PML物理标识语言概述

目录
1 背景 (3)
2 PML的目标与范围 (3)
2.1. PML中所描述的信息类型 (4)
2.2. PML语言在整个Auto-ID基层设备中的作用 (4)
3. PML设计方法与策略 (5)
3.1 语法 (5)
3.2 语义 (5)
3.3 数据存储和管理 (6)
3.4 设计策略 (6)
4 PML Server (7)
5 PML Core概述 (10)
5.1 目标与范围 (10)
5.2 动机 (11)
5.3 用法 (11)
6 PML Core要求 (12)
6.1 总体概述与应用模式 (13)
6.2 通用指南 (14)
6.2.1 现有标准应用 (14)
6.2.2 严谨性 (14)
6.2.3简易性 (14)
6.2.4 对底层传输协议不能凭空假设 (14)
6.2.5 人工可读性（Human readability） (14)
6.2.6 语法验证及编写所用工具的实用性 (15)
6.2.7 确保组件重用最大化 (15)
6.2.8 80/20原则 (15)
6.2.9 工具使用与支持 (15)
6.2.10 交互使用 (15)
6.3 数据要求 (15)
6.3.1 由RFID识读器所采集的数据 (16)
6.3.2 由非RFID传感器所采集的数据 (16)
6.3.3 由安放在RFID标签上的传感器所产生的数据 (16)
6.3.4 由监视物品物理属性的固定连线传感器所采集的数据 (17)
6.3.5 传感器观测报告的层次 (17)
6.3.6 普通传感器观测报告的表述 (17)
6.3.7不同类传感器观测报告的开放性 (17)
6.3.8 是否使用存储器来表示标签 (18)
6.3.9 将EPC作为默认的识别方案 (18)
7 PML Core Schema体系 (18)
7.1 PML设计方法概况 (19)
8 参考文献 (19)
1 背景
Auto-ID中心提出的产品电子码（EPC）为自动识别和数据采集（AIDC）这个传统领域带来新的发展契机。

