Data Matrix码

一、定义

Data Matrix原名Data code，由美国国际资料公司(International Data Matrix, 简称ID Matrix)于1989年发明。Data Matrix又可分为ECC000-140与ECC200两种类型，ECC000-140具有多种不同等级的错误纠正功能，而ECC200则透过Reed-Solomon演算法产生多项式计算出错误纠正码，其尺寸可以依需求印成不同大小，但采用的错误纠正码应与尺寸配合，由于其演算法较为容易，且尺寸较有弹性，故一般以ECC200较为普遍。

二、特点

Data Matrix二维条码的外观是一个由许多小方格所组成的正方形或长方形符号，其资讯的储存是以浅色与深色方格的排列组合，以二位元码(Binary-code)方式来编码，故电脑可直接读取其资料内容，而不需要如传统一维条码的符号对映表(Character Look-up Table)。深色代表“1”，浅色代表“0”，再利用成串(String)的浅色与深色方格来描述特殊的字元资讯，这些字串再列成一个完成的矩阵式码，形成Data Matrix二维条码码，再以不同的印表机印在不同材质表面上。由于Data Matrix二维条码只需要读取资料的20%即可精确辨读，因此很适合应用在条码容易受损的场所，例如印在暴露于高热、化学清洁剂、机械剥蚀等特殊环境的零件上。

Data Matrix二维条码的尺寸可任意调整，最大可到14平方英寸，最小可到0.0002平方英寸，这个尺寸也是目前一维与二维条码中最小的。另一方面，大多数的条码的大小与编入的资料量有绝对的关系，但是Data Matrix二维条码的尺寸与其编入的资料量却是相互独立的，因此它的尺寸比较有弹性。此外Data Matrix二维条码码还具有以下特性：

1.可编码字元集包括全部的ASCII字元及扩充ASCII字元，共256个字元。

2.条码大小(不包括空白区)：10×10 ~ 144×144

3.资料容量：2235个文数字资料，1556个8位元资料，3116个数字资料。

4.错误纠正：透过Reed-Solomon演算法产生多项式计算获得错误纠正码。不同尺寸宜采用不同数量的错误纠正码。

三、定位图形

定位图形是资料区域的一个周界，为一个模组宽度。其中两条邻边为暗实线，主要用于限定物理尺寸；定位和符号失真。另两条邻边由交替的深色和浅色模组组成，主要用于限定符号的单元结构，但也能帮助确定物理尺寸及失真。

三、符号尺寸

ECC000-140符号有奇数行与奇数列。符号外观为一方形矩阵，尺寸从9×9至49×49，不包括空白区。这些符号可透过右上角深色方格识别出来。

ECC200符号有偶数行与偶数列。有些符号是正方形，尺寸从10×10至144×144，不包括空白区。有些是长方形，尺寸从8×18至16×48，不包括空白区。所有的ECC200符号都可以透过右上角浅色方格识别出来。

四、资料表示方法

Data Matrix二维条码按以下步骤来表示资料：

资料编码

先分析要表示的资料，选取合适的编码方案，按所选定的方案将资料流转为字码流，并加入必要的填字，如果使用者未规定矩阵寸，则应选取能满足要存放资料的最小尺寸。DataMatrix二维条码共有6种编码方案，即6种字码集，见下表。

编码模式　字符集　每字符数据位数

ASCII　数字成对编码　4

ASCII 0-127　8

扩展ASCII 128-255　16

C40　大写字母和数字　5.33

Text　小写字母和数字　5.33

X12　ANSI X12 EDI 数据集　5.33

EDIFACT　ASCII 32-94　6

Base 256　0-255 范围的任何数据　8 错误检测和纠正字码(ECC)的产生：

对少于255个字码的Data Matrix二维条码，错误纠正字码可由资料字码计算得出。对于多于255个字码的符号，应将资料字码分成多个模组，然後再产生每一个模组的错误纠正字码。错误纠正字码能够纠正两种类误字码，包括E错误(已知位置上的错误字码)，以及T错误(未知位置上的错误字码)。换句话说，E错误是不能被扫瞄或不能被解码的符号字元，T错误则是被错误解码的符号字元。

