RFID是近年來的一項熱門技術，現在它廣泛應用于物流、交通、商業、管理等各個領域。同時人們將RFID中的各個閱讀器（Reader）與Savant、ONS、EPCIS連接起來，借助于互聯網，便組成了所謂的實物互聯網（Internet of Things，亦稱物聯網）。

    經過近40年的發展，Internet互聯網取得了巨大的成功，人們對于其WWW萬維網的語言HTML（Hypertext Markup Language，超文本鏈接標示語言）了解頗多，最為常見的現象是電腦瀏覽器所顯示的網頁地址是以.htm（或.html）為結尾的。以現有的成熟的互聯網技術為基礎，人們又新建立了另外一種不同于互聯網功能且比互聯網更為龐大的物聯網，該系統可以自動的、適時地對物體進行識別、追蹤、監控并觸發相應事件。正如互聯網中HTML語言已成為WWW的描述語言標準一樣，物聯網中所有的產品信息也都是在以XML（eXtensible Markup Language，可擴展標示語言）基礎上發展的PML（Physical Markup Language，物體標記語言）來描述。PML被設計成用于人及機器都可使用的自然物體的描述標準，是物聯網網絡信息存儲、交換的標準格式。所惜的是人們對此關注不夠，了解并不太多。

本文將從EPC系統開始講起，并全面闡述PML的概念、組成、設計，并給出其應用，以便讀者全面了解PML語言。

    EPC系統是以由大量聯網的閱讀器和無數移動的標簽組成的簡單的RFID系統為基礎，并結合已有的計算機互聯網網絡技術、數據庫技術、中間件技術等，構建出一個可以覆蓋全球萬事萬物的網絡。通過Internet，全球的計算機可以進行互聯，實現信息資源共享，協同工作，而在RFID和Internet的基礎上，物聯網可以將數量更為龐大的物品建立起信息聯接，可以為商業、物流、倉儲、生產、家庭等提供更為先進的信息化管理手段。

如圖1所示，通過互聯網，EPC系統把每個含有標簽的自然物體（汽車、手機、相機等）自動無縫的連接起來。

 

    EPC系統主要由以下6個部分構成。

（1）EPC編碼標準：標簽的編碼現在應用較多的主要有64位、96位及256位三種。編碼分為4部分：使用協議的版本號、物品生產廠商的編號、產品的類型編號及單個物品的SN號。每個EPC編碼具有全球唯一性，其最大的優點在于它的號碼數量達2ⁿ冪次級，足以分配到全球任一物品。

（2）EPC標簽：物體貼上EPC標簽后，通過天線，可以將芯片內部儲存的數據信息非接觸傳送出去。標簽分為有源、無源及半無源型，其應用距離有較大差別。

（3）閱讀器：讀取或寫EPC標簽中的數據信息，并負責將數據傳送給Savant。

（4）Savant：負責過濾、整合閱讀器送來的標簽或傳感器的數據流。其最大的好處在于極大的減少了傳送到企業應用軟件的數據量。

（5）ONS（對象名解析服務系統）：類似于互聯網中的DNS，它可提供EPC查找服務。將給定的EPC代碼轉化為一個或多個含有物品信息的主機的URL地址，以獲取EPCIS服務器上更多的信息。

（6）EPC信息服務器（EPCIS，舊稱PML服務器）：內部存放了制造商生產的所有物品相關數據信息的PML文件。

    從圖1還可以看到，在整個EPC物聯網上，物品信息流動過程是這樣的。閱讀器掃描到標簽后，將讀取的標簽信息及傳感器信息傳遞給Savant，經Savant過濾冗余信息后通過ONS送到EPC信息服務器。企業應用軟件可通過ONS訪問EPC信息服務器獲取到此產品的相應信息，也可通過Savant經過安全認證后訪問企業伙伴的產品信息。物聯網上所有信息皆以PML文件格式來傳送，其中PML文件可能還包括了一些實時的時間信息、傳感器信息。

    世界上的事物千千萬萬，未來的EPC物聯網也將會龐大無比；自然物體會發生一系列事件，而附著的EPC標簽里面也只是存儲了EPC代碼一串數字字符而已。如何利用EPC代碼在物聯網中實時傳輸這些EPC代碼所代表的自然物體所發生的事件信息，EPC物聯網通信語言的問題值得我們去思考。

