Hệ điều hành dành cho IoT (Internet of Things) của tương lai

Hệ điều hành dành cho IoT tương lai

Các ngành công nghiệp công nghệ cao đang dành nhiều nguồn lực vào lĩnh vực Internet of Things(IoT). Các công ty công nghệ cùng với cộng đồng mã nguồn mở cũng hợp tác với nhau để phát triển hệ điều hành dành cho dòng thiết bị này.

Tuy nhiên, trên thực tế, một hệ điều hành dành cho IoT sẽ khó sử dụng cho nhiều mục đích hoặc ứng dụng hàng hoạt trên mọi sản phẩm, bởi vậy cần có nhiều hệ điều hành khác nhau trong lĩnh vực IoT để đáp ứng nhu cầu thực tế.

Thuật ngữ về hệ điều hành của những thiết bị đơn giản trước đây là “hệ điều hành nhúng – embedded operating system” sẽ được thay thế bởi “hệ điều hành thời gian thực – real-time operating system” (RTOS) vốn được dành cho thiết bị thuộc kỷ nguyên IoT.

Trên thực tế, RTOS dành cho thiết bị IoT đòi hỏi khả năng xử lý dữ liệu có độ trễ thấp nhất có thể. Những lợi ích mà RTOS mang lại bao gồm khả năng đa nhiệm, ưu tiên các nhiệm vụ và quản lý việc chia sẻ tài nguyên giữa các tác vụ phức tạp.

Hệ điều hành điều hành này được sử dụng phổ biến rộng rãi trong ngành hàng không , nhiều ngành công nghiệp và các thiết bị chăm sóc sức khỏe IoT.

Hệ điều hành IoT ít phức tạp hơn, nhưng vẫn có đầy đủ khả năng và đáp ứng được các yêu cầu về tiêu thụ năng lượng, không đòi hỏi nhiều về tài nguyên như bộ xử lý hay bộ nhớ RAM.

Sau đây là tổng quát về những hệ điều hành có thể đáp ứng yêu cầu và mang đến sức mạnh mới nhằm thúc đẩy ngành công nghiệp IoT. Ngoài danh sách này có thể có thêm rất nhiều lựa chọn khác, nhưng những cái tên ở đây có thể đại diện cho ngành IoT bởi khả năng phổ biến ứng dụng thương mại cũng như sự phát triển của chúng trong giới mã nguồn mở. Và cuối cùng những hệ điều hành này có đủ sức mạnh để mọi hệ thống có thể vận hành, từ vệ tinh cho đến tủ lạnh, và giúp những thiết bị thông minh kết nối với con người.

1: Hệ điều hành RIOT

Hệ điều hành RIOT là một dự án cộng đồng mã nguồn mở đã được phát tiển từ năm 2008. RIOT có khả năng chạy trên nhiều nền tảng bao gồm thiết bị và máy tính nhúng cùng với một số lượng lớn các bảng cảm biến/thiết bị truyền động. RIOT cho phép lập trình ứng dụng với các ngôn ngữ lập trình C/C++ , hỗ trợ đa luồng và khả năng thời gian thực. Hệ điều hành này còn nổi tiếng với khả năng mang lại hiệu quả về điện năng tiêu thụ và không yêu cầu nhiều về tài nguyên. Mặc dù vậy RIOT vẫn cung cấp nhiều giao thức kết nối từ IPv6 , 6LoWPAN cho đến RPL User Datagram Protocol (UDP), và CoAP.

2:Windows 10 dành cho IoT

Hệ điều hành nhúng mới nhất của Microsoft được gọi là Windows 10 for IoT. Phiên bản mới này có 3 sự lựa chọn cho các thiết bị IoT tùy vào nhu cầu của người lập trình.

Đầu tiên là Windows 10 for IoT Mobile hỗ trợ kiến trúc ARM, tiếp theo là Windows 10 for IoT Core, hỗ trợ Raspberry Pi và Intel Atom. Cuối cùng là Windows 10 for IoT Enterprise, hệ điều hành này không quá nhiều khác biệt với Windows 10 Enterprise, tuy nhiên hạn chế ở đây là nó chỉ có thể chạy một ứng dụng duy nhất.

