10 月 31 日，南方電網公司與開放原子開源基金會聯合發布了一款電力物聯網操作系統——電鴻物聯操作系統。號稱是國內首個電力物聯操作系統，且首次實現了一套系統覆蓋不同類型、不同品牌的電力設備，實現設備即插即用、海量數據互聯互通，為未來新型電力系統大規模物聯設備接入和運行維護提供了一套操作系統，填補了國內在該領域的空白。
電力、物聯網、操作系統，如果把這個概念拆分來看，我們都挺熟悉的，一旦它們組合在一起后，就會讓人產生一種既熟悉又陌生的感覺。電力和物聯網之間有著怎樣的聯系？物聯網操作系統和我們熟悉的操作系統之間又有何異同？作為國內首個電力物聯網操作系統，電鴻物聯操作系統的價值又是如何體現的？
接下來的內容里，我們將就上述問題逐一進行討論。
物聯網操作系統是個啥？
無論我們是否意識到了這一點，也不管我們是主動還是被動，操作系統已經占據了我們生產和生活的很大比例。它們大概率是Android、iOS、HarmonyOS、Windows 和macOS中的一種或多種。
操作系統（Operating System，OS）的本質是一組相互關聯的系統軟件程序，是計算機系統的內核與基石。在計算機系統中，它像一個管家一樣，負責主管并控制計算機的操作和運用，運行軟、硬件資源，提供公共服務來組織用戶交互。
圖：操作系統在計算機系統中的位置
簡單理解的話，物聯網操作系統就是應用于物聯網領域各終端的操作系統。但是，由于物聯網本身就是個極為復雜、包羅萬象的系統，這就注定物聯網操作系統不會像其字面意義那樣簡單。
物聯網架構包含“感知、傳輸、平臺、應用”四個層級，為了實現設備之間的連接和通信，其中包含了大量的嵌入式設備（具有專一功能和實時計算性能的計算機系統），原則上，每個嵌入式設備都會有對應的嵌入式實時操作系統（RTOS）。
由于各種嵌入式設備承擔的功能千差萬別，其中的操作系統也不盡相同。因此，碎片化始終是一個行業頑疾。
此外，傳統的 RTOS 功能比較簡單，僅僅完成了對特定硬件的抽象，只能解決特定設備如何聯網的問題。但是沒有解決聯網后做什么以及如何做的問題。而物聯網作為一個復雜的互聯網系統，需要有能夠打通物聯網整體架構層次、比傳統RTOS更加復雜的軟件系統，其作用不僅僅局限于控制特定設備，還要涉及到芯片、終端、邊緣和云端等多場景，能夠實現信息的層層傳遞，調度端、邊、云、網等不同場景中所包含的不同設備的計算資源。
這便是物聯網操作系統的價值所在。
科技論文《智能物聯網：概念、體系架構與關鍵技術》中，將物聯網操作系統定義為：物聯網操作系統是運行在物聯網設備上的提供物物相連能力的操作系統，其核心在于能夠將各種物體連接到互聯網，并提供數據通信能力，為適應物聯網中異構硬件設備及操作系統的差異性，軟件平臺應充分考慮多樣化的硬件需求，通過合理的架構設計，使軟件平臺本身具備充分的可伸縮性，能夠便捷地應用于不同硬件設備上。
《物聯網之魂：物聯網協議與物聯網操作系統》一書中提到，物聯網操作系統包含5個大的子系統，分別是：操作系統內核、外圍功能組件、物聯網系統框架、通用智能引擎和集成開發環境。
圖：物聯網操作系統架構（引自《物聯網的心臟——物聯網操作系統，重構產業鏈價值》）
作為面向物聯網技術架構和應用場景的系統性平臺，物聯網操作系統向下要協調和控制各種軟硬件資源，向上要提供統一的應用編程接口，降低物聯網應用開發的復雜度、成本和時間。需要具備可裁剪伸縮性、低功耗節能性、安全性、實時性、泛在通信性、云端連接性等特性。
當然，上述特性只是一種理論層面的美好期望，在具體實現上仍面臨諸多技術和行業差異化導致的難題，物聯網操作系統的發展成熟仍需要時間。
物聯網操作系統應該先垂直化？
面對物聯網操作系統的發展現狀，國家工業信息安全發展研究中心高級工程師郭利曾撰文寫道：“要鼓勵物聯網操作系統向垂直行業應用縱深發展，鼓勵領軍企業帶頭，以操作系統為平臺整合資源，在重點行業探索和建立行業上下游合作模式，形成大中小企業融通發展格局。”
所謂“九層之臺，起于累土”，既然理論上通用的物聯網操作系統并非朝夕之功，那么最可靠的方式就是先從重點垂直行業入手，先做到重點垂直行業的統一。
