AliOS Things 技术架构
AliOS Things 技术架构
AliOS Things 架构可以适用于分层架构和组件化架构。一般来说，从底部到顶部，AliOS Things 包括：
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板级支持包（BSP）：主要是由SoC供应商开发和维护
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硬件抽象层（HAL）：比如WiFi 和 UART
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内核： 包括Rhino实时操作系统内核、Yloop、VFS、KV存储
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协议栈： 包括TCP/IP协议栈（LwIP），uMesh网络协议栈
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安全 ： 安全传输层协议（TLS），可信服务框架（TFS） 可信运行环境（TEE）
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AOS API： 提供可供应用软件和中间件使用的API
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中间件： 包括常见的物联网组件和阿里巴巴增值服务中间件
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示例应用： 各种示例代码
AliOS Things内核：Rhino实时操作系统内核
特点：
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体积小。为大多数的内核对象提供静态和动态分配。为小内存块设计的内存分配器。大部分的内核特性都是可以裁剪的。通过h文件进行配置和裁剪。K_config.h文件一般位于开发板目录结构下。
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功耗低。提供了CPU 的 tickless idle模式来帮助系统节约电能和延长时间。类似于FREERTOS的tickless idle模式。
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实时性。Rhino提供了两个调度策略。一个是基于优先级的抢占式调度和round-robin循环调度策略。对于这两个调度策略而言，具有最高优先级的任务都是被优先处理的。
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调试方便。Rhino可以支持stack溢出、内存泄漏、内存损坏的检测。
Yloop事件框架
Yloop事件框架是AliOS Things的异步事件框架。提供了一套机制来统一调度管理IO（主要是socket）、定时器、执行函数和事件。在降低了内存的使用的同时，还避免了多线程编程的复杂性。
每个Yloop实例（aos_loop_t）与特定的任务上下文绑定。主任务以外的任务也可以创建自己的Yloop实例。多Yloop实例也可以被创建，其中每个instance都被绑定到一个单一的任务，让强大的硬件获得更好的性能。
键值对存储（KV）
KV组件时AliOS Things中一个以key-value方式进行持久化存储的轻量级组件，主要为基于Nor Flash的小型MCU设备提供通用的key-value持久化存储接口。
其优势和特征包括：
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更少的擦写次数来延长flash的使用寿命
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电源安全，没有中间状态存在
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方便使用，关键码值支持二进制格式数据
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最低支持的flash是8kb
协议栈介绍
AliOS Things通过灵活的方式提供协议栈，其主要目的是为了帮助设备更容易的连接到云端。
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面向IP设备
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为直接连接的SoC提供了测试良好的LwIP协议栈，包括WiFi SoC，MCU+SDIO/SPI WIFI模块等
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为连接了通信模块（如WiFi NB GPRS）的MCU提供了SAL
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提供uMesh 去构建更复杂的网状网络拓扑
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面向非IP设备
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LoRaWAN协议栈已经集成到系统当中
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提供的BLE标准的API和BLE协议栈
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TCP/IP协议栈（LwIP）
AliOS Things 拥有一个基于LwIP V2.0.0的TCP/IP协议栈，支持IPv4，IPv6,IPv4与IPv6共存。IPv4和IPv6已经在持续集成（CI）系统中经过良好测试，IPv6也已经在uMesh中被广泛使用和测试
套接字适配层（SAL）
SAL为WiFi/GPRS/NO-IoT系列模组提供了标准的Socket功能。对于AT命令在这个场景中的广泛使用，提供了AT Parser来帮助处理。
有了SAL，开发人员可以使用标准的Socket API访问网络，从而减少现有软件组件的集成工作。
自组织网络协议（uMesh）
uMesh是一个具有如下特征的mesh：
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无缝支持IPv4 和IPv6
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RF标准独立，支持WiFi，BLE， 802.11和802.15.4等通信媒介
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支持不同通信媒介间的异构组网
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支持树状拓扑，网状拓扑和分层树状网格拓扑
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支持低功耗特性
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使用ID2对设备进行认证，AES-128对数据进行加密
安全性介绍
安全传输层协议（TLS）
继承于mbedtls,对footprint进行了高度优化
信任框架服务（TFS）
可以对接大部分的安全服务（比如ID2–一种安全策略，以后的文章中会涉及）的框架。
网络设备ID（ID2）
可信的IoT设备身份属性
秘钥管理（KM）
通过使用硬件的安全功能提供可信的runtime Root
Ali-Crypto
提供经典的算法实现
可信执行环境（TEE）
提供完整的可信执行环境
中间组件
空中固件升级（FOTA）
FOTA 使设备固件更新容易。AliOS Things可根据硬件配置给出FOTA解决方案，提供端到端的解决方案。
特征:
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支持丰富的物联网协议 (Alink，MQTT ，COAP）
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支持HTTP / HTTPS / COAP固件下载
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支持多bin、delta和A／B更新
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提供OTA HAL方便进入端口
uData
uData框架是基于传统Sensor Hub概念，结合IoT的业务场景和AliOS Things物联网操作系统的特点设计而成的一个面对IoT的感知设备处理框架。
uData框架主要分kernel和framework两层，kernel层主要是负责传感器驱动，硬件端口配置和相关的静态校准，包括轴向校准等；framework层主要是负责应用服务管理、动态校准管理和对外模块接口等。
uData的目标范围服务是物联网商业服务，像无人机玩具、智能路灯、扫地机器人等。传感器驱动程序不仅能提供传感器SDK，还能提供传感器驱动像ALS，气压计，温度，加速度计，陀螺仪，磁力计等。
物联网协议
AliOS Things支持丰富的云端连接协议：
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Alink：阿里云平台，适用于智能生活； 也包括WiFi配置组件YWSS。
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MQTT：标准MQTT协议；已和阿里云物联网套件良好结合。
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COAP：基于UDP的轻量级协议。和COAP FOTA结合便可为NB-IoT设备建立一个只有UDP的系统。
AT解析器
AT解析器提供了处理AT命令连接通信模块的框架。AT解析器可处理串行流解析；回调OOB可以处理模块的特殊AT命令。与SAL一起使用，应用程序甚至可以在AT模块中使用BSD socket。
总结
AliOS Things是为了电量和资源有限的MCU、连接套接字SoC设计的，非常适合于物联网的设备。使用AliOS Things并借助阿里云的强大平台，可以实现物联网设备的快速简洁开发。