感器等设备上实现, **知**
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和 **控** 主要在边缘计算设备和数据中心设备上实现。面向物联网节点级设备的
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未名工业物联网操作系统, 主要定位于**感**和**联**的层次, 将感知获得的数据传递给边缘设备和数据中心设备, 并具备相当的节点级智能, 能对**知**和**控**提供一定程度的支持, 如下图所示。
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## 特色
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目前市面上已有非常多成功的物联网操作系统, 如国外的[FreeRTOS](https://freertos.org), [Zephyr](https://www.zephyrproject.org), [RIOT](http://www.riot-os.org), [µC/OS](https://www.micrium.com/rtos), 国内的[RT-Thread](https://www.rt-thread.org), [LiteOS](https://www.huawei.com/minisite/liteos), [AliOS Things](http://www.alios.cn/things)等, 这些系统多是从实时嵌入式系统(RTOS: Real time OS)发展而来, 通常具有非常小巧的实时内核, 多运行在资源受限的微控制单元(MCU: Microcontroller Unit)/单片机上, 对低功耗有较高要求, 常见的处理器为ARM Cortex-M系列。
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为什么已有这么多操作系统可供选择, 我们仍然要开发XiUOS这一新的操作系统？
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答案是因为定位不同, 所以特色不同。XiUOS和现有大多数的物联网OS关注点并不相同。
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- 现有OS多关注单个物联网节点设备, XiUOS更关注由多节点设备组成的网络化集群;
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- 现有OS多关注OS的基础功能, 如基本网络连接, 传感器接入等; XiUOS更关注基础功能之上的高级业务功能, 如将智能化下沉到节点端的智能化感知功能, 智能无线自助网络功能等;
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- 现有OS力图做多领域通用OS, XiUOS更关注工业物联领域, 对复杂工业环境的"感联知控"支持更为专精;
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- 现有OS对大规模部署和管理运维的支持有限, XiUOS强调对大规模部署和管理运维的支持;
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- 现有OS的生态是封闭、碎片化和彼此割裂的, XiUOS更关注开放的生态, 强调对标准规范的支持, 依托现有的各开源生态体系, 而非再建另一个封闭的生态体系。
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简而言之, 现有物联网OS主要关注的是做优秀的单节点OS, XiUOS是在现有单节点OS的基础上构建面向多节点的网络化智能物联软件栈, 为工业物联网领域应用开发、系统部署、管理运维提供友好方案, 因此现有物联网OS和XiUOS一个在下层一个在上层, 功能是互补的而非竞争的, 如Linux之于Android。
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## 设计
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### 部署
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XiUOS是面向工业领域多节点设备的网络化OS, 其部署主要包括节点端的多节点集
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群和边缘端/云端的计算设施, 如下图所示。
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在节点端, 支持多种工厂环境传感设备, 既包括基础的环境传感器感知温湿度、烟雾气体、噪音等, 也包括智能传感器可对人体、物体、声音进行识别, 这些传感器支持多种网络通信互联协议, 可以按需自组网络, 通过网关设备向外交换数据, 实现智能物联框架的“感、联”功能。网关设备对同一个集群中的节点设备进行管理, 负责和边缘/云端系统交换数据, 并可具备有限的“知、控”功能。
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节点端感知的数据经网关传输给边缘/云端系统之后, 边缘/云端的工业互联网平台可对汇聚而来的数据进行分析, 将有价值的数据在控制中心的大屏、管理人员的移动设备上进行展示, 并根据工业应用的业务规则, 通知和调度“设备、排程、人员”, 对生产过程进行优化, 完成“知、控”。
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### 结构
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## 前景
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未来, 计划
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