Data Matrix 包括ECC 000-140 和ECC 200 两套符号体系，ISO 标准推荐在公共场合使用ECC 200 规范。下面给出ECC 200 的相关技术规格和性能。

六、符号尺寸、容量和纠错性能一览表

符号尺寸　数据容量　纠错性能

行数　列数　数字　数字字母　字节数据　纠错率%　错误/擦除

10　10　6　3　1　62.5　2/

12　12　10　6　3　58.3　3/

14　14　16　10　6　55.6　5/7

16　16　24　16　10　50　6/9

18　18　36　25　16　43.8　7/11

20　20　44　31　20　45　9/15

22　22　60　43　28　40　10/17

24　24　72　52　34　40　12/21

26　26　88　64　42　38.9　14/25

32　32　124　91　60　36.7　18/33

36　36　172　127　84　32.8　21/39

40　40　228　169　112　29.6　24/45

44　44　288　214　142　28　28/53

48　48　348　259　172　28.1　34/65

52　52　408　304　202　29.2　42/78

64　64　560　418　278　28.6　56/106

72　72　736　550　366　28.1　72/132

80　80　912　682　454　29.6　96/180

88　88　1152　862　457　28　112/212

96　96　1392　1042　694　28.1　136/260

104　104　1632　1222　814　29.2　168/318

120　120　2100　1573　1048　28　204/390

132　132　2608　1954　1302　27.6　248/472

144　144　3116　2335　1556　28.5　310/590

矩形符号

8　18　10　6　3　58.3　3/

8　32　20　13　8　52.4　5/

12　26　32　22　14　46.7　7/11

12　36　44　31　20　45.0　9/15

16　36　64　46　30　42.9　12/21

16　48　98　72　47　36.4　14/25

七、应用领域及前景

在一维条码的基础上发展起来的二维条码有着一维条码无法相比的优点，作为一种便携式数据文件，虽然它在我国的研究还处于刚刚起步阶段，但在不断完善的市场经济和快速发展的信息技术的推动下，再加上二维条码其独具的特点，国内对二维条码这一新技术的需求与日俱增。尤其是近两年，二维条码已开始在国内的很多行业得到应用。国内一些有远见的厂商也开始涉足二维条码领域，使二维条码技术在我国的推广应用展露出诱人的前景。

二维条码在我国推广应用的可行性

与其他自动识别技术相比，二维条码有着其独特的优势

随着科学与信息技术的发展，自动识别技术的种类也越来越多。自动识别技术的发展主要表现在数据质量和录入速度的提高以及消除人为干扰方面，其中表现较为突出的有条码、磁卡、IC卡和射频识别。但二维条码在信息载体的成本、信息量、保密性、抗污染和抗干扰及标准化等方面具有明显的优势，有着良好的推广应用前景。

二维条码自身的特点决定了它较为适合我国的国情

1）采用二维条码的单证成本低，具有很好的实用价值

二维条码可以采用通常的喷墨打印机、激光打印机、热转印打印机进行打印，可以打印在纸上、卡片上或者PVC卡上。因此，与其他自动识别技术相比，成本低廉，具有很好的实用价值。

2）采用二维条码的单证容错性好，使用寿命长

各种单证在使用过程中都有可能受到不同程度的折损、污染，因此，对单证的使用寿命和机器识读能力提出了更高的要求。二维条码采用了纠错算法，具有很强的纠错能力，在其部分损坏后，通过纠错依然可以进行机器识读。

3）对主系统和网络的依赖性降低，从而降低了费用，提高了可靠性

二维条码是一种便携式的数据文件，它本身可携带大量的信息，不需要与外部数据库相连，因此，在无法获得计算机及数据库支持的情况下，通过便携式数据终端也可以读出二维条码中的信息，从而降低了对主系统和网络的依赖性，降低了使用费用，提高了可靠性。

