走在國產化道路的“芯”與“魂”
表計行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的這些年，物聯網屬性已成為越來越多表企的標簽，物聯網技術不但是水電氣熱公用事業(yè)公司數智化轉型路上的有力支撐，更是數億級表計用戶賴以體驗“數字計量，讓生活更美好”的重要手段。
操作系統(tǒng)和芯片是物聯網產業(yè)生態(tài)的核心。相關數據顯示，目前，電網用電側核心芯片國產化率最高，超85%；配電側的國產化也超過了50%。而隨著新型電力系統(tǒng)的加速建設，光伏等新能源多樣化負荷加入，直流和算力方面的芯片需求指數級增加，又給國產化“強芯”之路提供了廣大的發(fā)展空間。
有“芯”也要有“魂”，隨著智能物聯網場景的應用深化，指數級上升的表計數據也會帶來表計生態(tài)圈的復雜性，數字計量、數字貨幣、區(qū)塊鏈、AIoT邊緣嵌入式軟件、操作系統(tǒng)等正在成為新一輪物聯網表計規(guī)?；瘧门c發(fā)展的評估要素。智能電表目前缺少完善的自研操作系統(tǒng)，隨著新一代智能電表的推廣這個問題越發(fā)突出，國產嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展也駛入了快車道。
新一代電表的嵌入式可操作系統(tǒng)
而這兩年，電網公司也新一代智能電表的操作系統(tǒng)做了很多研究和嘗試。
2022年初，國網推出《智能物聯電能表功能及軟件規(guī)范（Q/GDW 12180-2021)》，智能物聯電能表是由計量模組、管理模組、擴展模組構成。操作系統(tǒng)是智能物聯表的管理模組功能軟件的統(tǒng)一開發(fā)平臺；電表計量模組和擴展模組的功能仍采用傳統(tǒng)軟件開發(fā)方式進行操作。這也是首次在國網的智能物聯表上采用嵌入式操作系統(tǒng)。
而在南網這邊，南網科技自主研發(fā)的“配用電統(tǒng)一操作系統(tǒng)——絲路 InOS”，實現了智能配用電終端操作系統(tǒng)的國產替代，其中智能電表嵌入式操作系統(tǒng)和基于寬帶載波時鐘基準的同步采集技術達到國際領先水平。而早在2019年末，南方電網擁有自主知識產權的嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)（InOS）新一代R46智能電表就在佛山上線，引入了虛擬機設計思想，真正實現了APP應用與MCU及硬件版本的解耦。絕大多數應用APP使用Java等高級語言編程實現，可預先在普通PC機上直接編碼、仿真。
什么是嵌入式操作系統(tǒng)
不過對于小編這種技術小白來說，操作系統(tǒng)是什么都摸棱兩可，別說再加上一堆前綴的嵌入式實時操作系統(tǒng)，那小編帶不同的同學一起了解一下吧。
操作系統(tǒng)是配置在硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的首次擴充，其他系統(tǒng)軟件和應用軟件都依賴于操作系統(tǒng)的支持。操作系統(tǒng)主要實現進程管理、存儲管理、文件管理、中斷處理和網絡管理等功能。
對于物聯網發(fā)展而言，“碎片化”-芯片、傳感器、通信協議、應用場景千差萬別導致物聯網軟件應用迭代慢、成本高、生態(tài)閉塞。參考PC及移動互聯網的技術發(fā)展歷程，軟件行業(yè)的爆發(fā)需要相對較為標準化的底層運行環(huán)境作為支撐，所以，物聯網也需要具備一套對軟件開發(fā)者更友好的、相對統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，使軟件開發(fā)過程從硬件開發(fā)中脫離出來。
嵌入式操作系統(tǒng)是一種能夠支持嵌入式系統(tǒng)應用的操作系統(tǒng)軟件，負責嵌入式系統(tǒng)的全部軟、硬件資源分配，任務調度，控制、協調并激發(fā)活動。嵌入式操作系統(tǒng)從不同角度上分為通用型嵌入式操作系統(tǒng)和專業(yè)專用型嵌入式操作系統(tǒng)，實時性和非實時性嵌入式操作系統(tǒng)。
電表是嵌入式系統(tǒng)很好的一個切入點，目前，國際、國內嵌入式操作系統(tǒng)大多是通用軟件產品，而長久以來，我國所采用的嵌入式實時操作系統(tǒng)依然被VxWorks、QNX等幾家公司所壟斷，一些基于國外內核發(fā)展起來的不足以實現完全自主可控。同時行業(yè)也不看好現行通用嵌入式操作系統(tǒng)，主張自研新一代智能電表的操作系統(tǒng)。
自研國產操作系統(tǒng)現在與未來
除了南網科技自主研發(fā)操作系統(tǒng)-絲路 InOS，國內還有自主研發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)在電表應用。
智芯公司自主研發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)--樞紐4.0
3月31日，智芯公司自主研發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)--樞紐4.0成功通過國內權威檢測機構--工信部中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院檢測認證，內核代碼自主率達到100%，是智芯公司在工控芯片操作系統(tǒng)研發(fā)方面取得的重大突破。
智芯公司樞紐4.0專為工控領域定制研發(fā)，與消費類操作系統(tǒng)對數據信息傳遞無實時性要求相比，樞紐4.0可以確保數據信息實時傳遞，同時，具備對軟硬件資源更細粒度訪問權限控制的能力，安全等級更高，最大限度保護用戶信息的安全，更適合工 業(yè)化控制場景和指令。
2019年至今，搭載著智芯樞紐操作系統(tǒng)的各類邊緣計算核心板及其產品（臺區(qū)智能融合終端、邊緣物聯代理、智慧開關、光伏并網開關、智能物聯電能表等），在國家電網公司27個省市公司實現百萬級的現場部署及應用，獲得了電力系統(tǒng)客戶的廣泛認可。
小編去請教了智芯公司安全傳感事業(yè)部的專家，經過確認，目前智芯研發(fā)的智能物聯電能表用的操作系統(tǒng)就是樞紐輕量級。
翼輝MS-RTOS 嵌入式操作系統(tǒng)
翼輝MS-RTOS是一款面向物聯網需求的新一代小型物聯網安全操作系統(tǒng)，其開創(chuàng)性地在沒有 MMU 和資源受限的 MCU（如 Cortex-M3）上實現了多進程和動態(tài)裝載技術，可實現物聯網的軟硬分離。適用于對硬件成本敏感、安全性要求高的小微智能控制終端。
“硬件成本敏感”“安全性要求高”“小微智能控制終端”，這不就是智能電表嘛。通過小編了解，南網數研院之前研發(fā)的一款智能網關就用了翼輝MS-RTOS系統(tǒng)，并在正在深圳進行了小規(guī)模試點。
此外，中移、華為等物聯網操作系統(tǒng)也展現了更多可能性......
2015年，華為曾推出過LiteOS物聯網操作系統(tǒng)，可以搭載在智能家居、兒童定位器、智能電表/水表等設備上。而鴻蒙作為新一代的物聯網超級終端生態(tài)系統(tǒng)，之后不知道會給我們帶來什么驚喜。此外，中移物聯網的OneOS發(fā)力智能表計,并在智能水/燃氣表做出嘗試......
最后小編還有一個小疑問：物聯網操作系統(tǒng)可打破行業(yè)壁壘，統(tǒng)一的物聯網操作系統(tǒng)具備一致的數據存儲和數據訪問方式，為不同行業(yè)之間的數據共享提供了可能。那電水氣熱表有沒有統(tǒng)一物聯網操作系統(tǒng)需求？對多表集抄有沒有一定助力？
