物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)行業(yè)研究報(bào)告

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)行業(yè)研究報(bào)告導(dǎo)語(yǔ)物聯(lián)網(wǎng)最重要特點(diǎn)為應(yīng)用場(chǎng)景的分散與核心架構(gòu)的異構(gòu)，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家居、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、公共服務(wù)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧物流、智慧工業(yè)等，把過(guò)去獨(dú)立割裂的終端融入網(wǎng)絡(luò)體系，也可以創(chuàng)造大量新應(yīng)用模式和商業(yè)模式。報(bào)告下載鏈接：來(lái)源：天風(fēng)證券，作者：孔蓉、繆欣君、吳立1物聯(lián)網(wǎng)——深度數(shù)字化的下一個(gè)篇章1.1.物聯(lián)網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)后的下一個(gè)篇章我們認(rèn)為數(shù)字化即為全球科技發(fā)展與生產(chǎn)力提升的核心動(dòng)力之一，而數(shù)字化鏈接將隨著網(wǎng)點(diǎn)的提升價(jià)值產(chǎn)生指數(shù)級(jí)提升，從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，人與人的鏈接即為社交網(wǎng)絡(luò)，信息與信息的鏈接即為互聯(lián)網(wǎng)，物品與物品即為物聯(lián)網(wǎng)（IoT），賦予物品以感知力、控制力和決策力，推動(dòng)各類(lèi)場(chǎng)景沿深度數(shù)字化方向不斷發(fā)展，即為物聯(lián)網(wǎng)的最大驅(qū)動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)最重要特點(diǎn)為應(yīng)用場(chǎng)景的分散與核心架構(gòu)的異構(gòu)，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家居、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、公共服務(wù)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧物流、智慧工業(yè)等，把過(guò)去獨(dú)立割裂的終端融入網(wǎng)絡(luò)體系，也可以創(chuàng)造大量新應(yīng)用模式和商業(yè)模式。1.2.物聯(lián)網(wǎng)：感知、傳輸、平臺(tái)、應(yīng)用構(gòu)成四大層級(jí)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)將各類(lèi)終端設(shè)備，賦予網(wǎng)絡(luò)功能，增加遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)追蹤等豐富的功能。以智慧家居中的空調(diào)場(chǎng)景為例：空調(diào)中配置溫度、人體紅外線(xiàn)等傳感器，采集屋內(nèi)溫度、判斷室內(nèi)是否有人（感知層）；空調(diào)上再加裝物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸模組，通過(guò)Wi-Fi等方式聯(lián)網(wǎng)（傳輸層）；通過(guò)手機(jī)APP以及背后的管理平臺(tái)軟件（平臺(tái)層），可以用APP遠(yuǎn)程遙控、定時(shí)開(kāi)關(guān)、離開(kāi)房間自動(dòng)關(guān)閉等（應(yīng)用層）。1.3.物聯(lián)網(wǎng)：百億連接，萬(wàn)億市場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式很多跟連接數(shù)掛鉤，比如感知和傳輸層按傳感器、網(wǎng)絡(luò)模組出貨量收費(fèi)；平臺(tái)層按連接數(shù)量收費(fèi)；應(yīng)用層按用戶(hù)規(guī)模產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益等。GSMA預(yù)計(jì)到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將達(dá)到251億個(gè)，全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.1萬(wàn)億美元。1.4.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈：云平臺(tái)為產(chǎn)業(yè)鏈核心從海外市場(chǎng)來(lái)看，科技巨頭在物聯(lián)網(wǎng)單環(huán)節(jié)有較強(qiáng)基礎(chǔ)，積極往上下游延伸：例如博世在汽車(chē)供應(yīng)鏈的優(yōu)勢(shì)積極往車(chē)聯(lián)網(wǎng)IoT云平臺(tái)延伸，亞馬遜和谷歌擁有云計(jì)算平臺(tái)優(yōu)勢(shì)并積極往可穿戴和智能音箱延伸。在部分細(xì)分領(lǐng)域，創(chuàng)業(yè)公司取得領(lǐng)導(dǎo)地位，如PaaS平臺(tái)的涂鴉智能（Tuya）與企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)AI解決方案方案的C3.ai（AI）。2操作系統(tǒng)——價(jià)值鏈的核心2.1.操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)價(jià)值產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值從全球來(lái)看，全球科技巨頭公司均掌握核心OS。微軟（Windows）、蘋(píng)果（iOs/MacOS）、谷歌（Android）。我們認(rèn)為OS的核心要素在于：1、性能2、交互方式3、應(yīng)用生態(tài)2.2.PC操作系統(tǒng)：Windows寡頭壟斷圖形界面和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為PC端操作系統(tǒng)之爭(zhēng)的歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)，Windows1.0為微軟首個(gè)大量應(yīng)用圖形界面（GUI）的操作系統(tǒng)，但由于缺乏IBM支持而未獲得成功，隨后，微軟一方面與IBM合作微內(nèi)核的OS/2，一方面獨(dú)立開(kāi)發(fā)新一代Windows2，在Windows3階段和IBM分道揚(yáng)鑣，最終，Windows3憑借更高性能（盡管穩(wěn)定性弱于OS/2.0），更好的虛擬機(jī)架構(gòu)，與Intel更緊密的聯(lián)系取得成功，Windows成為個(gè)人電腦操作系統(tǒng)霸主。

