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Data Matrix

一种二维码

Data Matrix（數據矩陣），是一種由黑色、白色的色塊（單元格）以正方形或長方形組成的二維條碼（也可稱矩陣），於1994年8月由美國國際資料公司所研發出，主要用於零件、印製電路板等等，美國國際資料公司於2008年被Microscan公司收購。[1][2][3]被編碼的信息可能是文本或數字數據。數據大小通常是幾個至1556字節。被編碼數據的長度決定了矩陣中色塊的數量。編碼時經常使用糾錯碼來增加可靠性：即便一個或多個色塊被損壞而不可讀，裡面的信息仍然可被讀取。一個數據矩陣可以存儲最多2,335個數字或字母。

一例Data Matrix編碼，其中是文本：「Wikipedia, the free encyclopedia」

應用

 
一個Mini PCI板卡上的數據矩陣，編碼了序列號15C06E115AZC72983004

Data Matrix最流行的應用是小物件的標籤，因為該編碼能在2或3平方毫米的面積上編碼50個字符，且在20%對比度下仍然可讀。[4]Data Matrix的大小不受限制，商業應用的圖像包括小至300微米（在一台600微米硅裝置上激光蝕刻）和大至1米（塗在棚車頂上）的平面。繪製與讀取系統的保真度是其唯一的限制。

美國電子工業聯盟（EIA）建議使用Data Matrix標註小型電子元件。[5]

將Data Matrix編碼打印在標籤或書信上正日益普遍。使用一台條碼讀取器（英語：Barcode reader）即可快速讀取該編碼，從而便於跟蹤物品，例如跟蹤包裹的郵遞。

 
平面標註

對工業工程來說，此條碼也可直接在組件上標記，從而使用Data Matrix編碼數據來識別組件。廠商可以用各種方法在在組件上完成，但在航空航天工業中，條碼通常以工業噴墨、點陣打標、激光打標和電解化學蝕刻（ECE）完成，使用這些方法來得到可延續到組件壽命的永久性標記。

Data Matrix編碼通常使用專業攝像設備及軟件進行驗證。這種驗證確保編碼符合相關標準，並確保組件使用壽命期間的可讀性。在組件投入使用後，該代碼仍可被讀取鏡頭讀取、解碼，解碼後的信息可用於多種目的，例如移動跟蹤和庫存檢查。

 
使用手機掃描Data Matrix條碼（Semacode項目）

Data Matrix編碼與其他開源編碼（例如1D Barcodes）一樣，也可以在手機上使用特定的移動應用來讀取。

食品工業

藝術

2006年5月，德國計算機程序員Bernd Hopfengärtner創作了一個大型的數據矩陣麥田圈，內藏信息為：「Hello, World!」。[6]

技術規格

Data Matrix符號是由排列在周長查找器和定時模式內的模塊組成的。它可以編碼多達3116個ASCII（含擴展）字符。符號由包含模塊的數據區域組成，這些數據區域以規則陣列的形式排列。大型符號包含多個區域。每個數據區域都由一個查找模式劃定，其四面都被一個安靜的區域邊界（邊緣）所包圍。(注意：模塊可以是圓形或方形——標準中沒有定義具體的形狀。例如，點狀排列的單元一般是圓形的）。

 
Data Matrix編碼的一個示例，被編碼的文本：「Wikipedia」。各顏色分別代表：數據（綠色），填充（黃色），糾錯（紅色），查找器和校定（品紅色），未使用（橙色）。

Data Matrix ECC 200

1826 DFR50-IC-U

Data Matrix ECC 000–140

標準

Data Matrix是由International Data Matrix公司（ID Matrix）發明的，該公司被併入RVSI/Acuity CiMatrix（英語：Acuity CiMatrix），後者於2005年10月被西門子股份公司收購，2008年9月被Microscan Systems收購。今天，數據矩陣已被若干ISO/IEC標準所涵蓋，並在許多應用中屬於公共領域，這意味着它可以在沒有任何許可或特許權使用費的情況下使用。

  • ISO/IEC 16022:2006-Data Matrix碼符號學規範
  • ISO/IEC 15415-2-D印刷質量標準
  • ISO/IEC 15418:2009-符號數據格式語義（GS1應用識別碼和ASC MH10數據識別碼和維護）。
  • ISO/IEC 15424:2008-數據載體標識（包括符號學標識）[用於區分不同條碼類型的標識] 。
  • ISO/IEC 15434:2006-大容量ADC介質的語法（從掃描儀傳輸到軟件的數據格式等）。
  • ISO/IEC 15459-獨特的識別碼

