Одним из представителей 2D-баркодов является DataMatrix. Описан в международном стандарте ISO/IEC 16022:2006. Он позволяет закодировать до 3Кб информации. DataMatrix содержит избыточную структуру, которая позволяет восстановить до 30% полезной информации при частичном повреждении кода. Все коды используют коррекцию ошибок стандарта ECC200, который, в свою очередь, использует алгоритм Рида-Соломона(Reed-Solomon) для кодирования/декодирования данных.
Большинство DataMatrix-ов квадратные, но в целом можно использовать и прямоугольные коды. Кодируемые данные располагаются внутри прямоугольного шаблона, представляющего собой L-образный угол для ориентации считывающего устройства, и набор чередующихся чёрных и белых модулей по периметру символа.
Самым существенным достоинством Data Matrix является возможность на минимальной площади закодировать небольшие последовательности данных (до 10 символов). Это преимущество объясняется тем, что в Data Matrix содержится очень мало служебной информации, описывающей размеры и структуру данных штрихового кода.
DataMatrix применяется в основном для маркировки небольших объектов, например, микросхем, позволяя закодировать 50 символов в изображении размером 2-3 мм2.
Данная символика популярна в таких сферах применения как:
Наиболее нестандартное использование кода Data Matrix придумал сотовый оператор Vodaphone. Им было создано приложение для продажи электронных билетов с мобильных телефонов – купленный билет, кодируется Data Matrix и отсылается на сотовый телефон в виде картинки SMS, MMS или EMS сообщением.
Data Matrix адаптирован под считывание видео-системами. Другими словами, считывателями данного кода могут служить видеокамеры со встроенными декодирующими программами, а также ручные и стационарные сканеры, оснащенные внутренними и программными декодерами. Расстояние считывания зависит от таких факторов, как разрешение, размер кода и вид используемого оборудования. В зависимости от них оно может варьироваться от 0 мм до 91 см.
Способы нанесения Data Matrix:
Технология Data Matrix подходит для интеграции в существующие системы, например, для его нанесения можно применять готовые приложения по (Bar Tender) и SDK, а для считывания – модели сканеров, с физическим или программным интерфейсом «разрыв клавиатуры».
Вас так же могут заинтересовать следующие товары.
Data Matrix является двумерным матричным штрих кодом, состоящим из светлых и темных участков. С помощью такого штрих кода можно закодировать достаточно большой объем информации (2-3Кб). Часто Data Matrix применяется при маркировке небольших предметов, например микросхем, а также в пищевой, оборонной промышленности, рекламе и других сферах.
Существует множество сайтов для создания таких кодов, но мне всегда было интересно, каким же образом текст превращается в набор черных и белых квадратиков? Должен же быть какой-то алгоритм?
При создании Data Matrix нам понадобится обратиться к арифметике полей Галуа и кодам Рида-Соломона. Рассмотрим этот процесс на простом примере.
Прежде всего, посмотрим на структуру матрицы:
Состоит наша матрица из двух частей: шаблона поиска и закодированных данных. Разумеется, размер матрицы прямо пропорционален размеру входных данных. Вокруг нашего кода обязательно должна быть свободная зона, отделяющая код от остального изображения.
Возьмем какое-нибудь короткое слово, например, “Habr” (без кавычек) и создадим для него Data Matrix. Процесс состоит из двух этапов: на этапе высокоуровневого кодирования нужно получить последовательность кодов данных и кодов коррекции ошибок, а на этапе низкоуровневого кодирования – изобразить в матрице двоичное представление этих кодов.
Высокоуровневое кодирование
В Data Matrix, как и в QR-коде, используются коды Рида-Соломона над полем Галуа (число 8 выбрано, поскольку каждое кодовое слово занимает в матрице 8 бит). Существует несколько неприводимых многочленов, позволяющих сгенерировать такое поле. Среди них (в десятичном представлении 285, используется для QR-кодов) и (301, используется в Data Matrix).
Для расчетов нам понадобится таблица степеней двойки для каждого элемента поля. Создается эта таблица довольно просто: если показатель степени , то возведение в степень выполняется как обычно. В противном случае , после чего производится побитовое сложение по модулю 2 с десятичным представлением взятого неприводимого многочлена, если . Например, , и т. д.
Необходимо получить кодовое слово
Где – информационный многочлен, – порождающий многочлен, – общая длина кода вместе с корректировочными, – количество информационных кодов (вместе с кодами отступа, о них – далее), – операция взятия остатка от деления.
