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开源软件是物联网的重要组成，但是开源软件在整个网络的不同元素中有着不同的作用。见下图 1 物联网节点类型和数据走向。
端点和边缘节点
被动端点（Passive Nodes）
物联网中有许多哑设备– 智能标签、电感模块和其他 RFID 设备。这些设备在制造、库存管理和其他领域被广泛用于高价值物品追踪（制药业，服装业等），但是在物联网的讨论中却往往被忽视。这些设备是被动，只在被特殊设备扫描和经过特定入口（比如出入库房）时才会被激活，返回 ID 和少量的数据。被动设备为“物”的海洋架起一座桥梁。
图 1 物联网节点类型和数据走向
开源软件在这类设备中的作用并非体现在 RFID 标签和感应模块本身，而是应用在在扫描器和激活它们的设备上，以及操作数据的应用服务中。
简单端点（Simple End Points）
从概念原型上，物联网节点的重要组成是单一功能的传感器和执行元件。这些设备被认为是普适和独立的，能源消耗和成本也都很低。除了这些属性外，物联网节点的定义是十分宽广的：设备可以是无状态或者是有状态的；设备可以是无显示的，也可以有自己的用户界面；它们可以是完全独立的，也可以和同级端点紧密结合；它们可以非常“安静”，也可能非常“活跃”:有些端点传输数据量很少，变化也很少，数据是高度动态。
灯光开关、插座、恒温器、HVAC 控制器、动作感应器、区域安防开关、地面湿度和空气温度传感器都是这类节点的例子。
边缘节点应该只有少量软件，仅支持核心的功能：感知和影响周边环境，和向网络上端传输状态信息。这些设备可以运行嵌入式操作系统，也可以只运行一个主循环和设备服务代码；一般会使用 8 或 16 位的 CPU，或者某些情形下 32 位处理器，或者 4 位和更基础的计算元件1 ；不一定会有完整的 OSI TCP/IP 栈，而是使用点对点通信、网状通信、6LowPAN2 ，或者只具有部分 IP 通信能力（UDP 等）。
开源软件在这类设备中的作用并不是固定的。设备制造商也许会使用开源的 RTOS（TinyOS，eCOS 或者 FreeRTOS3 ），也可能采用封闭源码的可执行程序（有超过 300 种商业或者私有的选项）来管理资源、简化增值应用的编程。开发者肯定会使用开源工具来设计边缘节点设备，半导体供应商也会提供开源的设备驱动和其他元素来支持开发者，但是在设备上运行的应用（或者其他设备软件）很可能是封闭的。
今天的（和可以预见的将来的）设备制造商从保持自己独特的技术（软和硬件）中看到价值，比分享开发 / 维护职责的价值要更多。
市面上肯定会出现针对很多，甚至所有不同节点的开源软件实现，但是这些代码很可能只是原型或者是一种“玩具”。类似的开源 / 封闭共存的例子包括今天的闪存设备、以太网和 WiFi 访问设备、显卡驱动等。
同级端点（Peer-level End Points）
同级端点能完成许多简单端点的功能，重要的不同有两点：
• 能够提供更好的服务，使用 32 位或者 64 位 CPU，有更多内存。
• 更可能包括路由和网关功能
同级端点是多功能的设备，能够部署企业级 OS：Linux，BSD 和 Windows 等。
这些设备为开源软件带来了十分有趣的机遇，包括系统软件（特别是 Linux 和 Android）、中间件、应用程序框架和路由软件。与简单边缘节点相同，同级节点上增值应用软件的开放性同样受限于设备制造商的知识产权限制。设备制造商并不太希望将产品的独特点开源化。
不过，更少的资源限制和所需材料的低价可得让这类设备更好制造和自行 DIY。我们已经可以看到许多爱好者、研究者和小规模整合者用市面上的低端现成硬件（RaspberryPi，Arduino 和 BeagleBoard 等）实现的同级端点设计。
基础设施
关于物联网中开源软件的讨论中，我们需要关注两种不同的基础设施。一类是路由器，网关和整合者，它们将物联网端点连接到现有的互联网上；另一类是访问点，局域网 / 边缘路由，主干网络和核心交换机，以及组成互联网的路由。
物联网专属基础设施
在这一层级中，物联网和其概念上的前身机器到机器网络依然十分相近。针对任务的设备将相关的信息从点对点或者网状网络传输到针对应用的路由器和网关，在那里被整合、缓冲和处理。
信息接下来在局域网被传输到能够进行控制和数据分析的计算机上，并进一步被推送到云服务器上。
