物聯網終端是物聯網中連接傳感網絡層和傳輸網絡層，實現采集數據及向網絡層發送數據的設備。它擔負著數據采集、初步處理、加密、傳輸等多種功能。

物聯網終端的基本原理及作用？？

原理：物聯網終端基本由外圍感知（傳感）接口，中央處理模塊和外部通訊接口三個部分組成，通過外圍感知接口與傳感設備連接，如RFID讀卡器，紅外感應器，環境傳感器等，將這些傳感設備的數據進行讀取并通過中央處理模塊處理后，按照網絡協議，通過外部通訊接口，如：GPRS模塊、以太網接口、WIFI等方式發送到以太網的指定中心處理平臺。

作用：物聯網終端屬于傳感網絡層和傳輸網絡層的中間設備，也是物聯網的關鍵設備，通過他的轉換和采集，才能將各種外部感知數據匯集和處理，并將數據通過各種網絡接口方式傳輸到互聯網中。如果沒有他的存在，傳感數據將無法送到指定位置，“物”的聯網將不復存在。

物聯網終端分類

1、從行業應用分？？

主要包括工業設備檢測終端，設施農業檢測終端，物流RFID識別終端，電力系統檢測終端，安防視頻監測終端等，下面就幾個常用行業介紹一下終端的主要特點。

工業設備檢測終端：

該類終端主要安裝在工廠的大型設備上或工礦企業的大型運動機械上，用來采集位移傳感器、位置傳感器（GPS）、震動傳感器、液位傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等數據，通過終端的有線網絡或無線網絡接口發送到中心處理平臺進行數據的匯總和處理，實現對工廠設備運行狀態的及時跟蹤和大型機械的狀態確認，達到安全生產的目的?？闺姶鸥蓴_和防暴性是此類終端考慮的重點。

設施農業檢測終端：

該終端一般被安放在設施農業的溫室/大棚中，主要采集空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、氣體含量傳感器的數據，將數據打包、壓縮、加密后通過終端的有線網絡或無線網絡接口發送到中心處理平臺進行數據的匯總和處理。這種系統可以及時發現農業生產中不利于農作物生長的環境因素并在第一時間內通知使用者糾正這些因素，提高作物產量，減少病蟲害發生的概率。終端的防腐、防潮設計將是此類終端的重點。

物流RFID識別終端：

該類設備分固定式、車載式和手持式，固定式一般安裝在倉庫門口或其他貨物通道，車載式安裝在物流運輸車中，手持式則由使用者手持使用。固定式一般只有識別功能，用于跟蹤貨物的入庫和出庫，車載式和手持式中一般具有GPS定位功能和基本的RFID標簽掃描功能，用來識別貨物的狀態、位置、性能等參數，通過有線或無線網絡將位置信息和貨物基本信息傳送到中心處理平臺。通過該終端的貨物狀態識別，將物流管理變得非常順暢和便捷，大大提高了物流的效率。

2、從使用場合分

主要包括以下三種：固定終端，移動終端和手持終端。

固定終端

應用在固定場合，常年固定不動，具有可靠的外部供電和可靠的有線數據鏈路，檢測各種固定設備、儀器或環境的信息，如前面說的設施農業、工業設備用的終端均屬于此類。

移動終端

應用在終端與被檢測設備一同移動的場合，該類終端因經常會發生運動，所以沒有太可靠的外部電源，需要通過無線數據鏈路進行數據的傳輸，主要檢測如圖象、位置、運動設備的某些物理狀態等。該類終端一般要具備良好的抗震、抗電磁干擾能力，此外對供電電源的處理能力也較強，有的具備后備電源。一些車載儀器、車載視頻監控、貨車/客車GPS定位等均使用此類終端。

手持終端

該類終端是在移動終端基礎上，進行了改造和升級，他一般小巧、輕便，使用者可以隨身攜帶，有后備電池，一般可以斷電連續使用8小時以上。有可以連接外部傳感設備的接口，采集的數據一般可以通過無線進行及時傳輸，或在積累一定程度后連接有線傳輸。該類終端大部分應用在物流RFID識別、工廠參數表巡檢、農作物病蟲害普查等領域。

3、從傳輸方式分？

主要包括以太網終端、WIFI終端、2G終端、3G終端等，有些智能終端具有上述兩種或兩種以上的接口。

以太網終端

該類終端一般應用在數據量傳輸較大、以太網條件較好的場合，現場很容易布線并具有連接互聯網的條件。一般應用在工廠的固定設備檢測、智能樓宇、智能家居等環境中。

WIFI終端

該類終端一般應用在數據量傳輸較大、以太網條件較好，但終端部分布線不容易或不能布線的場合，在終端周圍架設WIFI路由或WIFI網關等設備實現。一般應用在無線城市、智能交通等需要大數據無線傳輸的場合或其他應用中終端周圍不適合布線但需要高數據量傳輸的場合。