Создадим для начала информационный многочлен. Для этого нам понадобится знать, какого размера должна быть матрица, чтобы можно было разместить все информационные коды:
Из таблицы видно, что для кодирования строки из 4х элементов нужно взять матрицу размером 12x12 («полезная» область – 10x10), в которую помещаются 5 кодов данных и 7 кодов коррекции.
Для символов таблицы ASCII код получается следующим образом: C=ASCII value+1. Например, для символа ‘H’ C=72+1=73.
Подряд идущие цифры объединяются в пары, и для них C=N+130, где N – число, полученное в результате группировки. Например, если рядом стоят цифры 2 и 5, то C=25+130=155.
Поскольку элементов у нас меньше, чем должно быть (вместо пяти только четыре), необходимо добавить специальные коды отступа. Первым таким кодом всегда является 129. Последующие коды отступа, до первого кода коррекции ошибок, вычисляются так:
Где
– псевдослучайное число, – номер элемента.
Для слова “Habr” получаем следующую последовательность кодов: 73, 98, 99, 115, 129.
Теперь мы можем записать информационный многочлен:
И домножить его на ( – число кодов коррекции):
Перейдем к созданию порождающего многочлена. Вычисляется он по следующей формуле:
Начинаем перемножать скобки:
Сложение в нашем поле определено как побитовое сложение по модулю 2. Сначала выполняется возведение в степень с помощью таблицы, затем их сложение и нахождение «логарифма» полученного числа для возврата к степеням двойки. В случае если после сложения степеней получается число, большее 254, берем его остаток от деления на .
После перемножения всех скобок и возведения в степень получим:
Последняя операция, завершающая высокоуровневое кодирование, и, пожалуй, самая сложная – нахождение остатка от деления на :
Выполняется деление многочленов в столбик, но с учетом того, что вычитание, определенное точно так же, как и сложение, и умножение выполняются в поле Галуа.
Теперь мы можем записать кодовое слово полностью:
Низкоуровневое кодирование
Каждый из полученных выше кодов представляется в Data Matrix в виде квадрата размером 3х3 ячейки без правого верхнего уголка. 1 здесь соответствует старшему биту, 8 – младшему. Нужно заполнить такими элементами всю матрицу.
Приготовим сетку 10х10 (именно такого размера должна быть матрица в данном случае), на которой нарисуем контуры первых пяти элементов, как на рисунке справа. Вне зависимости от того, какого размера матрица, эти элементы всегда располагаются именно так, и никак иначе.
Остальные элементы размещаются аналогичным образом, но прежде чем нарисовать их, необходимо отметить несколько особых случаев, связанных с углами матрицы.
Если , где a – сторона квадрата, то перед нами самый простой случай, когда после размещения всех элементов непоместившиеся участки просто переносятся на противоположную сторону.
Если , то в правом нижнем углу остается «лишний» квадратик размером 2х2, который заполняется так:
Если или , то следует обратить внимание на левый нижний и правый верхний угол, особенно на нумерацию битов.
Код Data Matrix – двухмерный матричный код. В нем можно зашифровать большое количество информации, сохранив, тем самым, свободное пространство на упаковке. В настоящее время Data Matrix используется для серийной маркировки продукции в разных странах. Наносится матричный код на упаковку с помощью термоструйных и лазерных принтеров.
К упаковке фармацевтической продукции предъявляются особые требования, и они постоянно усложняются. Среди причин такого положения вещей – создание новых компаний-производителей, которым требуется упаковка для препаратов, а также новые нормы в отношении маркировки лекарственных средств, которые активно вводятся в разных странах – и Россия здесь не исключение.
Толчком к развитию новых технологий и инноваций в отрасли маркировки стала возросшая потребность фармацевтических компаний в новых видах упаковки. Стало активно разрабатываться новое оборудование и методы печати высокого разрешения. На данный момент существует большое количество современных, высокотехнологичных решений для любых условий печати.
Выбор маркитатора – ключевой момент для всей упаковочной линии. Неправильно подобранное оборудование существенно снизит общую производительность и эффективность всего процесса. Существует 2 основные технологии, которые наиболее подходят для промышленной маркировки: термоструйная и лазерная печать. С их помощью можно осуществлять многострочную печать высокого разрешения с возможностью нанесения кодов Data Matrix.