我們發現現有的可擴展標示語言XML是一種簡單的數據存儲語言，它僅僅展示數據且及其簡單，任何應用程序都可對其進行讀寫，這使得它很快成為了計算機網絡中數據交換的唯一公共語言。XML描述網絡上的數據內容及結構的標準，對數據賦予上下文相關功能。它的這些特點非常適合于物聯網中的信息傳輸。為此，在XML語言的基礎上發展了更好的適合于物聯網的PML語言。

從圖1中我們還可以發現PML是Savant、EPCIS、應用程序、ONS之間相互表述和傳遞EPC相關信息的共同語言，它定義了在EPC物聯網中所有的信息傳輸方式。圖2所示為PML語言的組成結構圖，它是一個標準詞匯集，主要包含了兩個不同的詞匯，PML核及Savant擴充。如果需要的話，PML還能擴展更多的其它詞匯。

    PML核是以現有的XML Schema語言為基礎的。在數據傳送之前，使用“tags”（標簽，不同于RFID標簽）來格式化數據，它是編程語言中的標簽概念，如<pmlcore:Sensor>。同時，PML核應該被所有的EPC網絡節點（如ONS、Savant及EPCIS）理解，使得數據傳送更流暢、建立系統更容易。Savant擴充則被用于Savant與企業應用程序間的商業通信。

    現實生活中的產品豐富多樣，很難以用一個統一的語言來客觀的描述每一個物體。然而，自然物體都有著共同的特性，如體積、重量；企業、個人交易時又有著時間、空間上的共性。例如，蘋果、橙子、統一鮮橙多，它們三者都屬于食品飲料，而蘋果、橙子同屬于農作物，鮮橙多又是橙子加工后的商品；人們交易一箱蘋果的時間、地點又是相同的。但是，自然物體的一些相關信息（如生產地、保質期）不會變化。同時，EPC物聯網是建立在現有的互聯網上的。為此，作為描述物體信息載體的PML語言，其設計有著獨特的要求。

    PML首先使用現有的標準（如XML、TCP/IP）來規范語法和數據傳輸，并利用現有工具來設計編制PML應用程序。PML需提供一種簡單的規范，通過通用默認的方案，使方案無需進行轉換，即能可靠傳輸和翻譯。PML對所有的數據元素提供單一的表示方法，如有多個對數據類型編碼的方法，PML僅選擇其中一種，如日期編碼。

    PML只是用在信息發送時對信息區分的方法，實際內容可以任意格式存放在服務器（SQL數據庫或數據表）中，即不必一定以PML格式存儲信息。企業應用程序將以現有的格式和程序來維護數據，如Aaplet可以從互聯網上通過ONS來選取必需的數據，為便于傳輸，數據將按照PML規范重新進行格式化。這個過程與DHTML相似，也是按照用戶的輸入將一個HTML頁面重新格式。此外，一個PML“文件”可能是多個不同來源的文件和傳送過程的集合，因為物理環境所固有的分布式特點，使得PML“文件”可以在實際中從不同位置整合多個PML片斷。

    現將PML分為PML Core（PML核）與PML Extension（PML擴展）兩個主要部分進行研究，

    PML核用統一的標準詞匯將從Auto-ID底層設備獲取的信息分發出去，比如：位置信息、成分信息和其他感應信息。由于此層面的數據在自動識別前不可用，所以必須通過研發PML核來表示這些數據。PML擴展用于將Auto-ID底層設備所不能產生的信息和其他來源的信息進行整合。第一種實施的PML擴展包括多樣的編排和流程標準，使數據交換在組織內部和組織間發生。

    PML核專注于直接由Auto-ID底層設備所生成的數據，其主要描述包含特定實例和獨立于行業的信息。特定實例是條件與事實相關聯，事實(如一個位置)只對一個單獨的可自動識別對象有效，而不是對一個分類下的所有物體均有效。獨立于行業的條件指出數據建模的方式：即它不依賴于指定對象所參與的行業或業務流程。

    對于PML商業擴展，提供的大部分信息對于一個分類下的所有物體均可用，大多數信息內容高度依賴于實際行業，例如高科技行業組成部分的技術數據表都遠比其他行業要通用。這個擴展在很大程度上是針對用戶特定類別并與它所需的應用相適應，目前PML擴展框架的焦點集中在整合現有電子商務標準上，擴展部分可覆蓋到不同領域。

