Екі өлшемді матрицалық штрихкодтар

Кіріспе

Екі өлшемді матрицалық штрихкод

Деректер матрицасы – қара және ақ "жасушалардан" немесе нүктелерден құралған екі өлшемді код, олар шаршы немесе тіктөртбұрышты үлгіде орналасқан, және матрица деп те аталады. Кодталатын ақпарат мәтін немесе сандық деректер болуы мүмкін. Деректердің көлемі әдетте бірнеше байттан басталып 1556 байтқа дейін жетеді. Кодталған деректердің ұзындығы матрицадағы жасушалардың санына байланысты. Сенімділікті арттыру үшін қателерді түзету кодтары жиі қолданылады: тіпті бір немесе бірнеше жасуша зақымданса және оқылмайтын болса да, хабарламаны оқуға болады. Деректер матрицасының символы 2335 әріп-сандық символға дейін сақтай алады. Деректер матрицасының символдары тіктөртбұрышты, көбінесе шаршы пішінде болады және биттерді көрсететін шаршы "жасушалардан" тұрады. Қолданылған кодтауға байланысты "ақ" жасуша 0-ді, ал "қара" жасуша 1-ді немесе керісінше білдіреді. Кез келген деректер матрицасы "L" пішіндес екі біріккен шекарадан ("табу үлгісі" деп аталады) және қара және ақ "жасушалардан" немесе модульдерден тұратын екі басқа шекарадан тұрады ("уақыт үлгісі" деп аталады). Осы шекаралардың ішінде ақпаратты кодтайтын жасушалардың қатарлары мен бағандары орналасқан. Табу үлгісі символдың орнын анықтау және бағдар беру үшін қолданылады, ал уақыт үлгісі символдың қатарлары мен бағандарының санын есептейді. Символға көбірек деректер кодталған сайын жасушалардың саны (қатарлар мен бағандар) артады. Әрбір код бірегей болады. Символдың өлшемі жаңа ECC 200 нұсқасында 10×10-нан 144×144-ке дейін, ал ескі ECC 000 – 140 нұсқасында 9×9-дан 49×49-ға дейін өзгереді.

Қолданбалар

Data Matrix-тің ең көп қолданылатын саласы – кішкентай заттарды таңбалау, себебі кодтың 50 символді оқуға болатын бір белгіге сыйыстыру қабілеті бар және кодты тек 20% контраст аралығында оқуға болады. Data Matrix-тің өлшемін өзгертуге болады; коммерциялық қолданыста лазермен ойылған (силикон құрылғысында) өте кішкентай және 1 метрлік (3 фут) шаршыға боялған (вагонның шатырына) суреттер де бар. Таңбалау және оқу жүйелерінің дұрыстығы – жалғыз шектеу. АҚШ Электрондық өнеркәсіптер альянсы (EIA) кішкентай электрондық компоненттерді таңбалау үшін Data Matrix-ті пайдалануды ұсынады. Data Matrix кодтары баспа материалдарында, мысалы, жапсырмалар мен хаттарда жиі кездеседі. Кодты штрих-код оқырман жылдам оқи алады, бұл, мысалы, сәлемдеме алушыға жіберілген кезде, материалды қадағалауға мүмкіндік береді. Өндірістік инженерлік мақсаттар үшін Data Matrix кодтары тікелей компоненттерге жазылуы мүмкін, бұл тек қана қажетті компоненттің Data Matrix кодталған деректерімен сәйкестендірілуін қамтамасыз етеді. Кодтар компоненттерге әртүрлі әдістермен жазылуы мүмкін, бірақ әуе-ғарыш өнеркәсібінде олар көбінесе өнеркәсіптік сия шашырату, нүктелік таңбалау, лазерлік таңбалау және электролиттік химиялық ойып жазу (ECE) болып табылады. Бұл әдістер компоненттің өмірлік циклы бойы сақталатын тұрақты таңбаны қамтамасыз етеді. Data Matrix кодтары әдетте арнайы камералар мен бағдарламалық құралдарды пайдалану арқылы тексеріледі. Бұл тексеру кодтың қажетті стандарттарға сәйкес келетінін және компоненттің өмірлік циклы бойы оқылғыштығын қамтамасыз етеді. Компонент пайдалануға берілгеннен кейін, Data Matrix кодын оқырман камера оқи алады, ол Data Matrix деректерін декодтайды, оларды қозғалысты бақылау немесе қойманы тексеру сияқты мақсаттар үшін пайдалануға болады. Data Matrix кодтары, басқа ашық кодтар сияқты, мысалы, 1D штрих-кодтар, кодқа арналған мобильді қосымшаларды жүктеу арқылы ұялы телефондармен де оқылуы мүмкін. Көптеген мобильді құрылғылар Data Matrix коды сияқты 2D кодтарды оқи алса да, олардың аз ғана бөлігі кодты декодтауды кеңейтіп, мобильді қолжетімділік пен өзара әрекеттесуді қамтамасыз етеді, содан кейін кодтарды қауіпсіз және түрлі медиада пайдалануға болады; мысалы, тауарларды қадағалау, жалғанға қарсы күресу, электрондық үкімет және банк жүйелерінде.