Краткая таблица особенностей каждой технологии маркировки
| Термоструйная маркировка | Лазерная маркировка | |
| Материал | Пористые материалы без водостойкого покрытия | Пластик, металл, стекло, картон, фольга, любой вид бумаги |
| Преимущества | - Скорость печати не зависит от сложности маркировки - Легкое внедрение в готовую производственную линию - Стоимость оборудования и расходных материалов - Высокая надежность - Нанесение печати на упаковку разных форм |
- Широкий спектр материалов для печати - Возможность нанесения печати на неподвижный материал - Высокая стойкость маркировки - Высокая контрастность изображения |
| Недостатки | - Особые требования к материалу - Вероятность "смазывания" маркировки при неправильной организации упаковочно-маркировочной линии - Для нанесения печати на неподвижную упаковку, требует установка доп. оборудования (направляющих) |
- Скорость работы зависит от размера окна печати, сложности маркировки - Особые требования при установке - Обязательная установка заграждения для обеспечения безопасности сотрудников |
| Печать высокого разрешения (включая Data Matrix коды) | Да | Да |
| Способы печати | - Непрерывная (гофротара, использование web-интерфейса) - Старт-стопная (бутылки, блистеры, мягкая упаковка) |
|
Во время термоструйной печати изображение формируется мелкими каплями чернил. В основе технологии – нагревание части чернил с помощью резисторов, расположенных под каждым соплом. В случае с «пузырьковой» термоструйной печатью Bubble Jet , в результате образуется пузырек, и капельки чернил «выталкиваются» под воздействием избыточного давления. Краска попадает на материал из картриджа или печатающей головки.
Лазерный принтер наносит изображение с помощью сфокусированного светового луча. Его движением управляют два зеркальных гальфанометра, направляя луч в двух плоскостях.
Выбирая технологию маркировки необходимо учесть несколько моментов:
Материал упаковки является одним из главных критериев выбора маркировочного оборудования. Конечно, обеим технологиям печати свойственны ограничения по подготовке и виду материала, но для термоструйной маркировки их существенно больше.
Термоструйные принтеры используют чернила на водной основе, поэтому такая технология маркировки лучшего всего подойдет для пористых материалов. Бумажные наклейки и картон, часто используемые при упаковке лекарственных препаратов, напротив, не стоит маркировать термоструйным принтером – на эти материалы наносится водостойкое покрытие, затрудняющие нанесение и высыхание краски. Впрочем, это ограничение печати можно обойти, при производстве упаковки убрав водостойкий слой в месте нанесения маркировки, правда, для этого придется договориться с производителем о внесении изменений в производственный процесс. В этом случае скорость высыхания чернил сократится до 1 секунды и, в дальнейшем, позволит избежать смазывания маркировки на других этапах производства.
Лазерная маркировка менее требовательна к материалу – их спектр гораздо шире, включает пластик, металл, различные виды бумаги и стеклянные поверхности. Как правило, в фармацевтической промышленности маркируются бумажные поверхности (картонная упаковка, этикетки), фольга и пластмасса.
В процессе лазерной печати углекислотные или оптоволоконные лазеры выжигают поверхность материала перед нанесением маркировки. При выборе этого вида печати нужно учитывать различные особенности материала:
Факторы, влияющие на скорость работы линии термоструйной печати:
Сложность печати и размер кода Data Matrix, напротив, не оказывает никакого влияния на скорость термоструйной маркировки – все сопла работают одновременно, что исключает разницу между нанесением двух или четырех строчек текста. Кстати, эта особенность является одним из преимуществ термоструйной технологии печати. Следовательно, скорость нанесения кода Data Matrix будет точно такой же, как при нанесении, скажем, даты производства или стандартного двухстрочного штрих-кода. Этот момент очень важен, если Вы планируете увеличить объемы производства, сохранив скорость работы маркировочной линии.
Фарм производители, как правило, используют два типа лазеров для маркировки: углекислотные (30 Вт) или оптоволоконные (20Вт). Они обеспечивают более высокую скорость печати, по сравнению с термоструйными маркитаторами.
При лазерной маркировке сложных материалов – фольга, пластик, металл – скорость работы линии снижается, но термоструйное нанесение печати на эти материалы невозможно.
Учитывая все вышеперечисленные факторы и особенности, окончательный выбор технологии нанесения печати на упаковку производится специалистом по маркировке.
И лазерная, и термоструйная технология маркировки подходят для печати высокого разрешения.
