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PML系統是一種用於描述物理對象,過程和環境的通用語言,其主要目的是提供通用的標準化辭彙表,來描繪和分配Auto-ID激活的物體的相關信息。PML核心提供通用的標準辭彙表來分配直接由Auto-ID的基礎結構獲得的信息,如位置、組成以及其他遙感勘測的信息。

1 PML伺服器 -概念介紹

PML伺服器,主要存儲每個生產商產品的原始信息(包括產品EPC、產品名稱、產品種類、生產廠商、產地、生產日期、有效期、是否是複雜產品,主要成分等)、產品在供應鏈中的路徑信息(包括單位角色,單位名稱、倉庫號、讀寫器號、時間、城市、解讀器用途以及時間等欄位)以及庫存信息。

2 PML伺服器 -設計原因

物聯網的構想是1999年由麻省理工學院成立的Auto-ID中心提出,到現在得到了許多著名大學和國際大公司的支持,其研究成果已經在一些公司如寶潔,Tesco公司試用。物聯網是疊加在互聯網上的一層通訊網路,其核心是電子產品碼(Electronic  Product  Code簡稱EPC)和基於射頻技術的電子標籤。電子產品碼是Auto-ID研究中心為每一件產品分配的一個唯一的、可識別的標識碼,它用一串數字代表產品製造商和產品類別,同時附上產品的系列號以唯一標識每一個特定的產品,產品電子碼存儲在電子標籤中。物聯網的最終目標是為每一個單品建立全球的、開放的標識標準,它的發展不僅能夠對貨品進行實時跟蹤,而且能夠通過優化整個供應鏈給用戶提供支持,從而推動自動識別技術的快速發展並能夠大幅度提高全球消費者的生活質量。

為了降低電子標籤的成本,促進物聯網的發展,這就要求盡量減少電子標籤的內存容量,PML伺服器的設計為其提供了一個有效的解決方案:在電子標籤內只存儲電子產品碼,餘下的產品數據存貯在PML伺服器並可以通過某個產品的電子產品碼來訪問其對應的PML伺服器

3 PML伺服器 -基本原理

PML伺服器PML伺服器原理圖

 PML伺服器為授權方的數據讀寫訪問提供了一個標準的介面,以便與電子產品碼相關數據的訪問和持久存儲它使用物理標識語言作為各個廠商產品數據表示的中間模型,並能夠識別電子產品碼。此伺服器由各個廠商自行管理,存儲各自產品的全部信息。在PML伺服器的實現過程中有兩個非常重要的概念:電子產品碼和物理標識語言。在這裡,我們首先介紹這兩個概念。

電子產品碼是訪問PML伺服器中數據的一把鑰匙

在物聯網中,電子產品碼是產品的身份標識。電子產品碼編碼標準是與EAN.UCC編碼兼容的新一代編碼標準,與現行GTIN相結合。它由96位二進位碼(12位元組)組成,分為四個部分:第一部分為版本號,包含一個位元組;第二部分為生產廠商代碼,包括三個位元組;第三部分為產品分類號,由三個位元組組成,最後是產品系列號,包括五個位元組1。這種96位的電子產品碼足已標識1028個物品,這樣電子產品碼既適合表示大量同類的不同物品也可表示大量的商品類別。雖然可以從電子產品碼知道製造商和產品類型但電子產品碼本身不包含產品的任何具體信息,如同銀行帳戶和密碼是查詢個人交易記錄的唯一鑰匙,電子產品碼也是訪問PML伺服器中數據的一把鑰匙。電子產品碼是存儲在電子標籤中的唯一信息,且已得到UCC和EAN兩個國際標準的主要監督機構的支持,其目標是提供物理對象的唯一標識。

物理標識語言是一種交流產品數據的交換式語言

物理標識語言是一種正在發展的XML模式它正被Auto-ID中心開發成一種開放的標準這樣全世界任何地方的供應商就可以以一種能被大家所理解的統一高效的方式來傳輸產品的信息從而避免了在N個競爭語言每一種應用於某個特定的工業領域之間NXN的轉換問題。

為了便於物理標識語言的有序發展,已經將物理標識語言分為兩個主要部分:PML核心與PML擴展來進行研究。PML核心提供通用的標準辭彙表來分配直接由Auto-ID基礎結構獲得的信息,如位置、組成以及其他遙感勘測的信息。PML擴展用於將非Auto-ID基礎結構產生的或其他來源集合成的信息結合成一個整體。第一個實現的擴展是PML商業擴展。PML商業擴展包括豐富的符號設計和程序標準,使組織內或組織間的交易得以實現。

有必要說明的是,物理標識語言作為一種交流語言並不規定具體的產品數據一定要以PML文件存貯在本地也不要求指出哪個資料庫會被使用同樣也不用指明數據最終存貯所在的表或域的名字。但可以預料的是很多公司會不斷地把產品數據存貯在他們的關係型資料庫中因為這種資料庫穩定性比較好,且能用SOL實現相當複雜的查詢包括多條件查詢和過濾查詢。然而同外界交換數據時它們會用一個翻譯層以標準的PML格式來標記從已方輸出的數據。 