電鴻物聯操作系統正是這種趨勢下的結果之一。事實上，在此之前，業內就已經出現了一些針對垂直行業打造的物聯網操作系統。
比如，智能家居行業小巨人歐瑞博在2022年5月份就發布了智能家居領域的物聯網操作系統——HomeAI OS 4.0。
“歐瑞博團隊超過200位研發人員，歷時三年挖空了安卓，重寫500萬行代碼，打造了專為全屋智能而生的原生物聯網操作系統，”歐瑞博創始人兼CEO王雄輝在介紹這款產品時如此說道，“HomeAI OS 4.0，更安全，更穩定，更好用，為全屋智能而生。”
今年10月份，中移物聯網發布了OneOS工業操作系統，該系統是中國移動面向工業物聯網領域重點打造的國產自主操作系統，具備超低延遲和最小抖動的內核，能在高實時、高安全、高可靠要求的工業場景下，保障設備高效運行；適配國際標準的工業中間件，支持多種主流工業通信協議，提供軟PLC、工業HMI、運動控制等行業方案，適用于工程機械、光伏風電、特種車輛、智能制造、工業機器人、CNC數控等行業與領域。
電力行業為什么需要一個物聯網操作系統？
隨著“雙碳目標”的提出，我國政府對電力能源層面的智能化推進也在持續加快。
2023 年 6 月份，國家能源局發布了《新型電力系統發展藍皮書》，其中提到，要依托電力系統設備設施、運行控制等各類技術以及“云大物移智鏈邊”等數字技術的創新升級，推動建設適應新能源發展的新型智慧化調度運行體系，推動電網向能源互聯網升級，打造安全可靠的電力數字基礎設施，構建能源數字化平臺，助力構建高質量的新型電力系統。
電力系統的智慧化，必然離不開AIoT的助力。因此，如何利用AIoT技術賦能智慧電網也成為了當下學術和相關企業研究和實踐的熱點課題。
早在2019年10月份，由國家電網公司主導發布的《泛在電力物聯網白皮書2019》中就提到：“必須通過融合發展泛在電力物聯網，推動電網向能源互聯網升級。以數字技術為傳統電網賦能，不斷提升電網的感知能力、互動水平、運行效率，有力支撐各種能源接入和綜合利用，持續提高能源效率。”
現階段，電力物聯網的發展大致是一個怎樣的情況呢？
“隨著新型電力系統建設的加速推進，電力物聯網終端規模大幅增加。設備復雜度越來越高，物聯網在連接和設備管理方面面臨巨大挑戰。”這是南方電網公司輸配電部總經理馬輝對當前電力物聯網發展現狀的一段評價。
在對電力物聯網發展的期許上，南方電網數字電網科技（廣東）有限公司硬件研發部經理杜韶輝認為：“要讓設備間連接更自由，實現萬物互聯，需要統一系統、統一標準，就像智能家居，只需要通過一句語音口令、一部手機就能控制全屋的智能家電，這就是我們身邊最常見的物聯網。”
概言之，在電鴻物聯操作系統之前，國內物聯操作系統呈現“碎片化”特征，種類多，協議、規格、安全性不一致，業務單一、場景單一，不支持多業務、數據共享，不能即插即用。在源網荷儲四維互動成為電力系統實時動態平衡的關鍵需求下，各類分布式新能源、負荷終端供需互動存在著較大障礙。電力物聯網要想實現更好的感知、連接和智能計算，迫切需要一個具有極強伸縮性，可以同時運行在端、邊、云等系統中的統一物聯網操作系統。
電鴻物聯操作系統是這一需求下催生的成果。
電鴻物聯操作系統有啥不一樣？
電鴻物聯操作系統以開源的OpenHarmony為數字底座，充分利用了鴻蒙操作系統的特性，加上對電網領域的深刻理解，針對電力行業定制了功能增強套件，為不同電力設備的智能化、互聯與協同提供了統一架構，首次實現了一套系統覆蓋不同種類、不同內存大小的電力設備，通過統一協議讓不同廠家的設備可以實現互聯互通。其全棧各種關鍵技術均為自主研發并全面開源。
作為新一代面向電力行業終端的物聯網操作系統，電鴻物聯操作系統的特點可以總結為以下四個方面：
統一系統，靈活組裝，一套系統覆蓋各種規格大小的設備，實現電力設備系統歸一。系統架構采用分層設計：垂直分層，遵循從上到下單向依賴，避免循環依賴；水平切割，遵循從左到右單向依賴，滿足獨立可拆分；組件彈性部署：部署態靈活多變，不同規格組件按需挑選；運行態千人千面，不同人不同場景，運行的業務單元不一樣。
