[IoT] 사물인터넷 운영체제(OS)

사물인터넷을 위한 전용 운영체제는 따로 존재하지 않았다. 

보통 안드로이드 혹은 윈도우즈폰처럼 스마트폰이나 태블릿 PC용으로 개발된 모바일 운영체제를 사물인터넷 디바이스에 함께 이용해 왔다.

 

최근에 스마트 워치나 스마트 안경과 같은 웨어러블 디바이스의 보급이 확대되면서, 새로운 운영체제들이 속속 등장하고 있다. (안드로이드웨어와 타이젠)

 

2000년대 중후반에 USN 혹은 WSN 시스템을 위해 개발된 초소형 운영체제도 재조명을 받고 있다.

 

안드로이드웨어(Android Wear)

구글이 웨어러블 스마트 디바이스를 위해 내 놓은 운영체제로 2014년 3월 베타 버전이 공개되었다.

안드로이드 웨어는 음성으로 가동된다.

평상시 사용자의 위치나 환경 등을 실시간으로 체크해서 날씨, 뉴스, 교통 등의 정보를 제공해주지만, 웨어러블 디바이스에 대고 '오케이 구글'이라고 말하면 다양한 어플리케이션을 구동시키기나 원격 조종 기능을 이용할 수 있다. 예를 들어, 전화를 걸거나 음악을 재생하거나 보고 싶은 영화를 TV로 전송할 수도 있다. 또한, 메시지 전송, 알람 설정, 콜택시 예약, 식당 예약과 같은 작업도 음성으로 수행할 수 있다.

 

타이젠(Tizen)

리눅스 재단 주관으로 삼성과 인텔 등 다양한 회사가 개발에 참여하고 있는 리눅스 기반 오픈소스 플랫폼이다.

 

다양한 기기에 탑재할 수 있어 크로스 카테고리 플랫폼이라고 불린다. 

W3C/HTML5와 같은 다양한 표준을 준수하며, HTML5 기반의 웹어플리케이션 및 C++ 기반의 네이티브 애플리케이션을 지원한다.

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사물인터넷을 위한 초소형 운영체제

안드로이드웨어나 타이젠 외에도 사물인터넷을 위한 초소형 운영체제가 존재한다.

• 타이니OS
• 콘티키
• 파이넷
• RIOT
• 나노큐플러스

타이니OS(Tiny OS)

1999년에 UC Berkeley에서 개발된 무선 센서 네트워크(WSN)를 위한 개방형 운영체제이자 플랫폼이다.

 

원래는 DARPA의 NEST 프로그램의 일부로 시작된 프로그젝트였으나, 전세계의 수많은 학생들과 전문 개발자들에 의해 이용되며 엡데이터되어 오고 있다.

특징 1.무선 센서 네트워크의 제한된 자원과 저전력 특성을 극복하였다. 2. nesC 언어를 이용해 개발된 컴포넌트 기반의 시스템과 프로그래밍 구조를 가진다. 3. 이벤트 기반의 동작으로 저전력의 효율적인 구조를 가진다. 4. 기존 멀티쓰레드 방식의 단점을 개선해 적은 메모리로 멀티태스킹을 지원할 수 있다. 5. P2P 연결 대신 멀티홉 라우팅을 통해 전송 전력을 줄인다.

 

콘티키(Contiki)

메모리가 제한된 네트워크 시스템, 특히 저전력 사물인터넷 디바이스를 위한 오픈소스 운영체제다. 

 

2002년 아담 등켈스에 의해 최초로 개발되었으며, 이후 Amtel, Cisco, RWTH Aachen Univ., Oxford Uni. 등의 기업과 대학들의 개발자들로 구성된 글로벌 팀에 의해 더욱 개발되었다.

특징 1. C언어로 만들어졌다. 2. 선점형 멀티쓰레드를 지원한다. 3. 킬로바이트(KB) 단위의 메모리와 밀리와트(mW) 수준의 파워 버짓, 메가헤르츠(MHz) 수준의 처리 속도, 수백 Kbps 수준의 통신 대역폭을 가지고 있다. 4. uIP TCP/IP 스택, uIPv6 스택, 그리고 Rime 스택의 세 가지의 네트워킹 방식을 지원한다. 5. Rime 스택은 특별히 저전력 무선 네트워크를 위해 설계된 경량 네트워킹 프로토콜의 집합이다.

 

파이넷(Phynet)

유틸리티 모니터링 등을 위해 Arch Rock이라는 회사가 개발한 저전력 무선 메쉬 네트워킹 프로토콜을 지원하는 타이니OS였다.

 

이 운영체제가 스마트 그리드 및 스마트 시티 사업에 매우 유용할 것을 간파한 Cisco가 인수하며 더 이상 오픈소스로 제공되지 않는다.

특징 1. IPv6를 지원하며 분산 IP 라우팅 알고리즘을 사용하기 때문에 무제한으로 확장이 가능하다. 2. IEEE 802.15.4/6LoWPAN 무선 통신 기술 및 메쉬 라우팅, AES128 기반의 링크 암호화, 그리고 안전한 통신을 위한 노드 인증을 지원한다.

 

RIOT

개방형 초소형 운영체제이다.

특징 1. RIOT OS의 주요 설계 원칙은 에너지 효율적이다. 2. 적은 메모리 공간을 이용하고, 모듈화되고, 개발자 친화적인 프로그래밍 인터페이스를 제공하는 것이다. 3. 6LoWPAN은 물론 모든 TCP/IP 스택을 지원한다. 4. C와 C++ 프로그래밍 언어, 멀티쓰레딩, 동적 메모리 관리 등도 지원한다.

 

나노큐플러스(NanoQplus)

한국 전자통신연구원(ETRI)이 다양한 무선 센서 네트워크, 사물인터넷, M2M 등의 분야에서 사용되는 임베디드 장치용으로 개발한 초소형 운영체제로 2007년에 2.3버전의 소스코드를 일반에 공개했다.

특징 1. C언어로 작성되어 있으며 프로그래밍 구조가 간단하고 용이하다. 2. 멀티쓰레드를 지원하며 우선순위 기반 라운드로빈 방식으로 쓰레드를 선택한다. 3. 자동 절전 상태가 되어 전력 소모를 최소화 한다. 4. IEEE 802.15.4 기반의 2.4GHz, Sub-1GHz 통신 모듈을 위한 드라이버를 제공하며, 상호운용성을 위한 IPv6를 지원한다.