Gs1 datamatrix описание двухмерный код. Коды стандарта Data Matrix

A Data Matrix двумерный матричный штрих-код, содержащий черные и белые ячейки, упорядоченные в квадратный или прямоугольный массив. Может быть закодирован как текст, так и произвольные данные.
Объём закодированных данных зависит от размеров используемого символа. Символ содержит коды коррекции ошибок: даже если символ частично поврежден, он может быть прочитан. Символ Data Matrix symbol может хранить до 2335 алфавитно-цифровых знаков.

Примечание : В этой символике не отображается человекочитаемый текст.

Data Matrix symbols can encode text in several different ways. Use the Encoding combo box to define the most appropriate encoding algorithm for the text you want to encode:

  • (Mixed): значение по умолчанию. Кодирование данных, используя комбинацию всех нижеприведенных режимов, в зависимости от типа найденных данных. Обычно этот режим дает наилучший результат.
  • Ascii: задает кодировку всех 256 знаков стандартной таблицы ASCII. Наилучший результат для цифровых знаков и знаков с кодами ASCII от 0 до 127.
  • C40: задает кодировку цифр, букв и нескольких специальных символов. Наилучший результат для цифр и алфавитно-цифровых кодов, содержащих только заглавные буквы.
  • Text: задает кодировку цифр, букв и нескольких специальных символов. Наилучший результат для цифр и алфавитно-цифровых кодов, содержащих только строчные буквы.
  • X12: задает кодировку знаков из набора ANSI X12.
  • Edifact: задает кодировку символов с кодами ASCII в диапазоне от 32 до 94. Кодировка считается устаревшей, добавлена для совместимости.
  • Base 256: специальная кодировка для произвольных данных в диапазоне от 0 до 255. Алгоритм кодирования позволяет закодировать любые значения от 0x00 до 0xFF (десятичные 0 ~ 255). Чтобы использовать эту кодировку, необходимо ввести строку, содержащую двухразрядные шестнадцатеричные значения, разделенные пробелом, например: 32 FA 56 E8 12 … и т.д.

Код Datamatrix

Кодировка Data Matrix: https://www.сайт/free-label-software/

Выпадающий список Symbol size позволяет задать минимальные размер символа.Архитектура Data Matrix организует данные последовательностью квадратиков в квадратной или прямоугольной матрице. Количество требуемых квадратиков зависит от объема кодируемых данных.
Обычно символ data matrix генерируется с возможно меньшим количеством ячеек, необходимых для представления закодированных данных, но в некоторых случаях может потребоваться увеличить количество отображаемых ячеек, например, чтобы все напечатанные символы имели одинаковый размер, независимо от объема закодированных данных. В этом случае вы можете задать минимальный размер символа генерируемого штрих-кода.

Кодирование Data Matrix:12345

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.

Обзор технологии

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:

  • скорость печати;
  • способ движения упаковки на линии;
  • материал упаковки

Особенности материала для маркировки

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:

  • поглощение лазерного излучения. Коэффициент вычисляется, исходя из длины волны и свойств материала упаковки
  • возможность создания контрастного окна печати в месте нанесения маркировки. Для этого окно печати, как правило, заполняют более темным фоном. Чтобы шрих-код получился более четким, оптимальным будет создание под темным фоном белого – с помощью мелованного слоя или слоя титановых белил. Во время маркировки, лазер удалит верхний темный слой, обнажая светлый. Таким образом, код получается контрастным и отлично считывается.

Скорость маркировки

Факторы, влияющие на скорость работы линии термоструйной печати:

  • Разрешение печати (в направлении движения материала)
  • Частота срабатывания (частота включения и отключения резисторов)

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.

  • Особенности материала. Необходимо выяснить, сколько времени (или энергии) потребуется лазеру, чтобы снять верхний слой
  • Размер области печати – важно определить, через какое время лазер начнет взаимодействовать непосредственно с поверхностью упаковки
  • Сложность печати: зависит от размера изображения и скорости его нанесения лазером
  • Частота подачи: в этом случае оценивается расстояние между маркируемыми товарами на линии, время перехода к следующему товару для нанесения изображения.

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.

Подача и перемещение упаковки на линии

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:

  • Непрерывная печать: маркировка гофротары.
  • Непрерывная печать: маркировка с использованием веб-интерфейса.
  • Старт-стопная маркировка: маркировка бутылок.
  • Старт-стопная маркировка: маркировка мягкой упаковки и блистеров.

Особенности установки на линию

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.

  1. Оборудование должно быть закреплено таким образом, чтобы избежать любой вибрации. В противном случае, маркировка получится неточной.
  2. Плоскость линзы, через которую проходит луч, должна быть расположена строго параллельно поверхности маркируемой упаковки.
  3. Ось маркирующей головки необходимо расположить перпендикулярно направлению перемещения упаковки.

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:

  • С помощью грубых фильтров удаляются крупные частицы материала;
  • С помощью воздушных фильтров высоко эффективности НЕРА осуществляется более тонкая фильтрация;
  • Специальный химический фильтр нейтрализует токсичные газы и неприятный запах, выделяемые при маркировке лазером.

    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

Книги

  • Matrix Algebra Useful for Statistics , Andre Khuri I. , A thoroughly updated guide to matrix algebra and it uses in statistical analysis and features SAS®, MATLAB®, and R throughout This Second Edition addresses matrix algebra that is useful in… Категория: Математика Издатель: John Wiley & Sons Limited , электронная книга
  • Statistical Data Analytics. Foundations for Data Mining, Informatics, and Knowledge Discovery , Walter Piegorsch W. , A comprehensive introduction to statistical methods for data mining and knowledge discovery. Applications of data mining and ‘big data’ increasingly take center stage in our modern,… Категория: Математика Издатель: John Wiley & Sons Limited , электронная книга (fb2, fb3, epub, mobi, pdf, html, pdb, lit, doc, rtf, txt)

Код стандарта Data Matrix представляет собой двухмерный матричный код, с помощью которого можно кодировать очень большие объемы данных в компактном пространстве. Его используют в различных целях, в том числе в аэрокосмической промышленности, для маркировки компонентов, в оборонной промышленности, для почтовых отправлений и печатных СМИ.

Спецификации: В коде стандарта Data Matrix можно кодировать до 2335 буквенно-цифровых символов либо — до 3116 числовых. Код состоит из нескольких блоков черных и белых клеток, которые представлены в форме либо квадратного, либо прямоугольного образа. Кроме того, каждый код стандарта Data Matrix имеет как код поиска по периметру, так и образ синхронизации. В коде также можно кодировать символы больших и малых размеров. По краям каждого кода стандарта Data Matrix находится белое поле.

Преимущества: Код стандарта Data Matrix можно считывать даже при его частичном повреждении до 40 % благодаря встроенной системе коррекции ошибок. Также возможно кодировать буквы, числовые данные и другие символы ASCII.

Недостатки: Даже при наличии возможности кодировать множество символов, гораздо больше, чем в большинстве одномерных штрихкодах, код стандарта Data Matrix по-прежнему имеет общее ограничение по количеству символов, и поэтому непрактичен для передачи длинных сообщений.

Похожие штрихкоды:
QR-код — также состоит из блоков черных и белых клеток наряду с образами поиска.