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開源軟件是物聯(lián)網的重要組成，但是開源軟件在整個網絡的不同元素中有著不同的作用。見下圖 1 物聯(lián)網節(jié)點類型和數(shù)據(jù)走向。
端點和邊緣節(jié)點
被動端點（Passive Nodes）
物聯(lián)網中有許多啞設備– 智能標簽、電感模塊和其他 RFID 設備。這些設備在制造、庫存管理和其他領域被廣泛用于高價值物品追蹤（制藥業(yè)，服裝業(yè)等），但是在物聯(lián)網的討論中卻往往被忽視。這些設備是被動，只在被特殊設備掃描和經過特定入口（比如出入庫房）時才會被激活，返回 ID 和少量的數(shù)據(jù)。被動設備為“物”的海洋架起一座橋梁。
圖 1 物聯(lián)網節(jié)點類型和數(shù)據(jù)走向
開源軟件在這類設備中的作用并非體現(xiàn)在 RFID 標簽和感應模塊本身，而是應用在在掃描器和激活它們的設備上，以及操作數(shù)據(jù)的應用服務中。
簡單端點（Simple End Points）
從概念原型上，物聯(lián)網節(jié)點的重要組成是單一功能的傳感器和執(zhí)行元件。這些設備被認為是普適和獨立的，能源消耗和成本也都很低。除了這些屬性外，物聯(lián)網節(jié)點的定義是十分寬廣的：設備可以是無狀態(tài)或者是有狀態(tài)的；設備可以是無顯示的，也可以有自己的用戶界面；它們可以是完全獨立的，也可以和同級端點緊密結合；它們可以非?！鞍察o”，也可能非常“活躍”:有些端點傳輸數(shù)據(jù)量很少，變化也很少，數(shù)據(jù)是高度動態(tài)。
燈光開關、插座、恒溫器、HVAC 控制器、動作感應器、區(qū)域安防開關、地面濕度和空氣溫度傳感器都是這類節(jié)點的例子。
邊緣節(jié)點應該只有少量軟件，僅支持核心的功能：感知和影響周邊環(huán)境，和向網絡上端傳輸狀態(tài)信息。這些設備可以運行嵌入式操作系統(tǒng)，也可以只運行一個主循環(huán)和設備服務代碼；一般會使用 8 或 16 位的 CPU，或者某些情形下 32 位處理器，或者 4 位和更基礎的計算元件1 ；不一定會有完整的 OSI TCP/IP 棧，而是使用點對點通信、網狀通信、6LowPAN2 ，或者只具有部分 IP 通信能力（UDP 等）。
開源軟件在這類設備中的作用并不是固定的。設備制造商也許會使用開源的 RTOS（TinyOS，eCOS 或者 FreeRTOS3 ），也可能采用封閉源碼的可執(zhí)行程序（有超過 300 種商業(yè)或者私有的選項）來管理資源、簡化增值應用的編程。開發(fā)者肯定會使用開源工具來設計邊緣節(jié)點設備，半導體供應商也會提供開源的設備驅動和其他元素來支持開發(fā)者，但是在設備上運行的應用（或者其他設備軟件）很可能是封閉的。
今天的（和可以預見的將來的）設備制造商從保持自己獨特的技術（軟和硬件）中看到價值，比分享開發(fā) / 維護職責的價值要更多。
市面上肯定會出現(xiàn)針對很多，甚至所有不同節(jié)點的開源軟件實現(xiàn)，但是這些代碼很可能只是原型或者是一種“玩具”。類似的開源 / 封閉共存的例子包括今天的閃存設備、以太網和 WiFi 訪問設備、顯卡驅動等。
同級端點（Peer-level End Points）
同級端點能完成許多簡單端點的功能，重要的不同有兩點：
? 能夠提供更好的服務，使用 32 位或者 64 位 CPU，有更多內存。
? 更可能包括路由和網關功能
同級端點是多功能的設備，能夠部署企業(yè)級 OS：Linux，BSD 和 Windows 等。