4 PML伺服器 -主要功能

(1)實時路徑信息的存儲:主要用於當產品經過供應鏈成員節點,被其讀寫器捕獲時,將此時的狀態信息收集,並通過產品EPC立刻傳入與產品對應的PML伺服器上,以供定位跟蹤或其他用途時查詢。

(2)產品路徑信息查詢:實現產品從生產商、分銷商、批發商、零售商到最終用戶等供應鏈各成員節點的路徑信息跟蹤顯示。通過電子標籤實現對產品的實時跟蹤、產品物流控制和管理,這樣各成員可以根據產品路徑來推測產品的來源渠道,並判別產品真偽,同時,也可以據此靈活調節自己的庫存,大大提高供應鏈的運行績效。

(3)產品原始信息查詢:主要用於查詢產品EPC對應產品出廠時的原始信息,這項信息可以和路徑信息結合作為產品防偽的一項重要措施。

5 PML伺服器 -工作流程

 ①原始信息查詢,先選擇要查詢產品的EPC選擇方式有兩種:一種為「手動選擇」,即手工從本地資料庫選擇產品EPC;一種為「自動選擇」,即讀寫器讀取要查詢產品的EPC,然後執行查詢操作,調用客戶端SOAP請求程序 SOAP請求程序首先進行一些常規的SOAP協議設置,如遠程對象的URI,調用的方法名,編碼風格,方法調用的參數,然後發送RPC請求,最後對調用成功與否進行一些常規處理。請求發出后,SOAP協議根據請求參數包裝成基於XML的SOAP消息文檔。

②由於Tomcat和SOAP自身都是用Java語言開發的,因此在伺服器端需要配置Java運行環境,Tomcat伺服器監聽到客戶端請求后,首先啟動Java虛擬機,然後進行解析、驗證確認無誤后將請求發送給SOAP引擎。

③Apache SOAP是伺服器端處理程序的註冊中心。SOAP接受到Tomcat伺服器的請求后,首先解析客戶端傳送過來的基於XML的SOAP消息文檔,根據文檔內遠程對象的URI,調用的方法名,編碼風格,方法調用的參數等定位到相應的處理程序,如原始信息查詢對應的伺服器端處理程序為getInforFromEpcString epc。

④伺服器端的每一個處理程序都針對特定的客戶端請求,並通過與數據源交互完成其請求,如getInforFromEpcString epc 和parseAndPrintString epc就是為了完成原始信息查詢功能,其程序處理流程圖如圖4。getInforFromEpcString epc首先檢查參數epc是否為空,如果為空,則返回,否則,調用parseAndPrintString epc,此方法根據epc查找對應的PML文件,並解析此PML文件,然後提取相應的信息,並將所有的信息放在一個向量內,傳給SOAP引擎,SOAP引擎再經過編碼等一些處理后,將其傳到客戶端顯示,處理結果如產品原始信息。

⑤數據源主要用於數據的存儲。根據PML伺服器的功能,我們將它提供的信息分為兩類,對內信息和對外信息。對外信息主要指PML伺服器提供服務所需信息,這類信息分為兩種:產品出廠時的原始信息和產品經過供應鏈的路徑信息。這些信息用PML辭彙進行描述,存儲在兩類不同的PML文件中,並且通過XML schema來規定每一類文件的元素和屬性範圍,見圖5。對內信息除了上述兩種信息外,還包括庫存信息,這些信息存儲在資料庫中,以便內部查詢和備份。

6 PML伺服器 -主要優勢

①由於採用了SOAP協議進行通訊交互,解決了兩個不同的系統必須執行相同平台或使用相同語言的問題, 使用開放式的標準語法以執行方便的呼叫。SOAP採用HTTP作為底層通訊協議,RPC 作為一致性的調用途徑 XML 作為數據傳送的格式允許服務提供者和服務客戶經過防火牆在Internet上進行通訊交互。

②由於產品數據放在了PML伺服器上,並可以通過電子產品碼來訪問其對應的數據,這樣可以將電子標籤的容量減少到最小,從而降低其成本,為大量低成本的開發出一種便宜得可隨意使用的標籤奠定了一個基礎。

③由於採用PML作為描述產品的信息的語言從而避免了在N個競爭語言每一種應用於某個特定的工業領域之間N x N的轉換問題。

7 PML伺服器 -存在問題

(1)一個通用的轉換程序沒實現。在這個系統中,所有的查詢數據存儲PML文件中,還沒有充分利用關係資料庫的優勢。

(2)對象命名伺服器 (對象命名伺服器用來定位某一電子產品碼對應的PML伺服器,對象命名伺服器設計與架構都以互聯網域名解析DNS為基礎)的功能我們只是用目錄查詢實現的。由於我們是在區域網內實現,所以沒考慮對象命名伺服器的具體功能。

(3)數據安全方面考慮的很少。由於PML伺服器中信息不是對所有用戶都是開放的,因此對不同的數據使用不同的訪問許可權顯得很有必要。

由於大量免費和開源的高質量資料庫軟體和工具的存在,因此會有很多的開發者提出許多新的PML 伺服器解決方案。這些新的PML伺服器解決方案的提出將會促進物聯網不斷的發展,物聯網的發展不僅能夠對貨品進行實時跟蹤,而且能夠通過優化整個供應鏈給用戶提供支持,從而推動自動識別技術的快速發展並能夠大幅度提高全球消費者的生活質量。

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