物联网中的通信语言PML
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6LowPAN--低速无线个域网标准3G--第三代移动通信技术ASR--自动语音识别A TIS--铁路车号自动识别系统ANN--人工神经元网络AGPS--网络辅助GPSAPIS--非距离定位算法AOA--基于信号到达角度的方法Bluetooth--蓝牙技术CDMA--码分多址CSMA/CA--载波真听多路访问方式DNS--域名解析服务DSSS--直接序列展频(扩频)技术DAS--直接存储DP--动态程序对比法DTW--动态时间归正技术ETC--电子不停车收费EPCIS--EPC信息服务EPC--电子产品编码EPC--头字段--EPC HeaderEPC--Manager--管理者FFD--全功能设备FHSS--跳频展频(扩频)技术GS1--全球统一标识系统GFS--Google文件系统GPS--全球定位系统GTIN--全球贸易识别代码HART--可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议HMM--隐马尔可夫模型IOT--实物物联网IaaS--基础设施服务、云设备IEEE--美国电气和电子工程师协会ISO--国际标准化组织IEC--国际电工委员会IPv6--Internet Protocol V ersion 6互联网协议IETF--互联网工程任务组IrDA--红外数据组织LP--线性预测LBS--位置服务LTS--轻量基于树形分布的同步算法Location Tags--识别标识MTSO--移动电话交换局M2M--“机器对机器”Modem--调制解调器Microcell--微蜂窝系统MEMS--微机电系统MAC--媒体访问控制协议MA_HN--无线自组网NM--窄带微波NTP--网络时间协议NAS--网络附加存储NFC--近距离无线通信OCR--光学字符识别ONS--对象名称解析服务O FDM--正交频分复用ONS--对象名称解析服务PML--实体标记语言PML--物理(实体)标示语言PA--能量感知路由协议PHY--网络的物理层POS--个人操作空间PaaS--平台即服务、云平台PML--物理标示语言PAN--个人区域网络PG1--国际标准化PG2--标准体系与构架系统PG3--通信与信息交互PG4--协同信息处理PG5--标识PG6--安全PG7--接口PG8--电力行业应用调研PLP--感知线性预测PLC--可编程逻辑控制器QDMA--正交分割多址介入RSSI--基于接收信号强度的方法RBS--参考广播时钟同步协议RTS/CTS--协议--请求发送/允许发送协议RFID--射频识别RFD--精简功能设备SIM--用户识别卡Serial Number--序列号SaaS--软件即服务、云软件SOA--面向服务的体系架构SAN--存储区域网络Savant--神经网络软件、中间件SE--敏感元件SN--传感器节点Sink N--汇聚节点TMS--任务管理系统TE--转换原件TC--变换电路TOA--基于信号传输时间的方法TDOA--基于信号传输时间差的方法TPSN--用于传感器网络的时间同步协议UWB--超宽带技术(无线载波通信技术)UTC--世界标准时间UID--泛在识别{用户身份证明}WSN--无线传感器网络WMAN--无线城域网WPAN--无线个域网WSN--无线传感网络WPAN--无线个人区域网络WCDMA--宽带码分多址XML--可扩展标记语言。
物联网技术在武警部队通信装备管理中的应用作者:姜海涵来源:《中国新通信》2021年第05期【摘要】物联网技术在监控物体方面优势显著,可提高管理的可靠性及智能化水平,满足武警部队的通信装备管理需求。
基于此,本文以物联网技术在武警部队通信装备管理中的应用为研究对象,探究物联网技术的应用路径、应用内容及应用方式,发挥其优势,保障武警部队通信装备长期可靠运行,实现信息化建设目标。
【关键词】物联网技术武警部队通信装备前言:在武警部队工作中,因编制体制、任务目标等因素影响,其配置的通信装备和常规武器装备或军队通信装备均有所不同,表现出种类多、规模大、动用率高、持续运行、技术更新快等特点,加大了通信装备管理难度,不能有效实施全生命周期管理、动态化管理或智能化管理,引进物联网技术可解决该困境。
一、物联网技术在武警部队通信装备管理中的应用路径基于武警部队通信装备管理特点,技术人员可引进物联网技术,结合其关键技术优势,创新通信装备管理模式,实现全程化、动态化、智能化管理目标。
目前可用于武警部队通信装备管理的关键技术如下。
1.1 RFID技术RFID是指射频识别技术,为物联网技术的核心,利用射频信号进行物体的识别与信息感知。
