AliOS Things是AliOS家族旗下一款面向物联网领域的轻量级物联网嵌入式操作系统。 AliOS Things致力于打造具有极致性能、极简开发、云集成、丰富组件、安全防护等关键能力的云一体化物联网基础设施。还支持终端设备连接阿里云Link，可广泛应用于智能家居、智慧城市、新出行等领域。

AliOS Things不仅仅是一个传统的RTOS，而是一个运行在嵌入式MCU上、组件丰富的云集成嵌入式操作系统。拥有丰富的连接组件和能力，主要有：

自组织网络协议（uMesh）

套接字适配层(SAL)

TCP/IP 网络协议栈(LwIP)

连接协议（WiFi、BLE、LoRaWAN、GPRS 和NB-IoT）

自组织网络（uMesh）、套接字适配层（SAL）和TCP/IP网络协议栈（LwIP）主要是功能和使用场景的介绍。连接协议部分除了功能介绍外，还根据场景提供了AliOSTings网络组件的推荐使用方法。

自组织网络

uMesh是AliOS Things的核心组件之一，提供AliOS Things原生的自组织网络能力，并提供AliOS Things的本地互联能力。 uMesh具有自组织、自愈、多跳等特点。适合需要大规模部署的场景。主要特点包括：

无缝支持IPv4 和IPv6

支持WiFi、BLE和802.15.4等通信媒体

支持不同通信介质之间的异构组网

支持树形拓扑和网状拓扑

支持低功耗特性

设备使用ID2 进行身份验证，数据使用AES-128 加密

uMesh自组织网络协议位于MAC层之上、IP层之下。整个协议包括三部分，协议核心部分、连接协议抽象层、IP协议适配层。如下图所示。

uMesh适用于室内定位、智能照明、商业场景等需要大规模部署的场景。目前主要支持WiFi，低功耗和BLE mesh的支持正在开发中。

套接字适配层

为了适应不同的连接协议和不同连接芯片的能力，AliOS Things提供了SAL开发组件，加速MCU+通信连接芯片应用场景的开发和部署。在此类应用场景中，主控MCU芯片通过UART或SPI总线与WiFi、NB-IoT等通信芯片连接。 AliOS Things操作系统和用户APP运行在主控MCU中。当需要网络数据访问时，外部通信芯片执行网络负载的接收和发送。主控MCU与外部通信芯片之间的通信可以是AT Command通道，也可以是厂家私有协议通道。主要设计方案如下图所示。

IP网络协议栈

AliOS Things IP网络协议栈是基于LwIP 2.0.0深度定制和优化的TCP/IP协议栈。其主要特点包括：

IPv4

IPv6

ICMP（互联网控制消息协议）

UDP（用户数据报协议）

TCP（传输控制协议）

ARP（地址解析协议）

NDP（邻居发现协议）

MLD（组播监听协议）

IGMP（互联网组管理协议）

DHCP客户端

TFTP服务器

TFTP客户端

除了上面提供的功能特性外，TCP/IP协议栈在多并发连接、大数据量的情况下也进行了深度优化。

连接协议

AliOS Things支持多种连接芯片和协议。目前主要支持WiFi、BLE和LoRaWAN，并且正在不断添加新的支持。

无线上网

WiFi协议栈通常由芯片制造商提供。 AliOS Things 提供了极简的WiFi HAL 层。开发者完成HAL连接后，就可以使用AliOS Things提供的丰富的应用层功能组件。同时，AliOS Things还支持外接WiFi通信芯片，由SAL（Socket Adapter Layer）完成对接和抽象。完成SAL对接后，开发者还可以使用丰富的应用层功能组件。

WiFi芯片是目前支持最广泛的连接芯片之一。主要可分为四种不同类型：

集成WiFi芯片，不支持TCP/IP协议栈

集成WiFi芯片，支持TCP/IP协议栈

外置WiFi芯片，不支持TCP/IP协议栈

外置WiFi芯片，支持TCP/IP协议栈

根据这四种不同的形态，AliOS Things提供了不同的功能组件组合，如下表所示。根据WiFi 芯片类型，需要LwIP 和SAL。支持WiFi分配网络和WiFi uMesh根据实际需要。

洛拉万

LoRaWAN组件支持两种模式：端侧的A类和C类。开发者可以使用LoRa接口在端侧和服务器之间发送和接收数据。开发者可以使用AliOS Things的LoRaWAN示例完成与LoRa网关和服务器的基本连接和通信。

LoRa 通常是Semtech LoRa 芯片外部的MCU。目前，AliOS Things已经集成了对sx1276的支持，芯片开发者可以直接使用AliOS Things提供的LoRaWAN协议栈进行开发。如果外部连接其他Semtech LoRa芯片，则可以按照AliOS Things集成的LoRa无线电层接口进行连接。