它使得唯一识别、跟踪并定位供应链上的货品成为可能，并可存取货品的相关信息（比如压力和温度）。

这样对于一个单品本身和它所经历过程的信息就可以一目了然。

物理标记语言（PML）在实现上述新功能中充当了一个重要角色。

它将为工商业中的软件开发、数据存储和分析工具提供一个描述自然实体、过程和环境的标准化方法。

并能够提供一种动态的环境，使与物体相关的静态的、暂态的、动态的和统计加工过的数据在此环境中可以交换。

PML可广泛应用在存货跟踪、事务自动处理、供应链管理、机器操纵和物对物通讯等方面。

毫无疑问的是，很难详细描述整个现实世界以满足每个企业、每个行业的需要。

每一个物品都有其物理属性，这包括体积和质量。

而且它们经常是有内部结构的。

此外它们为不同公司和个人所拥有，并在这些公司和个人之间进行交易。

总之，它们存在于时间和空间中。

物理标记语言的核心组件就是要捕获这些物品和环境最基本的物理属性。

物理标记语言（PML）将成为一种通用的、标准的方法来描述我们所在的真实世界。

这项任务是如此艰巨，Auto－ID中心必须仔细考虑PML的目标和它未来的应用。

2 PML的目标与范围
PML语言主要是提供一种通用的标准化词汇来表示EPC网络所能识别物体的相关信息。

这方面内容的实例包括像RFID传感器这样的观测仪器，像RFID识读器这样的基层设备所使用的配置文件或电子商务中有关描述EPC数据的资料。

尽管在哲学的层面上不同的词汇会有不同的含义，但是PML将使用共同的命名和设计原则。

PML词汇提供了在EPC网络组件间所交换的数据的XML定义。

系统中所交换的XML 消息应当在PML方案中都有示例。

PML的研发是AUTO－ID中心致力于自动识别基层设备之间进行通讯所需要的标准化接口和协议的一部分。

PML不是取代现有的商务交易词汇或任何其它的XML应用库，而是通过定义一个新的关于EPC网络系统中相关数据的数据库来弥补原有系统的不足。

2.1. PML中所描述的信息类型
直接从Auto-ID的基层设备中采集来的信息作为物理标记语言的一部分进行建模。

举例来说，这些信息包括：
– 位置信息。

比如：位于Z码头的识读器Y探测到标签X。

– 遥测信息
– 单个物体的物理属性。

比如说它的质量。

– 一群物体所处环境的各种物理属性。

比如：周围环境的温度
– 组成信息。

比如：单独的物流单元可以由货盘、容器和贸易项组成。

信息模型还将包括以上所列出的不同信息元素的历史。

比如：从不同位置所读取的信息汇总起来将获得物品的跟踪信息。

. 另一方面，PML研发目的是提供关于物品的完整信息并促进物品之间的交易。

这就要求不仅由Auto-ID的基层组织采集信息，还需要其他来源的共同推动。

其它信息包括:
–与产品相关的信息比如：零售产业中的贸易项信息或高科技产业中的技术数据表
–与过程相关的信息比如：Auto-ID已规范的物体与像高级货运通知这样的交易之间的联系。

理论上包括两种信息：来源于Auto-ID基层组织的信息和非来源于Auto-ID基层设备的信息，只有这两种信息触发适当的动作。

例如一组物体的温度监控信息。

2.2. PML语言在整个Auto-ID基层设备中的作用
PML语言主要充当着Auto-ID基层设备中不同部分的共同接口。

图1举了一个例子来说明Savant、第三方应用如企业资源规划 (ERP) 或制造执行系统(MES) 以及PML Server 共同存储Auto-ID相关数据。

图1PML语言充当着Auto-ID基层设备中不同部分的接口
注意*PML词汇在信息存储方面没有推荐规则，因为它主要指出了信息在不同部分之间怎样进行交换。

3. PML设计方法与策略
3.1 语法
PML语言采用的方法是首先使用现有标准来规范语法和数据传输，比如可扩展标识语言（XML），超文本传输协议（HTTP）以及传输控制协议和因特网协议（TCP/IP）。

这就提供了一个功能集并且可利用现有工具来设计和编制PML应用程序。

3.2 语义
比那些需要借助共享注册中心才能进行转换的标准优越的是，PML将提供一种简单的规范。

通过一种通用、默认的方案——比如超文本标记语言（HTML）——从而使两个方案之间的没必要进行转换，而是采用可靠的传输和翻译。

此外，一种专一的规范会促使阅读器、编辑工具和其他应用程序等第三方软件的发展。

物理标记语言将力争为所有的数据元素提供一种单一的表示方法。

换句话说，如果有多个对数据类型编码的方法，PML将会选择其中一种。

举例来说，在对日期进行编码的种种方法之中，PML将只会选择其中的一种。

它的思路是当编码或查看事件进行时，
数据传输才发生，而不是发生在数据交换时。

3.3 数据存储和管理
尽管我们经常提到PML“文件”，但是并非必须就用此种数据格式来实际的存储数据。

因为PML只是一种用在信息发送时对信息区分的方法，实际的内容可以任意格式存放在服务器中（比如，一个SQL数据库、数据表、或一个平面文件）。

换句话说，一个企业不必以PML格式来存储信息的方式来使用PML语言。

企业将以现有的格式和现有的程序来维护数据。

举例来说，一个applet（Java小程序）可以从Internet上通过对象名称解析服务（ONS）来选取必需的数据,为了它便于传输，这些数据将按PML规范重新格式化。

这个过程与动态HTML语言（DHTML）相似，它也是按照用户的输入将一个HTML页面重定格式。

此外，一个PML“文件”可以根本不是一个文件，但可以是来自不同来源的多个文件和传送过程的集合。

因为物理环境所固有的分布式特点，PML“文件”可以在实际使用中从不同的位置整合多个PML小片断。

因此，一个PML“文件”可能只存在于传送过程中。

它所承载的数据可能是短暂的——仅存在于一个很短的时间内并在使用完毕后丢弃。

3.4 设计策略
为了便于物理标记语言的有序发展，已经将PML分为两个主要部分——PML CORE （PML核心）与PML Extension（PML扩展）来进行研究(参见图2).
PML Core用统一的标准词汇将从Auto-ID基层设备获取的信息分发出去，比如：位置信息、成分信息和其他遥感信息。