在通信装备管理中,射频识别技术的应用需阅读器、软件与电子标签等系列软硬件設备支持,阅读器负责发射射频信号,电子标签负责接收信号,并将通信装备的各类信息反馈给阅读器,软件负责控制该过程,完成通信装备信息的自动化传输,可为通信装备设置身份标志,为自动化、智能化管理奠定基础[1]。
1.2 ZigBee技术ZigBee技术是物联网中常用的无线通信技术,遵循低层IEEE802.15.4标准,非常适用于短距离的设备通信,具有架构简单、硬件需求低、网络容量大、适用低速率通信环境等优势。
在武警部队通信装备管理中,ZigBee技术的简单架构,可节约通信装备管理资源,大网络容量可支持通信装备的不断更新,有助于通信装备的全生命周期管理。
引言RFID是近年来的一项热门技术,现在它广泛应用于物流、交通、商业、管理等各领域。
同时人们将RFID中的各个阅读器(Reader)与Savant、ONS、EPCIS连接起来,借助于互联网,便组成了所谓的实物互联网(Internet of Things,亦称物联网)。
经过近40年的发展,Internet互联网取得了巨大的成功,人们对于其WWW万维网的语言HTML (Hypertext Markup Language,超文本链接标示语言)了解颇多,最为常见的现象是电脑浏览器所显示的网页地址是以.htm(或.html)为结尾的。
以现有的成熟的互联网技术为基础,人们又新建立了另外一种不同于互联网功能且比互联网更为庞大的物联网,该系统可以自动的、适时地对物体进行识别、追踪、监控并触发相应事件。
正如互联网中HTML语言已成为WWW的描述语言标准一样,物联网中所有的产品信息也都是在以XML(eXtensible Markup Language,可扩展标示语言)基础上发展的PML(Physical Markup Language,物体标记语言)来描述。
PML被设计成用于人及机器都可使用的自然物体的描述标准,是物联网网络信息存储、交换的标准格式。
所惜的是人们对此关注不够,了解并不太多。
本文将从EPC系统开始讲起,并全面阐述PML的概念、组成、设计,并给出其应用,以便读者全面了解PML语言。
1、EPC系统概述EPC系统是以由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的简单的RFID系统为基础,并结合已有的计算机互联网网络技术、数据库技术、中间件技术等,构建出一个可以覆盖全球万事万物的网络。
通过Internet,全球的计算机可以进行互联,实现信息资源共享,协同工作,而在RFID和Internet的基础上,物联网可以将数量更为庞大的物品建立起信息联接,可以为商业、物流、仓储、生产、家庭等提供更为先进的信息化管理手段。
EPC系统主要由以下6个部分构成:(1)EPC编码标准:标签的编码现在应用较多的主要有64位、96位及256位三种。
物联网基础专业术语大全Active tag 主动标签带转发器,可以向阅读机发送信息,而不象被动标签只能反射阅读机的信号。
大多数主动标签带有电池,而有些主动标签通过收集电磁能作为电源。
主动标签的阅读距离可达100 米或更远,但价格很贵,通常高于20 美元。
它们被用来远距离追踪高价值东西,例如追踪集装箱。
Addressability 写入能力指向射频识别标签上的芯片内存区写入数据的能力。
Agile reader 多功能阅读机是一种可变频或具有多种通信方式的射频识别阅读机。
Air interface protocol 空中通信规则是规范阅读机与标签之间相互通信的规则。
Alignment 对准参见Orientation 导向Amplitude 波幅是指电磁波在一个周期内的最大振幅的绝对值。
Amplitude modulation 波幅模式化是指将波幅数字化的方法,比如用“1”表示一个较大的波幅,用“0”表示一个普通波幅,这样我们可以通过改变波幅来表示一个二进制数。
Antenna 天线是标签收发信号的导体。
被动的低(135 千赫)高(13.56 兆赫)频标签的天线是线圈状的,可以与阅读机的线圈天线耦合成一个电磁场。
超高频标签的天线形状各异。
Antenna gain 天线接收率从技术上讲,天线接收率是指无损耗的标准天线所需的输入能量与给定天线在给定方向,相同距离内产生同样的磁场强度所需的输入能量的比。
天线接收率通常用分贝作单位。
天线接收率越高,能量输出越强,阅读距离越远。
Anti‐col ision 防碰撞泛指防止某装置发射的无线电波与另一装置发射的无线电波相互干扰的方法。
防干扰算法常用来让阅读机在其有效阅读范围内阅读多个标签。
Auto‐ID Center 自动识别中心是私营公司和学术界合作创建的研究用射频识别技术在全球范围内追踪产品的非营利机构。