至此，PML設計便提供了一個描述自然物體、過程和環境的統一標準，可供工業和商業中的軟件開發、數據存儲和分析工具之用，同時還提供一種動態的環境，使與物體相關的靜態的、暫時的、動態的和統計加工過的數據實現互相交換。

    EPC物聯網系統的一個最大好處在于自動跟蹤物體的流動情況，這對于企業的生產及管理有著很大的幫助。圖4所示為PML信息在EPC系統中的流通情況，可以看出PML最主要的作用是作為EPC系統中各個不同部分的一個的公共接口，即Savant、第三方應用程序（如ERP、MES）、存儲商品相關數據的PML服務器之間的共同通信語言。現考察具體實際應用情況。

    一輛裝有冰箱的卡車從倉庫中開出，在其倉庫門口處的閱讀器讀到了貼在冰箱上的EPC標簽，此時閱讀器將讀取到的EPC代碼傳送給上一級Savant系統。Savant系統收到的EPC代碼后，生產一PML文件，發送至EPCIS服務器或者企業的管理軟件，通知這一批貨物已經出倉了。

    PML文件簡單、靈活、多樣，并且是人眼也可閱讀、易理解的。這里對該PML文檔中的主要內容作一扼要說明。

①  在文檔中，PML元素在一個開始標簽（注意，這里的標簽不是RFID標簽）和一個結束標簽之間。例如：<pmlcore:observation>和</pmlcore:observation>等。

② <pmlcore:Tag> <pmluid:ID>urn:epc:1:2.24.400</pmluid:ID>指RFID標簽中的EPC編碼，其版本號為1，域名管理.對象分類.序列號為2.24.400，由相應EPC編碼的二進制數據轉換成的十進制數。URN為統一資源名稱（Uniform Resource Name），指資源名稱為EPC。

③  文檔中有層次關系，注意相應信息標示所屬的層次。

文檔中所有的標簽都含有前綴“<”及后綴“>”。PML核簡潔明了，所有的PML核標簽都能夠很容易的理解。同時PML獨立于傳輸協議及數據存儲格式，且不需其所有者的認證或處理工具。

在Savant將PML文件傳送給EPCIS或企業應用軟件后，這時候企業管理人員可能要查詢某些信息，例如2007年7月12日這一天1號倉庫冰箱進出的情況，實際情況如表1所示，表中的EPC_ID_n表示貼在冰箱上的EPC標簽的ID號。

表1  冰箱流動表

    這里我們為便于理解，將其PML信息形象地繪制成一副三維空間圖象，如圖8所示，坐標軸名稱分別為時間（戳）、物體EPC代碼、地理位置。由于閱讀器一般都事先固定好，地理位置便可用閱讀器的ID號來表示，Rd_ID₂代表1號倉庫。

    下面就是對PML文件信息進行查詢了。采用下列查詢語句：

SELECT COUNT(EPCno) from EPC_DB where Timestamp=”200707012” and ReaderNo=”Rd_ID₂”

    這里只是簡單的采用SQL中的COUNT函數。但是實際的情況遠遠要比這個復雜的多，可能需要跨地區、時間，綜合多個EPCIS才能得到所需的信息。

可以預見，PML的應用隨著EPC的發展將會非常廣泛，進入所有行業領域。

    信息化是本世紀各行業的重要發展趨勢，電子商務、電子政務、遠程醫療、遠程教育等基于網絡技術的應用發展迅速。高度網絡化的EPC物聯網系統，意在構造一個全球統一標識的物品信息系統，它將在超市、倉儲、貨運、交通、溯源跟蹤、防偽防盜等眾多領域和行業中獲得廣泛的應用和推廣。物聯網中的信息載體采用PML語言，同其它任何語言一樣，PML不是一個單一的標準語言，它應隨著時代的變化而發展。

1.  AUTO-ID CENTER，EPC Network Architecture，Sep，2005

2.  AUTO-ID CENTER，Physical Markup Language Version 1.0

3.  AUTO-ID CENTER，PML Core Specification 1.0，Oct 1，2003

4.  The Physical Markup Language，David L.Brock，Feb，2001

5.  AUTO-ID CENTER，PML Core Specification 1.0