2G終端 ？

該類終端應用在小數據量移動傳輸的場合或小數據量傳輸的野外工作場合，如車載GPS定位、物流RFID手持終端、水庫水質監測等。該類終端因具有移動中或野外條件下的聯網功能，所以為物聯網的深層次應用提供了更加廣闊的市場。

3G終端

該類終端是在上面終端基礎上的升級，增加了上下行的通訊速度，以滿足移動圖像監控，下發視頻等應用場合，如：警車巡警圖像的回傳、動態實時交通信息的監控等，在一些大數據量的傳感應用，如震動量的采集或電力信號實施監測中也可以用到該類終端。

4、從使用擴展性分

主要包括單一功能終端和通用智能終端兩種。

單一功能終端

類終端一般外部接口較少，設計簡單，僅滿足單一應用或單一應用的部分擴展，除了這種應用外，在不經過硬件修改的情況下無法應用在其他場合中。目前市場上此類終端較多，如汽車監控用的圖像傳輸服務終端、電力監測用的終端、物流用的RFID終端，這些終端的功能單一，僅適用在特定場合，不能隨應用變化進行功能改造和擴充等。因功能單一，所以該類終端的成本較低，也比較好標準化。

通用智能終端

該類終端因考慮到行業應用的通用性，所以外部接口較多，設計復雜，能滿足兩種或更多場合的應用。它可以通過內部軟件的設置、修改應用參數，或通過硬件模塊的拆卸來滿足不同的應用需求。該類模塊一般涵蓋了大部分應用對接口的需求，并具有網絡連接的有線、無線多種接口方式，還擴展了如藍牙、WIFI、Zigbee等接口，甚至預留一定的輸出接口用于物聯網應用中對“物”的控制等。該類終端開發難度大，成本高，未標準化，目前市面很少。

5、從傳輸通路分

主要包括數據透傳終端和非數據透傳終端。

數據透傳終端

該類終端將輸入口與應用軟件之間建立起數據傳輸通路，使數據可以通過模塊的輸入口輸入，通過軟件原封不動的輸出，表現給外界的方式相當于一個透明的通道，因此叫數據透傳終端。目前，該類終端在物聯網集成項目中得到大量采用。優點是很容易構建出符合應用的物聯網系統，缺點是功能單一。在一些多路數據或多類型數據傳輸時，需要使用多個采集模塊進行數據的合并處后，才可通過該終端傳輸。否則，每一路數據都需要一個數據透傳終端，這樣會加大使用成本和系統的復雜程度。目前市面上的大部分通用終端都是數據透傳終端。

非數據透傳終端

該類終端一般將外部多接口的采集數據通過終端內的處理器合并后傳輸，因此具有多路同時傳輸優點，同時減少了終端數量。缺點是只能根據終端的外圍接口選擇應用，如果滿足所有應用，該終端的外圍接口種類就需要很多，在不太復雜的應用中會造成很多接口資源的浪費，因此接口的可插拔設計是此類終端的共同特點，前文提到的通用智能終端就屬于此類終端。數據傳輸應用協議在終端內已集成，作為多功能應用，通常需要提供二次開發接口。目前市面上該類終端較少。

物聯網終端設備軟件系統架構

常見系統框架的總結下來主要存在如下2種：帶RTOS的（處理復雜的業務場景，場景里面通過需要多個事務并行協同完成工作）和不帶RTOS的（通常處理的業務場景較單一）

不帶RTOS設備終端系統框架：

帶RTOS設備終端系統框架：

RTOS是什么？ 實時多任務操作系統，有了它，在終端設備里面可以并行運行多個任務。每個任務負責一個事務。通過并行化運行，響應實時性及效率就得到提升。

RTOS實時操作內核一般包含的重要組件如下：任務調度、任務間同步與通信、內存分配、中斷管理、時間管理、設備驅動、以任務調度組件舉例：

在嵌入式操作系統中，任務是CPU上最小運行單元。通常一個稍微復雜點IOT APP是由多個任務協同完成。比如有的任務負責處理用戶事件輸入以及UI顯示，有的任務負責處理數據通信，有的任務負責業務邏輯處理。

既然一個系統中有多個任務在跑，而CPU資源確是單一的，這樣導致每個時刻只能由一個任務在CPU上跑。因此為了每個任務都能夠在CPU上有運行機會，就涉及到了任務調度概念。任務調度需要按照一定的規則來，那一般是按照哪些規則來的？

我們常見的調度方式有3種：一個基于優先級調度的，一個是基于時間片調度的，一個是把優先級和時間片結合在一起調度。

以優先級調度舉例，在定義任務的時候，給每個任務分配一個優先級，在運行的時候，高優先級的任務都會優先被運行。直到沒有高優先級任務后，低優先級任務才會被運行。假如低優先級任務獲得CPU資源后，這是如果有高優先級任務就緒怎么辦呢？