The most popular application for Data Matrix is marking small items, due to the code's ability to encode fifty characters in a symbol that is readable at and the fact that the code can be read with only a 20% contrast ratio. A Data Matrix is scalable; commercial applications exist with images as small as (laser etched on a silicon device) and as large as a 1 metre (3 ft) square (painted on the roof of a boxcar). Fidelity of the marking and reading systems are the only limitation. The US Electronic Industries Alliance (EIA) recommends using Data Matrix for labeling small electronic components. Data Matrix codes are becoming common on printed media such as labels and letters. The code can be read quickly by a barcode reader which allows the media to be tracked, for example when a parcel has been dispatched to the recipient. For industrial engineering purposes, Data Matrix codes can be marked directly onto components, ensuring that only the intended component is identified with the data matrix encoded data. The codes can be marked onto components with various methods, but within the aerospace industry these are commonly industrial ink jet, dot peen marking, laser marking, and electrolytic chemical etching (ECE). These methods give a permanent mark which can last up to the lifetime of the component. Data Matrix codes are usually verified using specialist camera equipment and software. This verification ensures the code conforms to the relevant standards, and ensures readability for the lifetime of the component. After component enters service, the Data Matrix code can then be read by a reader camera, which decodes the Data Matrix data which can then be used for a number of purposes, such as movement tracking or inventory stock checks. Data Matrix codes, along with other open source codes such as 1D barcodes can also be read with mobile phones by downloading code specific mobile applications. Although many mobile devices are able to read 2D codes including Data Matrix Code, few extend the decoding to enable mobile access and interaction, whereupon the codes can be used securely and across media; for example, in track and trace, anti counterfeit, e. govt, and banking solutions.

Азық-түлік өнеркәсібі

Дата матрицасы кодтары тамақ өнеркәсібінде автоматты кодтау жүйелерінде тамақ өнімдерінің қате таңбалануы мен мерзімін дұрыс көрсетпеуіне жол бермеу үшін қолданылады. Кодтар тамақ өндірушілердің деректер базасында ішкі түрде сақталады және әрбір өніммен, мысалы, ингредиенттердің айырмашылықтарымен байланыстырылады. Әр өнім партиясы үшін бірегей код принтерге жіберіледі. 2D дата матрицасын оңтайлы сканерлеу үшін этикетка дизайнында орын тебу қажет. Қара фондағы ақ кодтар үшін басып шығару сапасы мәселе болмаса, сынақ жүргізу қажет емес, бірақ барлық түсті кодтар өндіріске жібермес бұрын оқылатынын қамтамасыз ету үшін сынақтан өтуі керек.

Өнер

2006 жылы мамыр айында неміс компьютер бағдарламашысы Бернд Хопфенгартнер бидай даласында үлкен дерек матрицасын жасады (егіндік шеңберлерге ұқсас әдіспен). Хабарламада "Сәлем, Әлем!" деп жазылған. 2011 жылдың маусым айында париждік татуировка шебері K. A. R. L., Ballantine's шотланд вискиін жарнамалау мақсатында, Facebook-те тікелей эфирде көрсетілген бірлескен жұмыста дерек матрицасы кодын пайдаланып әлемдегі алғашқы анимациялық татуировканы жасады.

Техникалық ерекшеліктер

Деректер матрицасы символдары периметрлік іздеуші және уақыт үлгісі ішінде орналасқан модульдерден құралады. Ол ASCII таңбалар жиынтығының (қосымшаларымен) 3116 таңбаға дейін ақпаратты кодтай алады. Символдың құрамында модульдерді жүйелі түрде орналастырылған дерек аймақтары бар. Ірі символдар бірнеше аймақтан тұрады. Әрбір дерек аймағы іздеу үлгісімен шектеледі және төрт жағынан тыныш аймақ жиегімен (шетімен) қоршалған. (Ескерту: Модульдер дөңгелек немесе шаршы болуы мүмкін, стандартта нақты пішін белгіленбеген. Мысалы, нүктелеп жасалған жасушалар көбінесе дөңгелек болады.)

Деректер матрицасы ECC 000140

Data Matrix-тің ескі нұсқаларына ECC 000, ECC 050, ECC 080, ECC 100, ECC 140 кіреді. ECC 200 сияқты Reed–Solomon кодтарын пайдалану орнына, ECC 000–140 конволюциялық негіздегі қателерді түзетуді қолданады. Әрқайсысы ұсынатын қателерді түзету деңгейі әртүрлі: ECC 000 ешқандай қателерді түзетпейді, ал ECC 140 ең жоғары деңгейде түзету мүмкіндігіне ие. Декодтау кезінде қателерді анықтау үшін, тіпті ECC 000 нұсқасында да, осы нұсқалардың әрқайсысы биттік үлгіде циклдық артық кодты (CRC) енгізеді. Қосымша шара ретінде, кодтағы әрбір биттің орналасуы спецификацияда келтірілген биттердің орналасу кестелерімен анықталады. Бұл ескі нұсқалар әрқашан тақ санды модульдерден тұрады және 9 × 9-дан 49 × 49-ға дейінгі өлшемдерде жасалуы мүмкін. ECC 000-ден 140-қа дейінгі қателерді түзетуді пайдаланатын барлық символдарды жоғарғы оң бұрыштағы модульдің фондық түсіне қарама-қарсы түспен белгіленуі арқылы тануға болады (екілік 1). ISO/IEC 16022 стандартына сәйкес, "ECC 000–140 тек жабық қолданбаларда ғана қолданылуы керек, онда бір тарап символдарды өндіруді және оқуды бақылайды және жүйелік өнімділіктің жалпы деңгейіне жауапты болады".

