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物聯網協同框架IoTivity簡介(部分) 

導讀:物聯網操作系統的整體架構............................,物聯網操作系統整體架構概述...........................,物聯網操作系統內核概述.............................,物聯網協同框架概述...............................,物聯網領域應用概述.........................

物聯網協同框架IoTivity簡介(部分) 

目錄

一、

1. a) b) c) d) e) f) g) h) 2. a) i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. ix. x. xi. b) i. ii. iii. iv. v. vi. vii. c) d) e) 二、

2. a) b) i. ii.

物聯網操作系統的整體架構 ................................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統整體架構概述 ............................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統內核概述 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 外圍功能組件概述 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網協同框架概述 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 公共智能引擎概述 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 集成開發環境概述 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網領域應用概述 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統整體架構總結 ............................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統在不同場景的應用舉例 ............................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統架構詳解 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 內核的主要組成部件 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網設備硬體 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 硬體抽象層(HAL) .............................................................. 錯誤!未定義書籤。 設備管理框架及設備驅動 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 任務管理 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 內存管理 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 中斷管理 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。

內核同步 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 安全與許可權 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內核統計 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 應用管理 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 內核API .................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 外圍功能組件的主要組成部件 ............................................. 錯誤!未定義書籤。 在線更新 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 C運行庫.................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 安全傳輸協議 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 TCP/IP協議棧 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 Java虛擬機 ............................................................................. 錯誤!未定義書籤。 文件系統 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。

圖形用戶界面 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網協同框架主要功能描述 ............................................. 錯誤!未定義書籤。 公共智能引擎主要組成部件 ................................................. 錯誤!未定義書籤。 集成開發環境主要功能描述 ................................................. 錯誤!未定義書籤。 內核:專為物聯網而生 ......................................................... 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統內核概述 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統內核的特點 ................................................. 錯誤!未定義書籤。 任務管理子系統 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 任務管理子系統概述 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 任務的狀態及切換 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。

iii. c) i. ii. iii. d) e) i. ii. iii. 3. a) b) c) 4. a) b) c) 5. a) b) c) d) e) f) 6. a) i. ii. iii. iv. v. b) c) d) 7. a) i. ii. iii. iv. v. vi. b) 任務調度演算法 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內存管理子系統 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內存管理概述 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 物理內存管理演算法-空閑鏈表法 ............................................ 錯誤!未定義書籤。 物理內存管理演算法-固定內存塊鏈表法 ................................ 錯誤!未定義書籤。 設備管理子系統 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內核輔助子系統 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 安全與許可權管理 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內核統計 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 硬體抽象層(HAL) .............................................................. 錯誤!未定義書籤。 可伸縮機制:內核能大能小 ................................................. 錯誤!未定義書籤。 基於宏定義的編譯配置 ......................................................... 錯誤!未定義書籤。 基於列表的模塊載入 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 可載入外部模塊 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 任務管理:兼顧效率與擴展性 ............................................. 錯誤!未定義書籤。 線程調度 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 內核同步 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 內核休眠:能節電就節電 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 內存管理子系統 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 固定尺寸內存塊鏈表:確保內存分配時間 ......................... 錯誤!未定義書籤。 空閑內存塊鏈表:充分提升內存使用效率 ......................... 錯誤!未定義書籤。 基於硬體MMU的內存保護 ................................................. 錯誤!未定義書籤。 內存對齊 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 內存清零 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 基於硬體MMU的內存空間隔離 ......................................... 錯誤!未定義書籤。 設備管理子系統 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 中斷管理 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 中斷管理概述 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 毫秒級時鐘中斷 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 中斷嵌套技術 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 可控鎖中斷技術 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 中斷扼殺機制 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 設備命名與標識 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 匯流排管理 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 設備驅動程序 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內核輔助子系統 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內核的安全與可靠性 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 內核對象簽名 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 看門狗技術 ............................................................................. 錯誤!未定義書籤。 限制隊列機制 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 基於染色的堆棧異常檢測 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 隔離數據區機制 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 加密與驗證 ............................................................................. 錯誤!未定義書籤。 內核效率保障機制 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。

i. ii. c) i. ii. iii. d) i. ii. iii. 三、

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 四、

1. a) i. b) c) d) e) f) g) h) 2. a) b) c) i. ii. d) i. ii. iii. iv. v. vi. vii. 系統時鐘動態調整 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 Direct Ethernet技術 ............................................................... 錯誤!未定義書籤。 內核統計 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 CPU佔用率統計 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 內存分配統計 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 中斷統計 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 硬體抽象層 ............................................................................. 錯誤!未定義書籤。 硬體抽象層主要功能 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 非對齊訪問 ............................................................................. 錯誤!未定義書籤。 CPU大頭與小頭 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統的外圍功能組件 ......................................... 錯誤!未定義書籤。 外圍功能組件概述 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 JAVA虛擬機:實現軟硬體分離 ............................................ 錯誤!未定義書籤。 在線更新機制 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 用戶界面(shell) ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 數據加密與安全套接字(SSL) ........................................... 錯誤!未定義書籤。 簡化的TCP/IP協議棧 ............................................................ 錯誤!未定義書籤。 文件系統 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 圖形用戶界面 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統協同框架 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 物聯網協同框架綜述 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 低功耗連接協議 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 CoAP協議 ............................................................................... 錯誤!未定義書籤。 標準化的操作模式 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 設備全局標識 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 Restful資源標識..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 設備配置與激活 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 設備發現 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 設備認證與許可權管理 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 設備交互 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 IoTivity框架 .............................................................................................................. 5 IoTivity協同框架概述 .............................................................................................. 5 IoTivity協同框架主要功能 ...................................................................................... 5 IoTivity協同框架整體架構 ...................................................................................... 5 IoTivity的核心服務層 .............................................................................................. 7 IoTivity的附加服務層 .............................................................................................. 8 IoTivity主要技術實現 .............................................................................................. 8 IoTivity的軟體架構 .................................................................................................. 9 IoTivity的資源標識及標準操作模式 ...................................................................... 9 IoTivity設備的初始化 .............................................................................................. 9 IoTivity設備註冊 .................................................................................................... 10 IoTivity設備的發現機制 ........................................................................................ 11 IoTivity設備信息獲取 ............................................................................................ 14

