二維機讀ID質量的要素,恰當的使用數據矩陣編碼，能夠在更小的空間提供更多的信息
現在，幾乎所有產品都需要有唯一的ID（身份證明）用以跟蹤，這一用途的標簽通常是由自動的在線系統印出的。Code 39碼和Code 128碼作為標識產品ID的條形碼已經使用很多年了，然而，當今技術的發展和質量管理的需求不可避免的對產品ID提出了更高的要求，有以下三方面的因素需要考慮。
1 由于產品越來越多，而且每個產品需要被跟蹤的信息也越來越多，需要編碼的數據量有了顯著的增長。
2 線路板的尺寸已經越來越小了，元器件的密度相應提高，因此編碼可用的空間縮小了。
2 線路板的尺寸已經越來越小了，元器件的密度相應提高，因此編碼可用的空間縮小了。
3 為使產品更有競爭力，和所有部件一樣，ID標簽的成本也必須降低。
前兩個因素使得提供高信息密度的ID標簽變得十分必要。
二維編碼的開發從20世紀80年代末就開始了，它能滿足上述所有需求。但由于沒有任何約束，到20世紀90年代已形成了30多種不同的二維編碼體系。之后，工程組織認識到，從打印機、讀取工具到軟件，所有編碼必不可少的技術設備的生產者和使用者都無法處理這些各不相同的編碼。
為使其既明確又可靠，標準化委員會著手為二維編碼體系建立標準。20世紀90年代后期，國際標準化組織中的三個工作組負責落實這一工作。
數據矩陣——條碼到圓點的轉換
通過這些努力，數據矩陣標準ECC200誕生了。這無疑是當今最前沿的編碼，也是小型部件上機讀標簽的首選。很多不同的組織都已經聲明推薦使用數據矩陣，包括汽車工業行動組織（AIAG）、電子工業協會（ EIA）、NASA和SEMI等。
對數據矩陣編碼廣泛的支持源于它明顯的優勢。首先，它能夠在更小的空間提供高數據密度。而且它的大小可變，事實上，它可被復制成包含更多或更少信息的各種尺寸，適合于不同用途。另外，這種編碼適合幾乎所有印刷方式，包括膠版和熱轉印，甚至可以直接用噴墨打印或光刻。
經驗證，數據矩陣編碼在低對比度和任意角度旋轉的條件下無須特殊設備就可讀取。它可用來對字母和數字編碼，實現電子數據轉換。由于內建了自動查錯/糾錯功能，它的讀取可靠性很高。再加上對空間的需求極小，數據矩陣編碼高度的靈活性引起了很多電子產品生產商的興趣。
編碼結構
當使用噴墨打印機直接印刷和光刻時，有一些條件需要考慮。這些條件取決于編碼的結構，決定了實際應用的成敗。
數據矩陣編碼由三部分組成——定位圖案（finder pattern）、交替圖案（alternating pattern）和數據區——每一部分都有具體的功能，如圖1所示。
圖1 數據矩陣編碼的三部分：定位圖案（黑色）、交替圖案（紅色）和數據區（灰色）
定位圖案定義了編碼的空間位置和尺寸，也有助于識別其可能產生的扭曲。交替圖案定義了行和列，顯示了矩陣中數據的密度，并有助于調節彎曲。數據區包含了數據，還提供了糾錯功能。
定位圖案和交替圖案首先由其功能決定，如果這兩部分出了問題，編碼就無法讀取了。L形定位圖案由兩條相連的、輪廓清晰的直線段組成。交替圖案由離散的單元組成。
確保編碼可讀
為增強數據矩陣編碼的可讀性，當印刷或光刻時保證達到最低的質量要求是非常重要的。圖2所示的噴墨打印的標簽用來描述在實際中會出現的偏差，整個圖案是由墨點而非標準的正方形組成。三個可能發生的主要的問題包括定位圖案的不連續、交替圖案的彎曲和數據單元的偏差。
當組成矩陣邊緣的半圓沒有在一條直線上，定位圖案就會產生不連續。當有個別墨點出現，特別是組成交替圖案的一部分墨點也缺失時，交替圖案就有可能出現彎曲。當個別數據明顯偏離網格的中心，就將調動編碼的糾錯能力進行校準。
圖2 數據矩陣編碼產生的常見偏差
改善了的解碼算法能確保產生上述這些錯誤的數據矩陣編碼可讀。當印刷等原因導致編碼不清晰時，冗余糾錯能確保編碼可讀且可靠。
然而，我們還是應該使用精良的印刷技術，盡量保證編碼的可讀性，而不是依賴于糾錯能力。這也是認真定義保證編碼可讀的最低質量要求的原因。
圖3 描述了印刷中需要考慮的關鍵因素。如圖3（a）所示，如果一個單元所占的面積太小，以至于無法被傳感器檢測到，就會被表示成“0”而不是“1”。反之，如果它的面積太大，周圍應該是“0”的單元有可能被誤認為“1”。以上這兩種情況都會發生真實值被替換的錯誤。
圖3 與印刷質量相關的重要因素
編碼點偏離其理想的中心點也會引起一些問題，如圖3（b）所示。考慮編碼點落在兩個中心點正中間的極限情況，這時就無法認定該點在矩陣中的確切位置。因此，編碼點的最大偏移量不能超過25%。
圖3（c）所示的正方形編碼單元是理想的情況。如果用圓點代替正方形，則所占的面積稍小。假設圓點的直徑與正方形的邊長相同，則其面積比正方形小20%，大多數算法都是允許的。
實現數據矩陣編碼的手段
實現數據矩陣編碼有兩種手段——貼標簽和直接標記。伴隨著傳統的編碼系統，標簽作為編碼的載體使用了很長時間。但是新的編碼技術使得我們有必要重新做出選擇。
在幾個重要的方面，數據矩陣編碼與傳統的編碼方式有區別。數據矩陣編碼包含很多獨立的編碼點，只需簡單的區分；與編碼點之間的聯系沒有它們代表的意義那么重要。數據矩陣編碼空間關系的自由度使得直接標記（如噴墨打印或光刻）成為更容易接受的方法。
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