這些設備為開源軟件帶來了十分有趣的機遇，包括系統(tǒng)軟件（特別是 Linux 和 Android）、中間件、應用程序框架和路由軟件。與簡單邊緣節(jié)點相同，同級節(jié)點上增值應用軟件的開放性同樣受限于設備制造商的知識產權限制。設備制造商并不太希望將產品的獨特點開源化。
不過，更少的資源限制和所需材料的低價可得讓這類設備更好制造和自行 DIY。我們已經可以看到許多愛好者、研究者和小規(guī)模整合者用市面上的低端現(xiàn)成硬件（RaspberryPi，Arduino 和 BeagleBoard 等）實現(xiàn)的同級端點設計。
基礎設施
關于物聯(lián)網中開源軟件的討論中，我們需要關注兩種不同的基礎設施。一類是路由器，網關和整合者，它們將物聯(lián)網端點連接到現(xiàn)有的互聯(lián)網上；另一類是訪問點，局域網 / 邊緣路由，主干網絡和核心交換機，以及組成互聯(lián)網的路由。
物聯(lián)網專屬基礎設施
在這一層級中，物聯(lián)網和其概念上的前身機器到機器網絡依然十分相近。針對任務的設備將相關的信息從點對點或者網狀網絡傳輸?shù)结槍玫穆酚善骱途W關，在那里被整合、緩沖和處理。
信息接下來在局域網被傳輸?shù)侥軌蜻M行控制和數(shù)據(jù)分析的計算機上，并進一步被推送到云服務器上。
這些網關設備使用 32 位或者 64 位 CPU，能夠工作在工業(yè)級網絡中或者串口連接上（Zigbee，6LowPAN，RS-422 和其他連接方式），也可以使用更常見的 Wifi，藍牙和以太網，連接到局域網和廣域網。取決于葉節(jié)點的數(shù)目和種類，設備的通信頻繁程度，源代碼是否開放，以及數(shù)據(jù)包的特性，物聯(lián)網基礎設施設備可能會記錄和緩沖物聯(lián)網流量，壓縮（時間和空間）數(shù)據(jù)包，以及分析數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)，然后才將數(shù)據(jù)向上游發(fā)送到云，或向下游發(fā)送到本地設備。
這些節(jié)點為開源軟件的部署和進化帶來了豐富的機遇：嵌入式 Linux 提供了彈性的原生 IP 平臺、IP 路由軟件和標準的本地文件系統(tǒng)。新的物聯(lián)網框架基本都是先在 Linux 上用流行的編程語言和工具集編寫的。
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互聯(lián)網基礎設施
從本地無線網絡、寬帶網絡、移動寬帶訪問、到邊緣和核心網絡，互聯(lián)網的基礎設施已經和開源軟件有著密切的關系：
? 在訪問點、路由器、網關、防火墻、媒體網關和其他網絡 / 通信設施中的嵌入式 Linux 和運營商級 Linux4
? 開源的路由軟件，信息安全庫，網絡管理工具，高可用性使能器和其他與網絡相關的中間件
? 和私有嵌入式 OS 配合的 TCP/IP 棧（BSDLite 衍生產品）
? 組成配置和管理界面的嵌入式網絡服務器和網絡應用成分
SDN（軟件定義網絡）和 NFV（網絡功能虛擬化）的發(fā)展也為開源軟件提供了支持互聯(lián)網基礎設施的新機會。
云
和互聯(lián)網基礎設施一樣，云很大程度上是利用開源軟件構建的：Linux，虛擬化平臺，管理軟件，應用程序支持庫和其他云中間件，和編寫、部署代碼的工具和框架。
并不是所有云軟件（比如微軟 Azure）和 IaaS/PaaS 的實現(xiàn)（比如亞馬遜 AWS 或者 Rackspace 云托管平臺）都是開源的。另外，使用現(xiàn)有開源軟件實現(xiàn)的物聯(lián)網應用和物聯(lián)網 SaaS 解決方案也不一定會是開源的。Android 是一個很好的例子：Android 本身是從數(shù)以百計的開源成分發(fā)展而來，本身很開放，應用開發(fā)工具和支持庫也同樣是開源的，但 GooglePlay 應用商店中的絕大多數(shù)應用是封閉源碼的。
