Data Matrix

Il Data Matrix è un codice a barre bidimensionale composto da celle(o moduli) bianche e nere disposte all' interno di uno schema di forma rettangolare o quadrata.

Panoramica

Le informazioni che possono essere codificate sono dati testuali o dati grezzi. L'usuale dimensione dei dati va da pochi byte fino a 2 kilobytes. La lunghezza dei dati codificati dipende dalla dimensione del simbolo usato.

Inoltre è previsto un sistema di correzione degli errori che aggiunge bytes al messaggio codificato in modo da rendere leggibile anche un Data Matrix parzialmente danneggiato. Un simbolo Data Matrix può immagazzinare fino a 2.335 caratteri alfanumerici.

I Data Matrix sono di forma rettangolare (spesso quadrati) e sono suddivisi in celle, ognuna delle quali rappresenta un bit. In base alla situazione una cella di colore chiaro può rappresenta il bit 0 e una di colore scuro il bit 1 (o viceversa).

I bordi che delimitano un Data Matrix hanno la seguente configurazione:

due bordi adiacenti sono colorati in modo uniforme e formano una "L" definita formalmente Finder Pattern;
gli altri due bordi adiacenti appaiono tratteggiati a causa dell'alternanza di celle di colore bianco e nero. Essi costituiscono il Timing Pattern.

All' interno di questi bordi troviamo tutte le celle, organizzate in righe e colonne, che compongono l'informazione codificata. Il Finder Pattern è utilizzato per permettere ai dispositivi di decodifica di localizzare e orientare correttamente il Data Matrix, mentre il Timing Pattern permette di contare il numero di righe e di colonne che lo costituiscono. Man mano che il numero dei dati aumenta, il numero di righe e di colonne cresce. In genere le sue dimensioni variano da 8x8 a 144x144.

Applicazioni

Comunemente il Data Matrix viene utilizzato come codice per marcare piccoli oggetti, infatti esso può includere fino a 50 caratteri in una superfice di appena 2 o 3 mm^2 ed è sufficiente un contrasto del 20 % per distinguere le sue celle (ovvero per distinguere le celle chiare da quelle scure) e quindi per leggere i bit che compongono l'informazione.

Un Data Matrix è infinitamente scalabile, nelle applicazioni commerciarli può essere piccolo fino a 300 micrometri (per esempio è possibile incidere a laser un Data Matrix su un dispositivo di silicio di 600 micrometri) e grande fino a un metro. Il livello di fedeltà del sistema di incisione e la precisione dei dispositivi di lettura sono le uniche limitazioni tecniche.

La EIA (Electronic Industries Alliace) raccomanda di usare i Data Matrix per etichettare piccole componenti elettroniche. I codici Data Matrix fanno parte di un nuovo processo di tracciabilità integrato in molte industrie, in particolare nell' industria aerospaziale dove il controllo di qualità è rigido ed esiste il problema del mercato nero di componenti contraffatte e non vendibili al pubblico.

I codici Data Matrix e i dati alfanumerici aggiuntivi identificano i dettagli del componente come:

identificativo del produttore;
il numero identificativo del pezzo;
un codice seriale unico e differente per ogni pezzo prodotto.

Il Dipartimento di Difesa degli Stati Uniti ha selezionato lo standard Data Matrix per garantire un' identificazione unica e obbligatoria per determinati prodotti. Molti articoli, a partire da intere armi fino alle componenti critiche della maggior parte dei sistemi, devono essere marcati permanentemente con un codice Data Matrix d'identificazione unico in accordo con gli standard militari 130.

Gran parte dell' industria aerospaziale, specialmente i membri dell'ATA (Associazione dei trasporti aerei) mirano ad identificare tutti i componenti di ogni aereo tramite l'uso di particolari codici Data Matrix. I Data Matrix sono anche utilizzati dalla Semacode per codificare gli indirizzi delle pagine web (URL) in modo da essere facilmente letti da cellulari dotati di fotocamera.

Specifiche tecniche

File:Data Matrix.png

Data Matrix : le varie sezioni

I simboli Data Matrix sono composti da moduli definiti all'interno di un perimetro formato da finder e timing pattern. Essi possono codificare fino a 3.116 caratteri Ascii (comprese le estensioni).

Ogni simbolo è diviso in regioni di dati, ognuna delle quali contiene un array regolare di moduli. I simboli di grandi proporzioni contengono parecchie regioni.