IoTivity設備配置修改 .................................................................................... 16

viii. ix. x. xi. e) f) 3. g) h) i) i. ii. iii. iv. j) i. ii. iii. iv. k) l) 4. 五、

1. 2. 3. 4. 六、

1. 2. a) b) c)

IoTivity場景管理器 ........................................................................................ 16 IoTivity軟體定義感測器 ........................................................................................ 18 IoTivity服務目錄 .................................................................................................... 18 IoTivity多協議通信網關 ........................................................................................ 18 IoTivity開發實例 .................................................................................................... 18 IoTivity優點和不足分析 ........................................................................................ 18 Google Weave框架 ................................................................ 錯誤!未定義書籤。 Weave背景及定位 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 Weave的主要特點 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 Weave的整體架構 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 LibWeave和uWweave ........................................................... 錯誤!未定義書籤。 智能手機客戶端 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 Weave Cloud ........................................................................... 錯誤!未定義書籤。 Weave API ............................................................................... 錯誤!未定義書籤。 Weave的主要技術實現 ......................................................... 錯誤!未定義書籤。 標準的命令和狀態Schema ................................................... 錯誤!未定義書籤。 用戶許可權管理 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 針對低功耗藍牙的深度優化 ................................................. 錯誤!未定義書籤。 針對資源受限系統的專門設計 ............................................. 錯誤!未定義書籤。 Weave開發舉例 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。 Weave優點和不足分析 ......................................................... 錯誤!未定義書籤。 不同協同框架的對比分析 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 公共智能引擎 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 公共智能引擎概述 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 公共機器學習引擎 ................................................................. 錯誤!未定義書籤。 DSL語言與處理引擎 .............................................................. 錯誤!未定義書籤。 語音與語義識別引擎 ............................................................. 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統開發環境與運行支撐體系 ......................... 錯誤!未定義書籤。 開發環境 ................................................................................. 錯誤!未定義書籤。 運行支持機制 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 物聯網操作系統輔助平台 ..................................................... 錯誤!未定義書籤。 開發社區支持 ......................................................................... 錯誤!未定義書籤。 物聯網領域應用 ..................................................................... 錯誤!未定義書籤。

1. IoTivity框架

a) IoTivity協同框架概述

我們知道,由於缺乏標準,不同的物聯網設備和系統之間直接交互非常困難,這樣就無法實現物聯網的「協同」特性。比如有的設備支持低功耗藍牙(BLE),有的設備支持WiFi,有的物聯網設備則支持Zigbee,這些設備之間因為缺乏統一的通信標準,相互之間無法通信。

為了解決不同物聯網設備之間的互通問題,由高通,Microsoft,Intel等等業界頂級的IT公司組成了一個叫做開放互聯聯盟(Open Interconnect Consortium,OIC)的組織(後續簡稱為OIC),專門制定不同物聯網設備之間的互聯通信標準。目前來說,參與OIC的公司,已經超過了100多家。OIC定義了一套完整的設備之間的通信標準,只要物聯網設備遵循這些標準,相互之間就可以相互通信,並能夠相互協同工作。

OIC是由很多不同職責的小組組成的,其中核心小組(Core Group)定義了開放互聯標準的最核心機制,包括基本的通信協議,安全保證機制,設備命名和資源發布機制,等等。另外還有很多專註於「垂直」應用的小組,比如智慧家庭,工業應用,智慧醫療等。這些垂直應用小組基於核心小組定義的基本機制,來進一步細化和定義垂直領域相關的通信標準。所有這些不同的小組定義的標準,組成了OIC的開放互聯標準體系。同時,OIC還設計了認證機制,通過OIC認證的設備,可以確保能夠跟其它功能相關(比如,屬於同一垂直領域)的設備進行直接交互,而不管這些設備是不是由同一個廠商開發的。

在當前代碼為王的時代,只有標準是遠遠不夠的,還必須有與之配套的實現代碼,以供物聯網設備商直接參考。於是在Linux基金會的支持下,OIC專門成立了一個叫做「IoTivity」的項目,用於實現OIC制定的物聯網設備互聯標準。從IoTivity的名字就可以看出來,這個項目就是瞄準物聯網(IoT)的。

本質上,IoTivity是一個開源項目的名字,這個項目的目的是為了實現OIC定義的開放互聯標準。這個項目最終實現的軟體,也被成為IoTivity框架,在本書中叫做「IoTivity協同框架」,強調物聯網的「協同」特性。

b) IoTivity協同框架主要功能

c) IoTivity協同框架整體架構

IoTivity是一個典型的物聯網協同框架,其軟體組成,也符合物聯網協同框架的組成三要素-人側軟體,物側軟體和雲側軟體。下圖示意了IoTivity的軟體組成:

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