UNIX及其開(kāi)源后續(xù)者Linux作為多用戶(hù)多進(jìn)程操作系統(tǒng)，一方面在服務(wù)器等擁有較高市場(chǎng)份額與擁簇，一方面也啟發(fā)了iOS、Android等多個(gè)操作系統(tǒng)的誕生。2.3.手機(jī)操作系統(tǒng)：蘋(píng)果和谷歌整合供應(yīng)鏈，應(yīng)用市場(chǎng)創(chuàng)造新價(jià)值1、供應(yīng)鏈的價(jià)值整合。我們認(rèn)為蘋(píng)果憑借iOS底層，能夠通過(guò)相應(yīng)的存儲(chǔ)和CPU配置實(shí)現(xiàn)特定的用戶(hù)感受，從而能夠?qū)崿F(xiàn)毛利率、凈利率提升。同時(shí)更為少量的機(jī)型，操作系統(tǒng)，讓蘋(píng)果可以與芯片、上游供應(yīng)鏈的緊密結(jié)合進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā)，帶來(lái)了更強(qiáng)的硬件創(chuàng)新的能力。展望未來(lái)，蘋(píng)果自研芯片替代Intel有望逐步打通iOS和macOS的開(kāi)發(fā)界限，從而實(shí)現(xiàn)PC和移動(dòng)端的統(tǒng)一平臺(tái)價(jià)值。2、應(yīng)用市場(chǎng)的價(jià)值整合。蘋(píng)果2008年開(kāi)始集成了AppleStore，我們認(rèn)為軟件服務(wù)商可以通過(guò)付費(fèi)應(yīng)用、應(yīng)用商店分成、免費(fèi)應(yīng)用植入廣告等多種方式獲得收入，從而對(duì)“瀏覽器決定web時(shí)代的流量入口”構(gòu)成了根本性的挑戰(zhàn)，從此宣告了APP移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的開(kāi)始。同樣，免費(fèi)+開(kāi)源的安卓在商業(yè)模式比依賴(lài)授權(quán)費(fèi)的移動(dòng)操作系統(tǒng)更為成功。2.4.汽車(chē)操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)集中度有望大幅提高我們認(rèn)為汽車(chē)智能化，電氣系統(tǒng)由分布式走向域架構(gòu)意味著操作系統(tǒng)發(fā)展的良好機(jī)遇，各個(gè)層面競(jìng)爭(zhēng)格局有較大差別：1、底層操作系統(tǒng)上，QNX與Linux為主流；在中間件上，格局分散，開(kāi)發(fā)者往往和芯片廠(chǎng)商深度合作；在自動(dòng)駕駛域，算法芯片深度綁定，科技巨頭投入自研芯片，而Mobileye（Intel）、Nvidia成為最主流和最重要的自動(dòng)駕駛方案提供商之一；特斯拉：自研操作系統(tǒng)的代表，通過(guò)自研AI芯片，深度修改Linux，核心自動(dòng)駕駛算法自研。2、智能座艙域，操作系統(tǒng)集中度、迭代速度將會(huì)大幅提高?；ヂ?lián)網(wǎng)巨頭，如谷歌的AndroidAuto、百度小度、阿里的斑馬智行，華為鴻蒙。我們認(rèn)為隨著汽車(chē)智能化滲透加速，車(chē)機(jī)操作系統(tǒng)與芯片集中度和迭代速度均會(huì)大幅提高。3物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)——三大趨勢(shì)重構(gòu)價(jià)值鏈3.1.物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)：實(shí)時(shí)性與可伸縮性為最大特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是由操作系統(tǒng)內(nèi)核、外圍功能組件、物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同框架、通用智能引擎和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境等幾個(gè)大的子系統(tǒng)組成。