这些网关设备使用 32 位或者 64 位 CPU，能够工作在工业级网络中或者串口连接上（Zigbee，6LowPAN，RS-422 和其他连接方式），也可以使用更常见的 Wifi，蓝牙和以太网，连接到局域网和广域网。取决于叶节点的数目和种类，设备的通信频繁程度，源代码是否开放，以及数据包的特性，物联网基础设施设备可能会记录和缓冲物联网流量，压缩（时间和空间）数据包，以及分析数据包的数据，然后才将数据向上游发送到云，或向下游发送到本地设备。
这些节点为开源软件的部署和进化带来了丰富的机遇：嵌入式 Linux 提供了弹性的原生 IP 平台、IP 路由软件和标准的本地文件系统。新的物联网框架基本都是先在 Linux 上用流行的编程语言和工具集编写的。
互联网基础设施
从本地无线网络、宽带网络、移动宽带访问、到边缘和核心网络，互联网的基础设施已经和开源软件有着密切的关系：
• 在访问点、路由器、网关、防火墙、媒体网关和其他网络 / 通信设施中的嵌入式 Linux 和运营商级 Linux4
• 开源的路由软件，信息安全库，网络管理工具，高可用性使能器和其他与网络相关的中间件
• 和私有嵌入式 OS 配合的 TCP/IP 栈（BSDLite 衍生产品）
• 组成配置和管理界面的嵌入式网络服务器和网络应用成分
SDN（软件定义网络）和 NFV（网络功能虚拟化）的发展也为开源软件提供了支持互联网基础设施的新机会。
云
和互联网基础设施一样，云很大程度上是利用开源软件构建的：Linux，虚拟化平台，管理软件，应用程序支持库和其他云中间件，和编写、部署代码的工具和框架。
并不是所有云软件（比如微软 Azure）和 IaaS/PaaS 的实现（比如亚马逊 AWS 或者 Rackspace 云托管平台）都是开源的。另外，使用现有开源软件实现的物联网应用和物联网 SaaS 解决方案也不一定会是开源的。Android 是一个很好的例子：Android 本身是从数以百计的开源成分发展而来，本身很开放，应用开发工具和支持库也同样是开源的，但 GooglePlay 应用商店中的绝大多数应用是封闭源码的。
用户端软件
物联网应用端软件支持对物联网设备的监控、控制和配置，以及对物联网端点产生的大量数据进行分析。这些应用也提供针对特殊设备的专属功能，如医学诊断、农作物土壤分析和区域自动化等。用户端物联网应用一般是以网络应用或者是移动应用形式存在的，但也可以是其他形式，比如作为大数据分析工具中的一部分。
在目前的移动应用商店 和网络应用中，开源工具和中间件让物联网用户端应用受益匪浅，但是这些应用本身却鲜有开源。原因有许多：小的企业不太会支持社区；针对设备的传统商业模式；依靠免费软件中搭载广告和内购盈利，而并不从开源软件的自由分发中获益；应用与特定的品牌 / 公司关系密切，被认为能增强品牌优势。
开发工具
所有开发者都需要开发工具来编写和调试他们的软件。可以说，今天大多数的开发工具要么本身就是开源的，要么就是从开源项目衍生而来:
配置管理 GIT，Subversion，Chef，Puppet
语言工具 GCC，LLVM，C/C++/Java/Lua/PHP/Python/Ruby/Scala 等语言的编译器和框架
调试器和模拟器 GDB，CDT，QEMU 等
IDE Eclipse 和衍生的环境
小结
显而易见，开源软件能够帮助驱动物联网的建设。不过在物联网的技术中，开源软件还没有占据主导地位。开源软件在智能设备、网络、网络基础设施和云平台软件等方面处在重要位置。为了将这样的优势转化为在物联网的地位，开发者社区需要做出更多的努力。
本文摘自 Bill Weinberg 撰写的“物联网与开源软件”一文，Bill 现在是黑鸭软件限公司开源策略与实践高级总监。文章由何灵渊翻译，何小庆审校。何灵渊现在是哥伦比亚大学计算机科学专业的研究生。
1 摩托罗拉半导体（现在是 FreeScale）曾经提供 1 位 MC14500B 工业控制组件
2 低功率无线个人区域网络 IPv6（IPv6over Low power Wireless Personal Area Networks）- https://datatracker.ietf.org/wg/6lowpan/charter/
3 FreeRTOS 和 Android 并列领军嵌入式设计（17%，EE Times）- 见 https://www.freertos.org/
4 为通信行业（运营商）优化可用性、可扩展性、可管理性和反应速度的基于 Linux 的操作系统– 见 https://www.linuxfoundation.org/collaborate/workgroups/cgl
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