Bởi vì Windows 10 for IoT còn quá mới, nên hệ điều hành này còn thua kém nhiều người anh em khác về cơ sở người dùng và các nhà phát triển có kinh nghiệm. Nhưng dù sao thì đây là hệ điều hành có tiềm năng to lớn, đặc biệt nếu bạn muốn phát triển các ứng dụng trong nhà. Cuối cùng, những nhà lập trình có thể tận dụng dịch vụ Visual Studio và Azure IoT đi kèm của Windows 10 for IoT.

3: VxWorks

Hệ điều hành thời gian thực RTOS dành cho thương mại phổ biến nhất hiện nay là VxWorks của Wind River. Hệ điều hành được thiết kế với tính sẵn sàng cao, hỗ trợ khả năng gửi thông điệp phân tán và có thể sửa lỗi dễ dàng, ngoài ra sức mạnh của VxWorks còn đến từ khả năng mở rộng. VxWorks cung cấp nhiều tính năng bảo mật rất quan trọng cho các dự án IoT. Dòng sản phẩm VxWorks hỗ trợ phổ rộng nhất các sản phẩm 32-bit, 64-bit và đa lõi,bộ vi xử lý, bao gồm ARM®, Intel® và Power Architecture®.

Trước đây, VxWorks nổi tiếng bởi nó được ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ và y tế.

4: Brillo của Google

Nền tảng mã nguồn mở Brillo được Google mô tả như một hệ điều hành cơ bản cho Internet of Things đã xuất hiện hồi năm 2015. Hệ điều hành này trang bị những gì cơ bản nhất của Android và được tối ưu để có thể chạy trên nhiều loại thiết bị khác nha. Brillo sử dụng một giao thức truyền thông gọi là Weave và hỗ trợ hầu hết các chuẩn kết nối thông thường là Wi-Fi, Bluetooth và những công nghệ kết nối khác.

5:Hệ điều hành nhúng của Apple 

Trong khi Apple vẫn chưa đóng một vai trò quan trọng trong thị trường IoT ngày nay nhưng điều này sẽ sớm không còn như vậy. Tính đến thời điểm này, Apple đã nhân bản nền tảng iOS của mình để đưa vào các thiết bị IoT như Apple TV, CarPlay (kết hợp với BlackBerry QNX), và Apple Watch.

Trong thời gian tới, Apple dự kiến vẫn sẽ tiếp tục sử dụng của iOS và sửa đổi hệ điều hành X của mình nhằm hiệu quả và tối ưu hơn trên thiết bị đầu cuối IoT. Các nhà phát triển hiện đang sử dụng công cụ HomeKit như một nền tảng để điều khiển các thiết bị tự động hóa nhà.

6: Hệ điều hành ARM Mbed

Nhà thiết kế chip ARM đã triển khai hệ điều hành năng lượng thấp dùng để quản lý các thiết bị IoT kết nối web. Hệ điều hành này được gọi là Mbed OS, hỗ trợ loạt chuẩn kết nối bao gồm Wi-Fi, Bluethooth Smart, Thread, và một phiên bản phụ 6GHz của 6LoWPAN. Ngoài ra Mbed cũng hỗ trợ 3G và LTE và cho phép người sử dụng thu thập và phân tích dữ liệu thu thập được từ các thiết bị IoT.

Mbed OS được được thiết kế nhằm tăng hiệu quả sử dụng năng lượng với thời lượng pin thiết bị được tính bằng năm. Mặc dù hệ điều hành sử dụng mã nguồn mở, tuy nhiên ARM sẽ nắm quyền kiểm soát để đảm bảo Mbed không bị phân mảnh. Đã có một số nhà sản xuất thiết bị lớn chắc chắn không sử dụng hệ điều hành Mbed. Hiện đã có hơn 25 công ty đăng ký sử dụng Mbed, bao gồm Ericsson, Freescale, IBM, NXP, và Zebra.

Đánh giá bài viết

Tác giả Trần Ngọc Linh

Yêu công nghệ, từng tham gia nghĩa vụ quân sự 2 năm.

>