編碼

多種編碼模式用於存儲不同種類的信息。默認的模式是每8位碼字存儲一個ASCII字符。提供控制代碼在不同的模式之間切換，如下表所示。

 
工業Data Matrix編碼讀取器
代碼字 解釋
0 未被使用
1–128 ASCII 數據 (ASCII 值 + 1)
129 消息結束
130–229 數位對00-99
230 基礎 C40編碼
231 開始 Base 256 編碼
232 FNC1
233 結構追加。允許消息被分在幾個符號中。
234 讀者編程
235 設置下一字符的最高位
236 宏 05
237 宏 06
238 開始 ANSI X12 編碼
239 開始 Text 編碼
240 開始 EDIFACT 編碼
241 Extended Channel Interpretation 編碼
242–255 未使用

文字模型

Code C40 Text X12
set 0 set 1 set 2 set 3 set 0 set 3
0 set 1 NUL ! ' set 1 ' CR
1 set 2 SOH " a set 2 A *
2 set 3 STX # b set 3 B >
3 space ETX $ c space C space
4 0 EOT % d 0 D 0
5 1 ENQ & e 1 E 1
6 2 ACK 『 f 2 F 2
7 3 BEL ( g 3 G 3
8 4 BS ) h 4 H 4
9 5 HT * i 5 I 5
10 6 LF + j 6 J 6
11 7 VT , k 7 K 7
12 8 FF - l 8 L 8
13 9 CR . m 9 M 9
14 A SO / n a N A
15 B SI : o b O B
16 C DLE ; p c P C
17 D DC1 < q d Q D
18 E DC2 = r e R E
19 F DC3 > s f S F
20 G DC4 ? t g T G
21 H NAK @ u h U H
22 I SYN [ v i V I
23 J ETB \ w j W J
24 K CAN ] x k X K
25 L EM ^ y l Y L
26 M SUB _ z m Z M
27 N ESC FNC1 { n { N
28 O FS | o | O
29 P GS } p } P
30 Q RS hibit ~ q ~ Q
31 R US DEL r DEL R
32 S s S
33 T t T
34 U u U
35 V v V
36 W w W
37 X x X
38 Y y Y
39 Z z Z

EDIFACT模式

EDIFACT（英語：EDIFACT）模式為每個字符使用6個位元，每4個字符封裝在3個字節。它可以存儲數字、大寫字母以及許多標點符號，但不支持小寫字母。

代碼 含義
0 – 30 ASCII代碼 64 – 94
31 返回ASCII模式
32 – 63 ASCII代碼32 – 63

基本256模式

Base 256模式的數據以長度指示器開始，然後是數據字節數。1到249的長度被編碼為一個字節，更長的長度被存儲為兩個字節。

L1 = floor(length / 250) + 249, L2 = length mod 250

最好避免在編碼信息中出現長串的零，因為它們會成為數據矩陣符號中的大片空白區域，這可能會導致掃描儀失去同步。(由於這個原因，默認的ASCII編碼不使用零。)為了減少這種可能性，長度和數據字節被添加一個偽隨機值R(n)來掩蓋，其中n是字節流的位置。

R(n) = (149 × n) mod 255 + 1

專利問題

參見

參考資料

  1. ^ Microscan Celebrates 20 Years of Data Matrix Codes August 13, 2014 (PDF). [2017-10-10]. （原始內容存檔 (PDF)於2016-04-02）. 
  2. ^ Microscan Celebrates 20 Years of Data Matrix Codes. [2017-10-10]. （原始內容存檔於2019-01-23）. 
  3. ^ Michael, Katina, etc (2009), Innovative Automatic Identification and Location-Based Services: From Bar Codes to Chip Implants 1st Edition pg.92, IGI Global, ISBN 978-1599047959.
  4. ^ Data Matrix Barcode. [2017-09-19]. （原始內容存檔於2018-01-02）. 
  5. ^ Stevenson, Rick. Laser Marking Matrix Codes on PCBs (PDF). Printed Circuit Design and Manufacture. December 2005 [2007-05-31]. （原始內容存檔 (PDF)於2007-09-28）. 
  6. ^ German man programs "Hello World" into wheat field. arstechnica.com. [22 February 2017]. （原始內容存檔於2009-01-22）. 

外部連結

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