由于这个层面的数据在自动识别之前不可用，所以必须通过研发PML CORE来表示这些数据。

PML Extension用于将Auto-ID基层设备所不能产生的信息和其他来源的信息整合。

第一种实施的扩展是PML商业扩展。

PML商业扩展包括多样的编排和流程标准，可使交易在组织内部和组织之间发生。

许多组织已经准备好致力于发展这些标准，自动识别技术将判断出最满足顾客需求的部分并对其进行整合。

图2 PML Core与PML扩展
PML Core 目的是专注于直接由Auto-ID基层设备所生成的数据，其主要描述包含特定实例和独立于行业的信息。

特定实例是条件与事实相关，这种事实(例如：一个位置)只对一个单独的可自动识别对象有效，而不是对一个分类下的所有物体都有效。

这种独立于行业的条件指出了数据建模的方式：它不依赖于指定对象所参与的行业或业务流程。

对于PML商业扩展部分，提供的大部分信息对于一个分类下的所有物体均可用。

大多数的信息内容也高度依赖于实际行业。

例如，高科技行业的组成部分的技术数据表都远比其他行业要通用。

PML商业扩展在很大程度上是针对用户特定类别并与它所应用领域相关。

迄今为止，PML扩展框架的焦点都集中在整合现有电子商务标准上。

我们也可以想象的出其他PML扩展部分可以覆盖到不同的领域。

本文以PML Core为主来介绍PML语言，因为这是PML最为核心的和使它区别于其他电子商务标准的部分。

4 PML Server
射频识别是一门用于识别、跟踪和定位资源的技术。

它的美好远景促使着Auto-ID 中心在全球范围内对唯一识别单品展开研发工作。

EPC（产品电子代码）作为唯一编号将以廉价的射频识别（RFID）标签来承载这个编码。

EPC网络也将通过采集和开放（通过因特网并对已授权的请求）其他信息将给定贸易项发送给已授权请求者。

整个EPC网络包括EPC标签、解读器、Savant软件、PML Server（现称EPC Information Service 即EPC信息服务）、PML消息流、对象名解析服务（ONS）、企业应用程序。

图3: EPC网络架构——企业内部
PML文件将被存储在一个PML Server上，需要配置一个专用的计算机，为其它计算机提供他们需要的文件。

PML Server将由制造商维护，并且储存有这个制造商生产的所有商品的信息文件。

PML Sever用于存放生产数据、批量订单等信息。

Savant通过ONS 获取与当前所探测到的EPC相关的远程PML Server的地址，此后Savant向远程的PML Server发送读取PML数据的请求，PML Server对此作出回应，返回给Savant它所请求的PML数据，再由Savant处理新读取的EPC标签的内容。

同时Savant把自动识别基层设备所感应到的数据发送到远程PML Server，PML Server将这些数据整合到此EPC对应的PML文件中。

在最新的EPC规范中，PML Server被称作EPC信息服务（EPC Information Service）。

PML Server使得与可用数据相关的EPC网络可以以PML格式来请求服务。

通过PML Server所能获得的可用数据可包括从Savant中收集的标签读取数据（例如，为了
便于跟踪物品和以序列号的间隔大小来跟踪）；实例层（instance-level ）数据（比如生产数据，有效日期等等），以及对象分类层数据（比如产品目录信息）。

为了适应这些需求，PML Server 利用企业中现有的多种数据源，将数据转化为PML 格式。

EPC 数据通过供应链来发送，每一个行业可以创建一个EPC 存取注册中心（EPC Access Registry ），它将扮演一个存放EPC 信息服务接口声明仓库的角色。