統一標準，設備接口標準化、數據協議標準化，“結束七國八制，設備統一語言”，讓設備數據互通。面向電力行業提供設備端到云的數據通信統一協議包，實現電力物聯終端及二次設備的萬物互聯，協同作業。面向云端(北向協議)，實現多設備數據上送、數據封裝、消息處理能力；面向設備端(南向協議)，為多設備融合提供統一的底層能力,為設備間高吞吐、低時延、高可靠的流暢連接體驗。
萬物互聯，通過分布式軟總線實現萬物互聯，讓設備間的連接更自由，人機互聯、機機互聯、多機互聯，設備運維實現“無屏變小屏，小屏變大屏”。
安全可靠，通過軟件包簽名管理、設備啟動安全校驗等多技術驗證，保證設備啟動安全、設備整個應用環節可信，提升系統韌性、抗攻擊能力，實現整個電力物聯網的安全可靠。
在落地場景方面，電鴻物聯操作系統在發電、輸電、變電、配電、用電、調度、新能源應用等電力生產環節都能發揮作用。
例如：
在輸電場景下，可以部署基于該系統的圖像視頻監測設備、故障定位監測設備、桿塔傾斜監測設備、北斗地災監測設備、線路舞動監測設備、導線溫度監測設備、覆冰監測設備、山火監測設備、微氣象監測設備、地線融冰監測設備、污穢監測設備等新型智能監測裝置，實現線路的環境、故障、氣象、地災等重要指標監測的全覆蓋。
在變電場景下，可以在變電站部署基于該系統的變電智能網關、攝像機、門禁、動環、風機控制器等新型智能變電裝置，實現變電站視頻、環境、設備狀態等重要指標監測的全覆蓋。
在配電場景下，可以在配電房部署基于該系統的配電智能網關、溫濕度傳感器、煙霧探測器、水浸傳感器、門狀態傳感器、干式變壓器狀態量傳感器、油浸變壓器狀態量傳感器、低壓回路測控終端、視頻云節點、紅外高清球機等新型智能配電裝置，實現配電房電氣量、環境量、一二次融合設備及電氣設備數據等重要指標監測的全覆蓋
電鴻物聯操作系統如何賦能電力行業？
值得一提的是，作為電鴻物聯操作系統的聯合發布者，開放原子開源基金會是一家以推動全球開源事業發展為使命的非營利機構，也是中國首家且唯一開源領域的基金會，旗下運營著多個開源項目，OpenHarmony便是其中之一。很多相關企業會通過捐贈方式加入開源基金會及相關項目，一方面為開源項目和開源生態的繁榮發展提供現金流，另一方面也將自己鏈接到了一個不斷豐富和發展的技術生態體系中，有利于企業自身的發展。
從公開渠道可以看到，目前已有超過100+伙伴加入電鴻物聯產業鏈生態，涵蓋國內主流芯片、模組、終端廠商。
作為首個電力物聯操作系統，電鴻物聯操作系統志在引領電力統一物聯新業態，通過在電力系統的各細分業務場景發揮作用，推進源網荷儲四維互動，進而為未來的新型電力系統大規模物聯設備接入、運行和維護提供數字底座。
電鴻物聯操作系統的推廣將全面帶動電力行業物聯終端領域產業鏈升級，預計到2024年適配電力行業物聯終端150+大類，新增30萬物聯終端全覆蓋，基本覆蓋電力行業裝備產業鏈上下游。2025 年產業鏈將拓展到900+子類設備，實現輸變配領域135萬個物聯終端全覆蓋。遠期目標到2035年覆蓋終端規模可超億級。
智次方·物聯網智庫就“電鴻物聯操作系統將會給電力行業帶來哪些影響”這一問題，采訪了一些相關企業。
廣東九聯科技股份有限公司的回復中提到：
電鴻物聯操作系統可以應用在電力生產的各個環節，通過電力設備終端的監測和數據采集，數據可以通過統一的通信協議在網絡上進行交互，從而提高數據處理能力，并保持用電量和發電量的動態平衡。
推廣應用電鴻物聯操作系統能夠減輕基層運維人員的工作負擔。通過電鴻物聯操作系統，運維人員可以集中、遠程、批量進行設備管控和維護，大大提高了效率和安全性。
電鴻物聯操作系統填補了國內電力物聯操作系統的空白，解決了碎片化和協議不一致的問題，為電力行業帶來更高效、安全和智能的解決方案，推動了電力物聯網的發展。
通過另外一些企業的回復，讓我們對這種影響的具體表現有了更為細致的了解：