该中心位於麻省理工学院。
Automatic Identification 自动识别泛指用机器代替人工收集数据并直接输入计算机系统的方法,包括条形码,磁卡,智能卡,生物计量识别,光符号识别,以及射频识别。
推荐课程7多选1. 项目立项需考试以下哪些因素?---ABCDA:服从于组织的发展方向及目标;B:确定的、单一的工作项目C:明确开始和终止时间;D:明确需要消耗的资源2.关于项目关系人的说法以下正确的是?---ACDA:干系人是能影响项目决策、活动或结果的个人、群体或组织C:项目干系人可能对项目及其交付成果施加影响D:项目干系人来自组织内不同层级,具有不同职权,也可能来自组织外部3. EPCglobal 网络中,实体标记语言(PML)是()、Savant、EPC IS、应用程序、()之间相互通信的共同语言。
---CDC:阅读器D:ONS(对象命名服务)4. 条码是由一组规则排列的()、()及()组成的标记,用以表示一定的信息。
---ABDA:条B:空D:对应数字5. 以下关于项目制约因素特征的说法正确的是?---ABDA:团队制定计划时的选择;B:项目管理人员不可控的因素;D:制约是项目运作的重要环境6. 项目在执行过程中常见的错误有哪些?---ABCDA:项目经理事必躬亲,授权和分工没做好;B 重技术任务的完成,轻项目管理;C:角色、责任不清;D:执行与计划、监控是分离的7. 国内各省市物联网产业发展规划,存在的问题包括?---ABCA:东中西分布不均;B:缺乏长远规划;C:地方特色不够明显8. 感知层是实现物联网全面感知的基础,提供对周围环境的()、()和()等核心功能。
---ABCA:准确实时感知B:信息归纳C:数据传输9.下几类文件中,属于规范性文件的是?---ABCA:标准B:技术规范C:规程10. 针对存储的软、硬件故障引起的业务中断或者运行效率无法满足正常运行需求,而进行的相应服务,包括不限于。
---AB单选1. 反向散射耦合源于(C),当电磁波遇到空间目标时,能量的一部分被物体吸收,另一部分以不同强度被散射到各个方向散射的能量中,一部分反射到发射天线,并被接收和识别,即可获得目标的有关信息。
The Communicating Language in EPCglobal: PML
物联网中的通信语言:PML
PML:物体标记语言
摘要:随着RFID 的大规模应用,EPC 物联网也得到了很大的发展。
在此物联网络中,相互通信的公共语言是PML。
PML是在XML的基础上扩展而来,用于描述自然物体、处理过程及环境情况。
本文详细地讲述了PML 语言的概念、组成、设计,并给出了其应用实例。
EPC的6个组成部件:
EPC编码标准
EPC标签
阅读器
Savant
ONS
EPC信息服务器(EPCIS,旧称PML服务器)
PML设计
现实生活中的产品丰富多样,难以用一个统一的语言来客观的描述每一个物体。
然而,自然物体都有着共同的特性,如体积、重量;企业、个人交易时有着时间、空间上的共性。
例如,苹果、橙子、统一鲜橙多,它们三者都属于食品饮料,而苹果、橙子同属于农作物,鲜橙多又是橙子加工后的商品;人们交易一箱苹果的时间、地点又是相同的。
但是,自然物体的一些相关信息(如生产地、保质期)不会变化。
同时,EPC物联网是建立在现有的互联网上的。
为此,作为描述物体信息载体的PML 语言,其设计有着独特的要求。
(1)开发技术
PML 首先使用现有的标准(如XML、TCP/IP)来规范语法和数据传输,并利用现有工具来设计编制PML 应用程序。
PML 需提供一种简单的规范,通过通用默认的方案,使方案无需进行转换,即能可靠传输和翻译。
PML 对所有的数据元素提供单一的表示方法,如有多个对数据类型编码的方法,PML 仅选择其中一种,如日期编码。
(2)数据存储和管理
PML 只是用在信息发送时对信息区分的方法,实际内容可以任意格式存放在服务器(SQL 数据库或数据表)中,即不必一定以PML 格式存储信息。
企业应用程序将以现有的格式和程序来维护数据,如Aaplet 可以从互联网上通过ONS来选取必需的数据,为便于传输,数据将按照PML 规范重新进行格式化。
这个过程与DHTML 相似,也是按照用户的输入将一个HTML 页面重新格式。
此外,一个PML“文件”可能是多个不同来源的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,使得PML“文件”可以在实际中从不同位置整合多个PML片断。
(3 )设计策略
现将PML 分为PML Core(PML 核)与PML Extension(PML扩展)两个主要部分进行研究,如图3 所示。
PML 核用统一的标准词汇将从Auto-ID底层设备获取的信息分发出去,比如:位置信息、成分信息和其他感应信息。