《Auto-ID EPC 信息服务1.0规范》定义了访问PML Server （EPC 信息服务）所需的协议。

下面的EPC 信息获取流程图和EPC 网络架构–企业之间图说明了PML Server 在整个EPC 网络中的角色。

图4：EPC 信息获取流程
标签-识读器的
基层设备
Savant ONS PML-Server
EPC 信息获取流程图
5 PML Core概述
下面将通过PML Core描述的范围，以及它与物理标记语言的关系、应用模式、需求、设计思路、XML schema和简单实例文档来详细说明物理标记语言的核心部分——PML Core。

5.1 目标与范围
PML Core的目标是提供一种标准的格式使自动识别基层设备（比如：RFID识读器）中的传感器所采集到的数据可以进行交换。

PML Core提供了一套方案，用于定义所采集数据的在传送过程中的交换格式。

这些数据实体可以直接从传感器中读取，或从路由器和数据存储库（比如Savant或分发所捕获数据的EPC信息服务）中获取。

PML Core专注于可观测物——可由传感器观测到或测量到的物理属性和实体——
而非单独某个传感器的特性或可观测值的解释。

任何所可能提供的与原始数据有关的解释信息将在PML之中被其他相关词汇所处理。

PML Core是PML之中全部词汇中的一组词汇。

PML
用于表示EPC网络所识别的物体的信息的一套词汇
图6 PML与PML Core之间的关系
5.2 动机
Auto-ID中心认为重点在于自动识别中什么是独一无二的。

中心可以提供一整套词汇来满足自动识别用户群的需要，同时避免为现有已定义的业务标准中的元件而定义一套新词汇而造成词汇的彻底改造。

因此，PML Core专注于提供一种灵活的框架来表示由EPC 网络中的传感器所采集的数据。

5.3 用法
基于PML Core schema的消息可以在EPC网络中任意两个可使用XML的系统之间进
行交换。

最有代表性的是在Savant与EPC信息服务和/或其他企业应用系统之间发生基于PML Core schema的信息交换。

这并不排除PML Core schema在其他场合也有其使用机会。

任何其他行业的垂直应用或有需求的组织将把PML Core模型匹配到它们自己指定的XML Schema和应用中。

基于PML方案的支持工具将会是下一个市场机会。

通常我们可以说PML Core消息可以在任何两个支持XML消息的系统之间完成传递。

6 PML Core 要求
这个部分的目的是收集、分析和定义高层次的需求和PML Core 的特征。

本节将重点放在利益相关组织和终端用户的需求以及为何会存在这些需求的原因。

PML Core 具体怎PMLCore 消息
系统A
系统B
图7 PML 核心消息
PML Core Schema 使用方法
图8 PML Core Schema 如何使用
样满足这些需要并且进行设计在这篇文档的后一部分会有阐述。

6.1 总体概述与应用模式
如果组件的处理能力可以满足基于XML信息交换，PML Core 词汇应当提供下列组件之间进行传感器数据通讯所需有效负载的标记：
Savant/EPC IS 与其外部应用
单独传感器所配备的Savant和用于整合信息的Savant
传感器(比如：一台RFID识读器)和一个Savant,
下面的章节略述了PML Core怎样用于整合前文所提到的其他的EPC网络组件：
RFID识读器和其他AIDC技术（比如条码识读器）
RFID识读器和其他AIDC技术探测并识别出物品，并生成对应的EPC数据。

RFID识读器可以用PML Core中所采集数据分发方面的标准化词汇来描述这些内容。

Savant
Savant是Auto-ID技术中负责数据处理、路由和过滤的“中间层”。

它可以在数据被分发到其他已应用所选传送路由协议的实体之前，利用PML Core词汇将这些EPC网络中的传感器所采集的数据做好标记。

PML Server（EPC信息服务）
EPC信息服务是需要查询EPC网络相关数据的外部应用程序的“查询结点”。

如果查询与EPC网络（比如：RFID识读器）所采集的数据有关，查询的返回信息应当用PML Core 词汇来标记。

外部客户应用程序
PML Core语言提供了EPC网络所采集到的数据及这些应用程序所接收到的数据的通用语法。

对于所要交换的数据如何在不同的组件之间存储，物理标记语言标准本身并没有作出推荐。

举例来说，一个Savant或EPC信息服务没必要必须以PML Core格式来存储或处理数据，因为PML Core在它们与EPC网络中的其他结点进行交换时应当仅用于标记传感器数据。