Қателерді түзету

Data Matrix кодтары шекті өрісте (немесе GF(2^(8))) Рид-Соломон қатесін түзетуді қолданады, оның элементтері 8 биттік байттар түрінде кодталады; стандартты сандық мәні бар байт өріс элементін кодтайды, мұнда ол примитивті элемент деп есептеледі және қанағаттандырады. Примитивті полином – , полином нөмірі 301-ге сәйкес келеді, ал бастапқы түбірі = 1. Рид-Соломон коды кодқа қанша қателік түзету байты қосылғанына байланысты 7-ден 68-ге дейінгі дәрежелі 37 түрлі полиномның біреуін пайдаланады.

Кодтау

Кодтау процесі ISO/IEC 16022:2006 стандартында сипатталған. Data Matrix-тің ECC 200 нұсқасын кодтау және декодтау үшін ашық бастапқы кодты бағдарламалық қамтамасыз ету жарияланды. Төмендегі диаграммалар хабарлама деректерінің Data Matrix символы ішінде орналасуын көрсетеді. Хабар "Wikipedia" деп аталады және ол сол жақ жоғарғы бұрышынан басталатын біршама күрделі диагональды үлгіде орналастырылған. Кейбір таңбалар екі бөлікке бөлінеді, мысалы бастапқы W, ал үшінші 'i' әдеттегі L пішінді орналасудың орнына "бұрыштық үлгі 2" болып табылады. Сонымен қатар хабарламаның соңы коды (соңы деп белгіленеді), толтыру (P) және қателерді түзету (E) байттары және пайдаланылмаған төрт модуль (X) көрсетіледі. Хабарлардың әртүрлі түрлерін сақтау үшін бірнеше кодтау режимдері қолданылады. Әдепкі режимде 8 биттік код сөзіне бір ASCII таңбасы сақталады. Режимдерді ауыстыру үшін басқару кодтары беріледі, төменде көрсетілгендей. Код сөзі Код сөзінің он алтылық коды Түсіндіру 0 0 Қолданылмайды 1–128 1 80 ASCII деректері (ASCII мәні + 1) 129 81 Хабарламаның соңы 130–229 82 e5 Сандық жұптар 00–99 230 e6 C40 кодтауды бастау 231 e7 Base 256 кодтауды бастау 232 e8 FNC1 233 e9 Құрылымдық қосымша. Хабарлама бірнеше символға бөлінуі мүмкін. 234 ea Оқырманды бағдарламалау 235 eb Келесі таңбаның жоғары битін орнату 236 ec 05 Макрос 237 ed 06 Макрос 238 ee ANSI X12 кодтауды бастау 239 ef Текст кодтауды бастау 240 f0 EDIFACT кодтауды бастау 241 f1 Кеңейтілген арна интерпретациясы коды 242–255 f2 ff Қолданылмайды

Патент мәселелері

2007 жылдың қарашасында қолданыс мерзімі аяқталғанға дейін Acacia Technologies интеллектуалдық меншік компаниясы Data Matrix ішінара қамтылған деп мәлімдеді. Патент иесі ретінде, Acacia компаниясы Data Matrix пайдаланушыларымен байланысқа түсіп, патентке байланысты лицензиялық төлемдерді талап еткен. 2D штрихкодты құрылғылардың ірі өндірушісі Cognex Corporation, Acacia компаниясының клиенттерімен байланысқа түсіп, лицензиялық төлемдерді талап еткені туралы ақпарат алғаннан кейін 2006 жылғы 13 наурызда декларативтік сотқа шағым түсірді. 2008 жылғы 19 мамырда Миннесотадағы АҚШ округтік сотының судьясы Джоан Н. Эриксен Cognex компаниясының пайдасына шешім шығарды. Шешімде "524" патенті, 2D-символикалық кодтарды түсіріп, оқып алу жүйесін қамтиды деп мәлімделгені, жауапкерлердің патент алу процесінде әділетсіздік жасағанына байланысты жарамсыз және күшін жойған деп белгіленді. Бұл шешім патент мерзімі өткеннен кейін шығарылғанымен, 2007 жылдың қарашасына дейін Data Matrix пайдалануға байланысты бұзушылық туралы талаптарды болдырмады. 1991 жылы DE 4107020 неміс патентіне өтінім берілді және 1992 жылы жарияланды. Бұл патент жоғарыда аталған АҚШ патенттік өтінімдерінде сілтемеленбеген және оларды жарамсыз деп тануы мүмкін.