由于此层面的数据在自动识别前不可用,所以必须通过研发PML 核来表示这些数据。
PML 扩展用于将Auto-ID 底层设备所不能产生的信息和其他来源的信息进行整合。
第一种实施的PML 扩展包括多样的编排和流程标准,使数据交换在组织内部和组织间发生。
PML 核专注于直接由Auto-ID 底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联,事实(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均有效。
独立于行业的条件指出数据建模的方式:即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,提供的大部分信息对于一个分类下的所有物体均可用,大多数信息内容高度依赖于实际行业,例如高科技行业组成部分的技术数据表都远比其他行业要通用。
这个扩展在很大程度上是针对用户特定类别并与它所需的应用相适应,目前PML 扩展框架的焦点集中在整合现有电子商务标准上,扩展部分可覆盖到不同领域。
至此,PML 设计便提供了一个描述自然物体、过程和环境的统一标准,可供工业和商业中的软件开发、数据存储和分析工具之用,同时还提供一种动态的环境,使与物体相关的静态的、暂时的、动态的和统计加工过的数据实现互相交换。
PML应用
EPC物联网系统的一个最大好处在于自动跟踪物体的流动情况,这对于企业的生产及管理有着很大的帮助。
图4 所示为PML信息在EPC 系统中的流通情况,可以看出PML最主要的作用是作为EPC系统中各个不同部分的一个的公共接口,即Savant、第三方应用程序(如ERP、MES)、存储商品相关数据的PML服务器之间的共同通信语言。
现考察具体实际应用情况。
车从仓库中开出,在其仓库门口处的阅读器读到了贴在冰箱上的EPC标签,此时阅读器将读取到的EPC代码传送给上一级Savant系统。
Savant 系统收到的EPC 代码后,生产一PML 文件,发送至EPCIS服务器或者企业的管理软件,通知这一批货物已经出仓了。
此时PML 文件如图6 所示,图6 中的PML 文件简单、灵活、多样,并且是人眼也可阅读、易理解的。
这里对该PML 文档中的主要内容作一扼要说明。
①在文档中,PML 元素在一个开始标签(注意,这里的标签不是RFID 标签)和一个结束标签之间。
例如:<pmlcore:observation>和</pmlcore:observation>等。
②<pmlcore:Tag> <pmluid:ID>urn:epc:1:2.24.400</pmluid:ID>指RFID标签中的EPC编码,其版本号为1,域名管理.对象分类.序列号为2.24.400,由相应EPC 编码的二进制数据转换成的十进制数。
URN为统一资源名称(Uniform Resource Name),指资源名称为EPC。
③文档中有层次关系,注意相应信息标示所属的层次。
文档中所有的标签都含有前缀“<”及后缀“>”。
PML 核简洁明了,所有的PML 核标签都能够很容易的理解。
同时PML 独立于传输协议及数据存储格式,且不需其所有者的认证或处理工具。
在Savant将PML文件传送给EPCIS或企业应用软件后,这时候企业管理人员可能要查询某些信息,例如2007 年7 月12 日这一天1 号仓库冰箱进出的情况,实际情况如表1 所示,表中的EPC_IDn表示贴在冰箱上的EPC标签的ID号。
这里我们为便于理解,将其PML 信息形象地绘制成一副三维空间图象,如图7 所示,坐标轴名称分别为时间(戳)、物体EPC 代码、地理位置。
由于阅读器一般都事先固定好,地理位置便可用阅读器的ID 号来表示,Rd_ID2 代表1 号仓库。
下面就是对PML 文件信息进行查询了。
采用下列查询语句:SELECT COUNT(EPCno) from EPC_DB where Timestamp=”200707012”and ReaderNo=”Rd_ID2”这里只是简单的采用SQL 中的COUNT 函数。
但是实际的情况远远要比这个复杂的多,可能需要跨地区、时间,综合多个EPCIS才能得到所需的信息。
可以预见,PML 的应用随着EPC 的发展将会非常广泛,进入所有行业领域。
结语
信息化是本世纪各行业的重要发展趋势,电子商务、电子政务、远程医疗、远程教育等基于网络技术的应用发展迅速。
高度网络化的EPC物联网系统,意在构造一个全球统一标识的物品信息系统,它将在超市、仓储、货运、交通、溯源跟踪、防伪防盗等众多领域和行业中获得广泛的应用和推广。
物联网中的信息载体采用PML 语言,同其它任何语言一样,PML 不是一个单一的标准语言,它应随着时代的变化而发展。