內(nèi)核實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程管理、任務(wù)管理、內(nèi)存管理等核心功能。不同內(nèi)核之間一般沒(méi)有功能差別，只有性能差別。物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)核一般對(duì)于可預(yù)知可計(jì)算響應(yīng)時(shí)間，外部硬件控制管理機(jī)制有所要求。外圍組件包括文件系統(tǒng)、圖形界面、網(wǎng)絡(luò)接入等，在PC端，外圍組件往往會(huì)整合進(jìn)內(nèi)核，但是在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，根據(jù)不同場(chǎng)景的功能和功耗需求一般會(huì)進(jìn)行裁剪。外圍組件與內(nèi)核一起提供基本的網(wǎng)絡(luò)連接功能。協(xié)同框架則實(shí)現(xiàn)設(shè)備交互與協(xié)同，往往由多個(gè)面向設(shè)備、云、手機(jī)的不同組件組成。微內(nèi)核能夠更好的實(shí)現(xiàn)內(nèi)核的尺寸伸縮性、可拓展性、高可靠性。

微內(nèi)核在內(nèi)核空間只保留了最基本的進(jìn)程間通信（IPC）、內(nèi)存管理（VirtualMemory）、調(diào)度（Scheduling）功能，在尺寸伸縮可以做到極小體積，其他功能可以通過(guò)拓展實(shí)現(xiàn)。在微內(nèi)核中，用戶(hù)服務(wù)和內(nèi)核服務(wù)在不同的地址空間實(shí)現(xiàn)，相互獨(dú)立，因此用戶(hù)服務(wù)中任意的服務(wù)崩潰均不會(huì)影響內(nèi)核服務(wù)的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)高可靠性。微內(nèi)核的缺點(diǎn)在于許多基礎(chǔ)功能需要通過(guò)不同地址空間通信來(lái)完成，從而影響系統(tǒng)運(yùn)行速度。3.2.物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)：三大趨勢(shì)重構(gòu)價(jià)值鏈我們認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的上下游特征為：

1、終端和應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜多樣，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一的協(xié)調(diào)軟硬件資源和提供統(tǒng)一接口給開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)2、芯片格局分散。與PC、手機(jī)芯片的寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局不同，物聯(lián)網(wǎng)芯片模組既有高通、聯(lián)發(fā)科這樣的產(chǎn)業(yè)巨頭，亦有多個(gè)新興企業(yè)占據(jù)較大市場(chǎng)份額。我們認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)三大趨勢(shì)為：

1、微內(nèi)核多終端操作系統(tǒng)（鴻蒙、Fuchsia）實(shí)現(xiàn)跨終端無(wú)縫協(xié)同體驗(yàn)，有望持續(xù)帶動(dòng)軟件應(yīng)用生態(tài)豐富和芯片格局集中。2、端、邊、云多層次操作系統(tǒng)協(xié)作，提升資源配置和調(diào)度效率。PaaS云平臺(tái)持續(xù)向不同物品、應(yīng)用場(chǎng)景延伸，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。3、AIoT平臺(tái)方通過(guò)整合供應(yīng)鏈、