AliOS Things LoRaWAN协议栈不仅提供了端上的LoRaWAN协议，还提供了一套完整的测试环境。开发人员使用AliOS Things LoRaWAN协议栈完成开发后，可以使用AliOS Things提供的测试环境进行初步测试和验证。要构建和使用应用示例测试环境，请单击此处。

目前LoRaWAN开发者可以使用LoRa协议层接口进行开发。我们正在根据LoRa应用和场景的特点来开发应用层接口，以便应用开发者在使用AliOS Things LoRa接口后，无需了解LoRaWAN协议的太多细节，即可实现极简开发。

蓝牙

目前，BLE组件已经在mk3239上支持蓝牙4.2、应用编程框架和应用框架接口。应用程序编程框架抽象了BLE协议的细节，并向应用程序开发人员提供应用程序框架接口。应用开发者不再需要关心BLE协议栈的细节，专注于业务逻辑开发，实现极简开发。对于网络开发者来说，BLE组件提供了完整的协议层接口，供网络开发者使用完整的BLE协议能力。

应用框架提供的主要能力包括：

BLE连接的建立

读取和更新传感器数据

广播数据

开发者可以根据应用开发框架提供的接口，将外围设备采集的数据从GATT服务器发送到GATT客户端。提供应用程序开发框架的主要原因是蓝牙应用程序开发人员很可能不想将精力花费在蓝牙技术的细节上，而是希望通过极简的界面快速构建自己的应用程序。目前，AliOS Things为外设提供了应用开发接口，主要解决传感器数据的读取和更新问题。开发人员可以使用这套接口在mk3239上快速构建基于蓝牙的应用程序。

我们正在加速丰富应用开发框架，开发蓝牙5.0，扩大蓝牙芯片支持规模。同时，uMesh还增加了BLE Mesh支持，并且将与SIG BLE Mesh完全兼容。

GPRS 和NB-IoT

目前，NB-IoT和GPRS作为通信芯片，外部连接到运行AliOS Things的主芯片，并由通过SAL连接到通信芯片的AT命令集支持。

对于NB-IoT 和GPRS，作为AliOS Things 支持协议系列的一部分，直接在SoC 上运行的工作正在进行中。

总结

用户评论

失心疯i

这个 AliOS Things 网络连接技术概述真不错！对边加载功能很感兴趣。

    有16位网友表示赞同！

心安i

终于能深入了解一下 AliOS Things 的网络连接是怎么实现的，之前一直很好奇啊。

    有6位网友表示赞同！

暖瞳

看了介绍，感觉AliOS Things 确实非常适合物联网应用开发了！

    有15位网友表示赞同！

一样剩余

支持多种协议和安全机制，这个真的太棒了，可以放心使用。

    有16位网友表示赞同！

灼痛

边加载功能是不是可以实时更新设备固件呢？这也太方便了吧。

    有10位网友表示赞同！

残花为谁悲丶

对MQTT协议的介绍很清晰，易于理解。

    有7位网友表示赞同！

满心狼藉

物联网应用发展越来越快，AliOS Things 的网络连接技术肯定能占据重要地位！

    有12位网友表示赞同！

盲从于你

我要学习一下 AliOS Things 的使用方案和案例！

    有19位网友表示赞同！

抓不住i

关注点放在轻量化、高可靠性和安全性上了，对开发者很友好。

    有18位网友表示赞同！

怀念·最初

阿里云的物联网平台真是越来越强大啊！

    有11位网友表示赞同！

一纸愁肠。

希望能有更详细的文档和教程，以便更快上手。

    有19位网友表示赞同！

余温散尽ぺ

AliOS Things 的网络连接技术总结得非常到位，干货满满!

    有13位网友表示赞同！

ˉ夨落旳尐孩。

学习笔记：AliOS Things 网络连接主要包括几种协议和安全机制。

    有16位网友表示赞同！

秘密

了解了 AliOS Things 的边加载功能，可以实现更灵活的设备升级！

    有12位网友表示赞同！

眷恋

这个概述对理解 AliOS Things 的网络连接原理很有帮助。

    有20位网友表示赞同！

箜篌引

感觉阿里在物联网领域投入很大啊，AliOS Things 的生态系统也越来越完善。

    有12位网友表示赞同！

半梦半醒半疯癫

希望未来会有更多应用案例和工具出来支持 AliOS Things。

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清原

网络连接技术真难，AliOS Things 做出来这么好！

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红尘滚滚

学习 AliOS Things 网络连接，为物联网项目助力！

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