在不久的將來，幾乎所有東西都將連接到互聯(lián)網(wǎng)——至少，這是物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的愿景。這一愿景掩蓋了其背后的復雜性，因為大部分通信將發(fā)生在物聯(lián)網(wǎng)中的“事物”之間，而不是人與人之間。

這很重要，因為人們真的很擅長管理復雜性。用戶界面已經(jīng)發(fā)展到支持這一點：鍵盤已經(jīng)成為人和計算機的成功共同標準，以至于它們?nèi)匀皇悄J界面，而從操作員的角度來看，指點設備和觸摸屏可以直觀地工作。事物——即使是智能事物——可能不太擅長管理與其他技術交互的復雜任務，除非在嚴格控制的條件下。

這些嚴格的條件總是會轉化為協(xié)議——這種方法只有在所有設備都理解所使用的協(xié)議時才有效。物聯(lián)網(wǎng)將在邊緣使用許多不同類型的協(xié)議，特別是適用于資源有限的小型設備的輕量級協(xié)議。從這些邊緣設備獲取數(shù)據(jù)并傳輸?shù)健案咚俟贰钡墓ぷ鲗⒙涞骄W(wǎng)關身上，這些設備旨在管理邊緣節(jié)點的局域網(wǎng)，包括（但不限于）智能傳感器和執(zhí)行器。

復雜性的潛力已經(jīng)很明顯了。網(wǎng)關可能有數(shù)百個節(jié)點在本地管理，使用多種協(xié)議，同時是更廣域網(wǎng)的一部分。使這項任務更具挑戰(zhàn)性的是這些節(jié)點的性質(zhì)。盡管具有一定程度的智能，但他們不太可能知道局域網(wǎng)，更不可能知道廣域網(wǎng)即互聯(lián)網(wǎng)；他們很可能將世界簡單地視為他們和門戶。這些“愚蠢的智能”傳感器需要與網(wǎng)關進行可靠的通信，尤其是因為網(wǎng)關管理所有節(jié)點的資源有限。

許多節(jié)點預計將在單個電池上運行數(shù)百小時（如果不是數(shù)年），甚至可能用收集的能量來補充它們的電力。為了節(jié)省能源，這些節(jié)點中的許多節(jié)點可能大部分時間都處于深度睡眠模式，定期醒來以檢查自己的狀態(tài)、進行測量并最終與網(wǎng)關交換數(shù)據(jù)。以這種方式協(xié)調(diào)網(wǎng)絡上數(shù)百個資源有限的邊緣節(jié)點將需要準確的計時。即使長時間不活動，這種操作模式也描述了嵌入式實時操作系統(tǒng)的典型用例。

今天的嵌入式 RTOS 更少的“軟件開銷”和更多的“基本組件”。甚至更小、更便宜的微控制器也能夠運行 RTOS，其中一些占用的代碼空間比工程師預期的要少得多。現(xiàn)代嵌入式 RTOS 的系統(tǒng)管理功能可以消除開發(fā)嵌入式設備所涉及的許多復雜性。嵌入式微控制器上的現(xiàn)代 RTOS 通常能夠比開發(fā)人員編寫的代碼更有效地管理設備的高級省電模式。這種效率延伸到實現(xiàn)通信協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)中使用的許多工具可能已經(jīng)作為標準中間件的一部分從 RTOS 供應商處提供，或者通過其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴提供。

將 RTOS 放入物聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點將使該節(jié)點能夠更準確地控制自身；對網(wǎng)絡命令做出反應，定期喚醒以檢查其狀態(tài)并收集數(shù)據(jù)，或啟動由外部事件觸發(fā)的功能。也許更重要的是，它將能夠以更可靠的方式與網(wǎng)關通信，從而保持高水平的網(wǎng)絡效率，從而使網(wǎng)關能夠更好地管理大量邊緣節(jié)點。

物聯(lián)網(wǎng)將需要支持固有復雜性的邊緣節(jié)點的智能水平。最好使用在高級嵌入式微控制器上運行的小型、高效 RTOS 來提供這種智能，并由嵌入式軟件開發(fā)工具支持，以確保實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)是可以實現(xiàn)的，無論它變得多么大。

審核編輯：郭婷