Принтеры каждого вида могут работать в двух режимах: в непрерывном и прерывистом. Одно из преимуществ лазерного маркитатора – возможность нанесения печати на движущийся и неподвижный объект. В случае с термоструйным принтером, упаковка должна все время двигаться вдоль печатной головки. Для нанесения маркировки на неподвижную упаковку потребуется установка дополнительного оборудования.
Использование:
Термоструйная печать
Принтеры для термоструйной маркировки отличаются высокой точностью печати и компактностью печатных головок – это облегчает их внедрение в уже готовые производственные линии. Из обязательных требований к установке термоструйного оборудования – маленький зазор между маркируемым материалом и печатающей головкой. Высококачественные чернила позволяют существенно сократить скорость высыхания краски при печати. Необходимо верно установить направляющие, чтобы избежать контакта с напечатанной маркировкой на следующих этапах производства.
Лазерная печать
При установке лазерного принтера на упаковочной линии важно соблюсти несколько правил.
Обеспечения безопасности при лазерной маркировке
При выборе системы лазерной маркировки важно учесть такие факторы, как отвод дыма и ограждение области печати. Чтобы обеспечить безопасность персонала, вокруг принтера устанавливают ограждение. Как правило, оно оборудуется закрывающимися дверцами и снабжается предупреждающими знаками. Если же закрытую зону вокруг лазерной установки создать не получается, ее можно оградить специальными защитными экранами. В случае использования углекислотного лазера, применяются панели из акрила или поликарбоната. При использовании оптоволоконных лазеров или лазеров Nd-YAG для защиты применяются панели из листового металла (см. стандарт ANSI Z16.1).
Во время работы лазерного маркитатора, в момент удаления верхнего слоя маркируемого материала, выделяет дым. В нем содержатся частички газа и материала, которые легко могут попасть в органы дыхания. Чтобы повысить безопасность, необходимо установить вытяжную вентиляцию со специальными фильтрами.
Такие вентиляционные системы обеспечивают 3 этапа фильтрации:
Data matrix - can refer to: Matrix (mathematics) A rectangular array of elements Data matrix (computer) An encoded barcode. Data set A collection of data in tabular form. Data matrix (multivariate statistics) A mathematical matrix of data whose rows represent… … Wikipedia
Data Matrix - An example of a Data Matrix code, encoding the text: Wikipedia, the free encyclopedia Reading Data … Wikipedia
Data Matrix
Data Matrix - 3.8 Data Matrix: Двумерная матричная символика с коррекцией ошибок, кодирующая различные наборы знаков, включая набор цифровых и алфавитно цифровых знаков данных, все знаки по ИСО/МЭК 646 (ASCII)1), а также специальные наборы знаков. 1) Ссылка… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
data matrix - /deɪtə ˈmeɪtrɪks/ (say daytuh maytriks) noun (plural data matrixes or data matrices /deɪtə ˈmeɪtrəsiz/ (say daytuh maytruhseez)) a rectangular array of data, whether numbers, images, etc., to be used in computation … Australian English dictionary
- … Википедия
Data matrix (computer) - A Data Matrix code is a two dimensional matrix barcode consisting of black and white square modules arranged in either a square or rectangular pattern. The information to be encoded can be text or raw data. Usual data size is from a few bytes up… … Wikipedia
Data Matrix Code - DataMatrix Code als Teil von Stampit Mit dem zweidimensionalen Data Matrix Code (2D Code) kann im Vergleich zu eindimensionalen Barcodes (1D Code) die Informationsdichte pro Fläche deutlich erhöht werden. Entwickelt wurde der Data Matrix Code in… … Deutsch Wikipedia
Data matrix (multivariate statistics) - In multivariate statistics, a data matrix is a mathematical matrix of data whose rows represent different repetition of an experiment, and whose columns represent different types of datum (say, the results from a particular probe). For example,… … Wikipedia
Matrix code - The Matrix code can refer to: A two dimensional barcode (as opposed to linear and stacked symbologies), such as e.g. Data Matrix. The logo of The Matrix franchise. See Matrix digital rain. This disambiguation page lists articles associated with… … Wikipedia
Online Data Matrix Generator is developed based on OnBarcode Barcode Generator for .NET .
OnBarcode also provides the following libraries and components for generating, printing, scanning, and reading Data Matrix barcodes.
OnBarcode provides professional barcode software and libraries for you.
OnBarcode provides reliable & mature QR Code software and dlls for you.