Ogni regione di dati è delimitata dal finder pattern, e questo è circondato a sua volta su tutti i lati da una zona libera (detta Quiet Zone) usata come margine. (Nota: i moduli possono essere rotondi o quadrati, non c'è una forma specifica stabilita dallo standard).

I simboli hanno un numero pari di righe e di colonne. La maggior parte dei simboli è quadrata con dimensioni che vanno dai 10x10 ai 144x144. Tuttavia alcuni simboli sono rettangolari con dimensioni che vanno dagli 8x8 ai 16x48. Tutti i simboli che utilizzano l’ ECC200 error correction (il sistema di correzione dell’errore ECC200) sono riconoscibili dal fatto che il modulo in alto a destra del simbolo ha lo stesso colore dello sfondo (bianco, binary 0).

ECC200 è la nuova versione presente nei Data Matrix e supporta avanzati algoritmi di controllo e di correzione degli errori (come Reed-Solomon). ECC200 permette la ricostruzione pratica fino al 30% dell’intera serie dei dati codificati. Ciò significa che anche quando il simbolo è per il 30% danneggiato esso è ancora leggibile, cosa che sarebbe impossibile utilizzando codici a barre lineari.

Applicazioni Data Matrix

I codici Data Matrix stanno diventando comuni e vengono anche stampati su supporti cartacei come lettere o buste. Il codice può essere letto rapidamente da uno scanner che permette al supporto di essere tracciato negli spostamenti, ad esempio nel caso di un pacco inoltrato al destinatario.

Ai fini dell’ ingegnieria industriale, i codici Data Matrix possono essere marcati direttamente sui componenti, assicurando così che ogni componenente sia identificato dai dati del proprio Data Matrix. I codici possono essere marcati sui componenti con diversi metodi: all’interno dell’industria aerospaziale sono comunemente usate stampe a getto d’ inchiostro, incisioni ad aghi, incisioni laser e procedure di incisione chimica (elettrolitica).

Questi metodi permettono di realizzare una marchiatura permanente che dovrebbe durare per l’intera vita del componente. Dopo l’applicazione del codice Data Matrix sul supporto, questo è solitamente verificato usando particolari fotocamere e appositi software. Tale verifica assicura che il codice sia adatto agli standard e assicura che potrà essere letto per tutta la durata del componente.

Inoltre quando il componente inizia ad essere utilizzato, il codice Data Matrix può essere letto da un’apposita fotocamera in grado di decodificare i dati contenuti nel Data Matrix che possono essere così usati per un gran numero di scopi, come il tracciamento degli spostamenti e la gestione dell’inventario delle merci. I codici Data Matrix, insieme ad altri codici Open Source come 1D barcodes (codici a barre monodimensionali), possono essere letti con i cellulari, dotati di fotocamera, semplicemente scaricando un’applicazione compatibile con il proprio modello.

Sebbene la maggior parte dei cellulari sono capaci di leggere i Data Matrix, solamente alcuni possono estendere il processo di decodifica per abilitare l’accesso al dispositivo e di conseguenza l’interazione. I codici possono essere usati in modo sicuro indipendentemente dal supporto con molteplici applicazioni: ad esempio tracciabilità dei prodotti, sistemi di anti-contraffazione, e-governament e soluzioni bancarie.

Standards

Data Matrix fu inventato dalla International Data Matrix Inc (ID Matrix) che si è unita alla RVSI/Acuity CiMatrix. Queste successivamente furono acquisite dalla Siemens AG nell’ ottobre 2005 e da Microscan nel settembre 2008.

Data Matrix è coperto da diversi standard ISO/IEC ed è di pubblico dominio per molte applicazioni, ciò significa che esso può essere usato liberamente senza pagare licenza o royalities.

ISO/IEC 16022:2006—Data Matrix bar code symbology specification
ISO/IEC 15415—2-D Print Quality Standard
ISO/IEC 15418:2009—Symbol Data Format Semantics (GS1 Application Identifiers and ASC MH10 Data Identifiers and maintenance)
ISO/IEC 15424:2008—Data Carrier Identifiers (including Symbology Identifiers) [IDs for distinguishing different bar code types]
ISO/IEC 15434:2009—Syntax for high-capacity ADC media (format of data transferred from scanner to software, etc.)
ISO/IEC 15459—Unique Identifiers

Come Funziona

Sebbene si tratti di uno standard libero, non ci sono documenti gratuiti che spiegano il processo di cofica. La documentazione in PDF o in formato cartaceo può essere acquistata dal sito web dell’ISO.

Voci Correlate

Collegamenti Esterni