用戶端軟件
物聯(lián)網應用端軟件支持對物聯(lián)網設備的監(jiān)控、控制和配置，以及對物聯(lián)網端點產生的大量數(shù)據(jù)進行分析。這些應用也提供針對特殊設備的專屬功能，如醫(yī)學診斷、農作物土壤分析和區(qū)域自動化等。用戶端物聯(lián)網應用一般是以網絡應用或者是移動應用形式存在的，但也可以是其他形式，比如作為大數(shù)據(jù)分析工具中的一部分。
在目前的移動應用商店 和網絡應用中，開源工具和中間件讓物聯(lián)網用戶端應用受益匪淺，但是這些應用本身卻鮮有開源。原因有許多：小的企業(yè)不太會支持社區(qū)；針對設備的傳統(tǒng)商業(yè)模式；依靠免費軟件中搭載廣告和內購盈利，而并不從開源軟件的自由分發(fā)中獲益；應用與特定的品牌 / 公司關系密切，被認為能增強品牌優(yōu)勢。
開發(fā)工具
所有開發(fā)者都需要開發(fā)工具來編寫和調試他們的軟件?？梢哉f，今天大多數(shù)的開發(fā)工具要么本身就是開源的，要么就是從開源項目衍生而來:
配置管理 GIT，Subversion，Chef，Puppet
語言工具 GCC，LLVM，C/C++/Java/Lua/PHP/Python/Ruby/Scala 等語言的編譯器和框架
調試器和模擬器 GDB，CDT，QEMU 等
IDE Eclipse 和衍生的環(huán)境
小結
顯而易見，開源軟件能夠幫助驅動物聯(lián)網的建設。不過在物聯(lián)網的技術中，開源軟件還沒有占據(jù)主導地位。開源軟件在智能設備、網絡、網絡基礎設施和云平臺軟件等方面處在重要位置。為了將這樣的優(yōu)勢轉化為在物聯(lián)網的地位，開發(fā)者社區(qū)需要做出更多的努力。
本文摘自 Bill Weinberg 撰寫的“物聯(lián)網與開源軟件”一文，Bill 現(xiàn)在是黑鴨軟件限公司開源策略與實踐高級總監(jiān)。文章由何靈淵翻譯，何小慶審校。何靈淵現(xiàn)在是哥倫比亞大學計算機科學專業(yè)的研究生。
1 摩托羅拉半導體（現(xiàn)在是 FreeScale）曾經提供 1 位 MC14500B 工業(yè)控制組件
2 低功率無線個人區(qū)域網絡 IPv6（IPv6over Low power Wireless Personal Area Networks）- https://datatracker.ietf.org/wg/6lowpan/charter/
3 FreeRTOS 和 Android 并列領軍嵌入式設計（17%，EE Times）- 見 https://www.freertos.org/
4 為通信行業(yè)（運營商）優(yōu)化可用性、可擴展性、可管理性和反應速度的基于 Linux 的操作系統(tǒng)– 見 https://www.linuxfoundation.org/collaborate/workgroups/cgl
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系列之三：與 Misfit 的硬件對比看小米手環(huán)做減法
摘 要：市場對小米手環(huán)的反應基本是兩種；一是做手環(huán)的創(chuàng)業(yè)公司們唉聲一片，79 元的價格讓他們以前賣數(shù)百元的手環(huán)沒法生存了。另外一類是贊揚小米手環(huán)是戰(zhàn) 略性的布局、激活市場、占領入口等等。分析之后，對其簡單實用的特點有了進一步的認識。小米手環(huán)在諸多方面借鑒了 Misfit 手環(huán)……
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