6.2 通用指南
6.2.1 现有标准应用
含义：使用现有标准来描述和唯一定义单个实体，比如可用的最佳日期、时间。

使用现有标准也要求适当的选择命名和设计原则并且选择一种详细的方案架构。

基本原理：与现有标准保持一致将确保发展速度，最大化互操作性并易于长期的维护。

同时它也确保了PML Core的研发工作的重点和范围不会向无法唯一自动识别的特性方向上偏移和不会被其他成果所代替。

6.2.2 严谨性
含义：本语言应当是一种结构严谨、内容有控。

基本原理：严格规范的语言能够允许解析器确认文档及其结构的有效性。

这就能够避免HTML中常见的一类问题：不采用严格的语法，而是让浏览器来决定可以接受哪些不正确的语法。

6.2.3简易性
含义：简易性表示本语言的使用和实施是简单易懂的。

基本原理：为了鼓励PML Core语言和自动识别技术的广泛采用，PML语言应当尽量简单并表达清楚。

6.2.4 对底层传输协议不能凭空假设
含义：在设计和实施中，不应当假设一种可以将数据从一个结点送到另一个结点的特定的传送协议。

基本原理：底层传输协议不允许通过最初所选择的PML Core设计和实施方案而无限制地挑选传输协议。

6.2.5 人工可读性（Human readability）
含义：人工可读性意味着数据域的语义不能因为起了意义模糊的名字而使其晦涩难懂。

基本原理：易读性的原理是其增加了学习曲线并简化了调试过程。

这在当今XML标准的研制中很常见。

易识读性和名称表达的缺陷是其必须传递更多的数据。

然而，网络带宽
的节约是不能够充分证明使用隐秘标签名是正确的。

6.2.6 语法验证及编写所用工具的实用性
含义：为了更好的使用PML Core，用户将需要依靠辅助工具使用指定的语法编写文档并根据此语言方案来确认其内容。

基本原则：没有辅助工具，PML的应用会因为失去销售商的支持而面临危险。

6.2.7 确保组件重用最大化
含义：语言的设计应该满足各个组件在不同的环境配置中都可以重用的原则。

基本原理：设计时，应利用组件重用的思想。

如果在最初设计时就想到这一点，PML Core 的模块可以在此系统中重用。

6.2.8 80/20原则
含义：PML Core的设计应当是只需要提供20％的特性就能满足80%的需求。

基本原则：如上文所提及的，PML Core 应当保持简单性，只有在满足很少用户的特别需求的情况下，才可以需要其中相当复杂和难以使用的词汇部分。

6.2.9 工具使用与支持
含义：PML Core不应当假定为就是创建、管理、存储或可表述的工具。

基本原则：为了便于人们采用PML Core 词汇，我们不应当凭借某种特殊的用来创建、管理或存储数据的工具来限制它的使用。

6.2.10 交互使用
含义：PML Core 确定为用于交互和应用。

它不应当涉及数据如何实际存储。

基本原理：PML Core 的目标是对EPC网络所采集到数据的标记进行标准化。

假定某种存储装置，比如：XML数据库，我们将不需要担心它的采用问题，因为已实施PML Core 的团体将也会不得不随之采用那些推荐的存储装置。

6.3 数据要求
下面的章节概述了PML Core中大家公认所需的数据类型。

6.3.1 由RFID识读器所采集的数据
含义：RFID识读器读取存储在符合自动识别标准的标签上的产品电子码（以不同的表现形式）。

由唯一标识符所确定的某种RFID识读器适时地观测/探测到某个标签在它的识读范围之内，PML Core应当能够表示这些传感过程，每一个这样的观测报告都需要包含引发本次观测的命令和作为观测报告基准的独一无二的标签。

