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@ -74,7 +74,7 @@ XiUOS的体系结构如下图所示主要包括硬件层、系统层、框架
#### 系统层
系统层主要完成单节点的系统管理功能, 包括基本的内存管理、调度管理、设备管理等。在[未名泛在操作系统研究计划](/about/xuos)中, 不同应用场景的UOS系统层能力可以是不同的, 主要体现在内核可以根据应用场景的需求进行定制化, 甚至可以有不同的内核, 这种定制化由未名泛在操作系统的核心XUOS Core提供。未名工业物联操作系统XiUOS遵循该设计和理念, 其系统层--面向工业物联场景的泛在操作系统核心XUOS Core for IIoT--的内核Kernel理论上可以有多种选择, 如自研的XiUOS微内核, 对POSIX规范支持较完善的实时操作系统NuttX, 国内非常具有影响力的RT-Thread等。
系统层主要完成单节点的系统管理功能, 包括基本的内存管理、调度管理、设备管理等。在[未名泛在操作系统研究计划](/about/xuos)中, 不同应用场景的UOS系统层能力可以是不同的, 主要体现在内核可以根据应用场景的需求进行定制化, 甚至可以有不同的内核, 这种定制化由未名泛在操作系统的核心XUOS Core提供。未名工业物联操作系统XiUOS遵循该设计和理念, 其系统层--面向工业物联场景的泛在操作系统核心XUOS Core for IIoT--的内核Kernel理论上可以有多种选择, 如自研的XiUOS微内核, 对POSIX规范支持较完善的实时操作系统NuttX, 国内非常具有影响力的RT-Thread等。
目前XiUOS的应用框架主要在NuttX和RT-Thread这两款相对而言POSIX较友好、发展较成熟的开源RTOS上开展实验和设计, 这可以最大化地复用开源社区的优秀成果, 特别是各种硬件驱动, 从而将主要精力投入到体现工业物联场景特色的“感联知控”框架的设计和实现上。
@ -84,9 +84,35 @@ XiUOS的体系结构如下图所示主要包括硬件层、系统层、框架
#### 框架层
## 工具
框架层是XiUOS未名工业物联操作系统的关键部分。
## 前景
框架层是面向工业物联场景进行设计的, 也可用于有相似需求的智慧城市、智能农场/仓储等场景, 核心是“感、智、联、控”框架。
未来, 计划
- **感**: 传感框架的主要任务是简化传感器的驱动、控制和数据管理。
传感器多种多样,包括简单的温度、湿度、气压、噪音、污染物、电流电压等传感器, 还有复杂的摄像头、麦克风等, 这些传感器首先要能方便地接入到系统中, XiUOS提供方便的IIC、UART 等接口驱动,方便接入新传感器。
每种传感器在底层使用上都有区别, 为了简化编程, XiUOS设计了统一的传感器编程模型, 提供统一的面向数据的编程抽象, 屏蔽底层设备的使用差异, 开发者只需要使用 open/write/ioctl/等接口就可以对各种传感器进行操作和开发。
传感器种类多样, 读取的数据格式也是多种多样, XiUOS对传感器数据进行了抽象, 对主流的传感器数据可完成自动的解析及结构化。对于开发者添加的新传感器, 提供方便的解析库以及数据结构化规范, 方便开发者进行数据解析和管理。
- **联**: 互联框架的主要任务是提供网络互联能力, 尤其是复杂环境下的无线自组网能力。
基本的网络互联支持包括提供各种网络协议栈和消息通信库。协议栈包括 TCP/IP、NB-IoT、LoRa等的软件栈支持, 方便开发者开发通信功能。此外, 还提供丰富便捷的消息通信组件, 包括 MQTT、CoAP 等常用IoT 通信库。
物联网环境下节点众多, 如果对每个节点都手工配置网络流程过于复杂, 成本太高, 因此需要无线自组网的能力。 XiUOS支持节点自组织网络, 不需要手工配置, 可极大简化工厂、野外等复杂环境下的部署和管理。
- **智**: 智能框架是XiUOS的一个特色, 将智能识别和分析能力下沉到物联网节点设备上(通常为带加速器的ARM Cortex-M/A 或 RISC-V处理器), 使之在节点端即可实时对声音、物体、人体、缺陷模式等进行识别, 大大拓展物联网节点的应用范围, 内容包括AI算法加速库、微型AI引擎等。
AI算法加速库提供工业物联网方面的常用 AI 模型比如仪表盘识别模型等。微型AI引擎提供运行系统, 如TensorFlow Lite for IoT, 方便开发者开发常用AI算法。此外, 还根据处理器和加速器的具体情况, 提供加速器驱动, 来高效利用节点端算力。
- **控**: 控制框架的主要任务是提供控制能力, 包括告警和设备监测与控制。XiUOS提供对 PLC 的数据采集库, 支持从PLC采集数据, 可对设备进行实时监控和远程控制。
XiUOS框架层还提供一些重要的共性基础设施, 包括C/C++基础库、MicroPython脚本引擎、轻量级实时数据库、在线更新OTA等。
## 路线图
XiUOS 将整体开源发布, 采用[木兰协议](https://license.coscl.org.cn/MulanPSL/)。XiUSO的具体开放路线采取逐步开放的方式, 按照研发的成熟度分期分批发布系统的各个部分。