每次新增一種物聯設備時，都需要經過專人支撐現場安裝、調試，入網需要2-14天時間，成本高、效率低。使用電鴻物聯操作系統后，設備基于統一物聯標準，實現設備自動識別，即插即用，平均適配入網時間可縮短到半天，現場安裝調試時間從4小時縮短到30分鐘。
當新能源并入電網時，需要進行大量的數據分析和處理。通過電力設備終端的監測和數據采集，數據可以通過統一的通信協議在網絡上進行交互，從而提高數據處理能力，并保持用電量和發電量的動態平衡。
傳統模式下，電力井、輸電桿塔設備系統升級時，需要下井/上塔，升級方式多為U盤或PC近場連接升級，過程繁瑣、效率低，存在作業安全風險。應用電鴻物聯操作系統后，借助電鴻物聯操作系統可維可測的能力，作業人員通過管控平臺，可直接遠程對設備批量升級，平均設備升級時間從3小時縮短到20分鐘。
九聯科技還談到，作為開源基金會的黃金捐獻人和OpenHarmony項目組的A類捐獻人，九聯科技始終在OpenHarmony領域不斷加大研發投入參與共建，并且通過細致洞察各垂直領域的場景需求，不斷踐行OpenHarmony在各個領域應用的軟硬件終端+系統緊密結合的解決方案形成商業閉環，充分發揮OpenHarmony特性賦能行業，切實解決實際場景中的現存短板。
目前，九聯科技正在著力推進旗下電力相關終端設備及蜂窩物聯網模組圍繞電鴻物聯操作系統進行全面改造和認證測試，以全力支持“電鴻“生態系統的繁榮發展。
作為智能電網蜂窩通信模組領導者的有方科技，在對智次方·物聯網智庫的采訪回復中提到，蜂窩通信模組作為連接主站平臺的端側出口，是智能終端的關鍵單元。有方科技憑借在電力物聯網行業深耕十余年的技術與經驗優勢，研發推出了多款5G、LTE Cat.1、LTE Cat.4、NB-IoT無線通信模組，全線支持電力鴻蒙OS，可以支持電力行業各類終端企業完成終端產品鴻蒙化的設計開發，共同推動電鴻物聯生態發展。
此外，通過公開渠道，我們也能看到其他相關企業積極參與到了電鴻物聯操作系統生態鏈的建設當中。
比如，力合微通過提供自主研發的PLC電力線通信芯片技術支持電鴻物聯操作系統。潤和軟件推出了自主研發的基于電鴻物聯操作系統的智慧臺區全景監控系統、輸電線路全景監控系統等多個方案，以期能及時匹配電力行業對自主可控智能物聯的部署需求。翱捷科技與技象科技聯手，憑借技象通訊模塊+傳感器（煙霧/溫濕度/水電表等）+翱捷ASR5822S（主控MCU搭載電鴻物聯操作系統），為感知終端產品提供對應電鴻物聯操作系統。
寫在最后
電鴻物聯操作系統的推出,對于物聯網行業和電力行業都是極為關鍵的一步。既豐富了物聯網操作系統的垂直化發展經驗，又推動了智慧電力的加速發展。
作為一項開源項目,電鴻物聯操作系統為相關企業提供了參與和創新的機會。開放共建的模式促進了生態系統的迅速發展，各種電力物聯網設備和解決方案將迎來蓬勃發展。這不僅能夠滿足電力系統建設的需求,還有望孕育新的經濟增長點。
可以預見，電鴻物聯操作系統必將推動電力系統向更加智能化、靈活化和低碳化方向發展。它將大幅提升電網的穩定性、可靠性和經濟性，使電力更高效、更可持續。這不僅對電力行業具有重要意義，也將深刻影響我國經濟社會的可持續發展。
電鴻物聯操作系統只是一個開始，它向我們展示了物聯網與垂直行業深度融合的巨大潛力。在后續的發展中，AIoT 技術必將與更多行業和領域實現深度結合，釋放出更大的力量，創造更多的價值，造福社會。
參考文獻：
《共建電鴻物聯生態 打造安全可靠的數字化電網》，有方科技公眾號
《國內外主流物聯網操作系統盤點》，電子工程專輯公眾號
《物聯網操作系統到底是什么？》，AIOS聯盟
《面試官：說說你對操作系統的理解？核心概念有哪些？》，51CTO
《智能物聯網：概念、體系架構與關鍵技術》，計算機學報
《解碼電鴻物聯操作系統》，經濟日報
《物聯網的心臟——物聯網操作系統，重構產業鏈價值》，天風證券
《新型電力系統發展藍皮書》，國家能源局
《物聯網操作系統安全白皮書（2022 年）》，中國通信標準化協會
《泛在電力物聯網白皮書2019》，國家電網公司
《物聯網之魂：物聯網協議與物聯網操作系統》，機械工業出版社
《加快推動物聯網操作系統深化發展》，人民郵電報