基本原理：RFID识读器是EPC网络中的主要组件之一。

在EPC网络中，它读取的数据从识读器发送到Savant，然后从这一个Savant中发送到其他的Savant，以及从Savant发送到EPC信息服务中。

为了标准化这些采集到的数据标记，PML Core需要能够充分地表述所观测到的数值。

一旦它们被用于推断某种高级信息，例如在一处货运码头的某个RFID所读取到的内容将被解释为货运到达，这就需要有一种唯一标志为观测报告提供参考。

为了给这种解释提供根据，参考实际的观测报告是十分有益的。

因为识读器本身可以支持多种测量模式，所以制定这些命令是有必要的，比如命令RFID识读器扫描它识读范围内的物体。

于是为了能恰当地解释这些观测值，所制定的命令将帮助人们更加透彻地了解情况。

优先级：必须有
6.3.2 由非RFID传感器所采集的数据
含义：非RFID传感器（比如条码扫描器）来采集RFID传感器采集的信息。

它的实际数据要求因此也应当与前面所提到的对RFID识读器的要求相似。

基本原理：为了方便采集，现有的识别系统（比如条码扫描器）也应该能够采集该类数据。

优先级：应当有
6.3.3 由安放在RFID标签上的传感器所产生的数据
含义：RFID标签本身可以包含传感器，它能够观测周围环境并可以使用观测到的数值。

举例来说，这种安放于标签上的传感器可以包括温度传感器、湿度传感器或重量传感器。

每一个传感器的观测报告需要有它自己的时间戳，并通过已定义的命令进行测量。

基本原理：下一代的Auto-ID标签将包括含有机载传感器的主动型RFID标签，为了能恰当的表示这些传感器所采集的数据，PML Core需要对这些观测值进行建模。

优先级：应当有
6.3.4 由监视物品物理属性的固定连线传感器所采集的数据
含义：固定连线传感器监视周围环境并提供像某一位置的温度或某一贸易项的重量这样的数据。

与安放在标签上的传感器相似，它们观测某一物理属性并确保观测值可用。

这种值可以是单独的数据实体：一个数据实体的矢量或统计值，如：平均值、最大值或最小值。

此贸易项实际的数据要求类似于安放在RFID标签上的传感器的数据要求（参见前面的要求）。

虽然如此，要强调的是它所采集的数据是来自有线传感器和无线传感器的。

基本原理：监视物品物理属性的固定连线传感器扩大了像RFID识读器或条码扫描器这样的识别传感器所采集数据的范围。

为了能够和识别传感器所提供的位置信息一起来使用这类信息，就需要有一种可以表示观测到的物理属性的标准化格式。

优先级：应当有
6.3.5 传感器观测报告的层次
含义：当一个包含传感器的RFID标签出现时，传感器观测报告的层次就出现了。

机载传感器测量某一物理属性，存储观测值并传送这些值，一旦它们接近一个RFID识读器并且这个RFID标签被探测到。

每个观测报告/测量结果需要它们自己的时间戳，从而当从主动型标签传送到RFID识读器时，每个观测值就可以区别开来。

基本原理：传感器观测报告的层次是安置在RFID标签上的传感器可用性的直接结果。

6.3.6 普通传感器观测报告的表述
含义：普通传感器不指出所观测数据的语义。

假定一种特殊的RFID识读器，它使观测到的数据作为字节数组进行使用，这些数据包括与空气接口的冲突数据、CRC错误以及以16进制所探测到标签的EPC编码。

基本原理：普通传感器观测报告用PML Core来表述，这样具备了灵活性以便可以用它来表示数据实体。

优先级：必须有
6.3.7不同类传感器观测报告的开放性
含义：PML Core Schema应当确保PML文档的创建者可以创建包含上述元素的实际文档，并要超越PML Core Schema对有关传感器所生成的观测报告已规范的内容和传感器是如。