4）实现了证件的机读功能

证件的机读能力和防伪能力是新一代证件的标志。二维条码可以将持证人的名字、证号、血型、性别等重要信息进行编码，并通过机器自动识读，解决了单证数据信息的自动录入问题。

5）提高了证件的防伪能力

二维条码具有很好的防伪能力。在证件上采用二维条码，可通过对二维条码表示的数据信息进行数学加密来提高证件的防伪能力，目前，数学加密技术在世界上已经是一项非常先进、也是非常成熟的技术，因此，可以极大地增加证件的防伪能力。

二维条码的这些特点适合我国人口众多、经济不发达、尤其是经济发展不平衡、网络建设水平不高、计算机普及率较低的国情，所以，二维条码这一高新技术在我国极具推广应用价值。

二维条码市场空间无限

二维条码作为一种全新的条码技术，已被广泛应用于国防、医疗保健、商业、金融、后勤管理等领域。由于二维条码信息容量大，保密防伪性能好，并且成本低，适合我国人口多、底子薄、计算机建设还很不完善的国情，因此在我国有着十分广阔的应用前景。可以预见，二维条码技术在我国的推广应用必将为我国信息产业的发展和现代化的经济建设带来可观的社会效益和经济效益。

二维条码在西方发达国家目前已进入系统应用阶段，他们的应用领域、使用方法在很大程度上引导着国内二维条码的发展方向。国内的一些行业或单位也已开始应用二维条码。但与国外先进国家相比，我国在二维条码应用方面还存在一定的差距。国外先进国家的应用经验已比较成熟，而目前在国内应用比较零散，没有形成明显的规模和趋势。但是，二维条码在国内应用试点的成功已引起了众多用户群体的兴趣，再加上国外二维条码应用方向的引导，目前，国内许多厂商与经销商开始致力于二维条码的研究、设备开发与应用系统的推广应用、培育新的市场。

二维条码相关设备的厂商和经销商们想要进入的领域范围很广，牵涉面很大，与人们的日常工作生活极为紧密，如铁路运输、身份证卡、家用电器和公共事业，这几乎涉及到每一个家庭和每一个人，这就预示着二维条码将走入我们的生活、深入我们的生活。

这里值得一提的是，有的经销商提出今后开发的重点首先应当是医药和电子领域产品。医药、电子产品体积小，空间不足以容纳传统的条码。二维条码密度高，借助二维条码可实现对这些产品的自动识别。如某些电子芯片价格昂贵，必须加以跟踪。此外，在西方国家对强制性控制的药物使用二维条码，在中国也是势在必行，因此上述技术会显得越来越重要。

为加快二维条码在我国的研究及应用，中国物品编码中心与各地分支机构进行了许多二维条码的应用试点工作。如在专利收费、邮政管理、财政管理、暂住人口管理、1999年两会及部队仓库管理上的应用等，都取得了很好的效果。如果把这些应用试点推广开来，那么，二维条码应用的市场空间将是不可限量的。

近几年，我国信息技术和自动化管理得到了迅猛发展，在信息产业和商业自动化管理的带动下，作为信息数据自动采集重要手段之一的二维条码技术在我国得到了快速推广与应用。自1998年以来，我国二维条码识读设备销量呈成倍增长趋势，设备供给量略大于需求量，供需基本平衡，发展势头令人满意。而二维条码技术在我国快速发展的决定因素是自动化管理和信息技术飞速发展的需求。毋庸置疑，信息技术和现代化管理是全球发展的趋势，也是我国发展的方向。作为信息技术重要组成部分的二维条码，随着信息技术和现代化管理的发展，人们对其认识的提高、理解的加深以及人们对产品和各种证件防伪要求的增加，在我国有着广阔的发展天地。