兩種處理方式：繼續運行、搶占式。

高優先級搶占CPU資源進入運行狀態。

從上文可以看出，物聯網終端設備的類型和功能是千差萬別的，終端設備的性能在不同場景下的要求也不一致。物聯網終端設備的硬件、軟件的碎片化也阻礙了物聯網本身的發展。

物聯網終端操作系統可以解決上面提到的問題，它不僅可以重新規范物聯網終端設備，也能夠為物聯網應用的迅速發展提供了統一的開發環境。

需要物聯網終端操作系統的原因有如下幾個：

第一，物聯網終端操作系統解決了物聯網終端設備碎片化的問題。物聯網終端設備各式各樣，如果有一個好的物聯網終端操作系統來支撐這些設備，那么各種物聯網應用就有了發揮自己能力的舞臺，物聯網終端設備碎片化的問題也得到了解決。

第二，物聯網終端操作系統可以培養專有的物聯網技術生態鏈。好的物聯網終端操作系統可以提高物聯網應用的開發速度并培養健康的技術生態鏈，它可以隔離軟 / 硬件系統，加快物聯網應用的開發速度，提高物聯網應用的實用性。

物聯網終端操作系統的能力

從物聯網的實際應用出發，物聯網終端操作系統需要具備以下能力：

1. 硬件控制能力

物聯網終端設備的一個重要能力是感知和控制物體，這種感知和控制都是由不同的硬件設備完成。由于行業和領域的多樣性，物聯網硬件可能是多種多樣的，那么對硬件的抽象和控制就顯得尤為重要。物聯網終端操作系統要提供豐富的 API 來控制硬件或外設，這些 API 可以提供硬件的底層控制，也可以提供對高層應用屬性的控制。

總的說來，物聯網終端操作系統要能夠提供豐富的硬件設備驅動，同時要提供豐富的硬件控制 API。

2. 軟件遠程控制能力

物聯網終端設備的數量非常龐大，并且經常部署在一些比較惡劣的條件下。也就是說，很多終端設備通常都是無人監控和操作的，此時物聯網終端設備被遠程控制的能力就顯得非常重要了。進一步而言，終端操作系統為軟件的遠程控制能力提供支持，也是物聯網終端操作系統的一個特性。

遠程控制能力可以從兩個方面理解：應用的遠程升級和系統控制能力的高度開放。其中，應用的遠程升級需要操作系統能夠將應用的運行環境和應用分離，系統控制能力高度開放指終端操作系統能夠為應用提供足夠豐富的控制接口。

3. 豐富的網絡能力

物聯網終端設備具有通過近距離無線通信與其他物聯網終端設備進行信息交換的能力，因此，物聯網操作系統應該提供豐富的網絡接口能力，并支持眾多的網絡協議。

同時，物聯網終端操作系統的網絡協議應該是精簡的，因為精簡的網絡協議有利于設備、應用的快速開發和部署，并解決物聯網終端設備能力不一致的問題。

4. 計算能力

計算能力是物聯網終端操作系統需要提供的基礎能力，數據的精確度和計算結果的精確度是物聯網數據價值的保障。

物聯網終端操作系統需要能夠提供豐富的計算模型，方便開發者開發，同時提供計算模型插件能夠支持第三方的技術模型。

5. 系統大小的可伸縮能力

物聯網終端設備與計算機、移動終端的一個顯著區別是，物聯網終端設備外觀、尺寸都是不固定的。外觀和尺寸的不固定，對操作系統占用空間的大小就會有多種要求，從百 K 級別到 M 級別都要適配。所以，對物聯網終端操作系統的要求是：內核要小，功能可裁剪。

內核小，不僅指操作系統內核部分小，而且要求操作系統的最小功能集要很小;功能可裁剪，要求物聯網終端操作系統提供豐富的可裁剪的功能模塊供選擇。

6. 支持云技術能力

云技術與物聯網是一對天生的搭檔。因此，我們要在物聯網終端操作系統設計之初就考慮兩者的關系，增強物聯網終端設備支持云技術的能力。

簡而言之，為了配合云技術在物聯網行業的應用，物聯網終端操作系統應該有完善的數據處理的能力。

7、系統的自我生長能力

比較好的系統是通用操作系統+行業操作系統（通用操作系統是指物聯網終端操作系統的提供者關注操作系統在物聯網行業通用領域技術的提升;行業操作系統的指針對不同行業，由行業操作系統提供者制定行業操作系統標準），理由如下：

第一，物聯網終端設備多樣性，要求操作系統也有多樣性的特點。

第二，物聯網的應用領域是分行業的，那么需要針對不同行業特性設計不同的終端操作系統。

第三，從整個計算機技術領域發展來說，開源的理念越來越被接受，開源會讓更多人和機構參與進來，對培養生態鏈非常有幫助。

來源：愛物聯