DataMatrix (ECC200) - 2D Barcode

Der DataMatrix Code ist ein zweidimensionaler Barcode, welcher Text oder Rohdaten in ein Muster aus schwarzen und weißen quadratischen Modulen kodiert. Die übliche Datengröße reicht von ein paar Bytes bis zu 2 Kilobytes. Durch das Hinzufügen von Fehlerbehebungscodes (entsprechend dem ECC200 Standard) können die Symbole gelesen werden, auch wenn sie teilweise beschädigt sind.

Anwendungsbereiche des DataMatrix-Codes

Der DataMatrix wird für das Kodieren von großen Datenmengen verwendet und ist meist in Europa und den USA verbreitet. Die dominierenden Anwendungsbereiche sind Direct Part Marking (permanentes Kennzeichnen von Teilen) und Laser-Kennzeichnung - beide speziell in der Luft- und Raumfahrt, Elektronik- und Automobilindustrie.

Zusätzlich wird der DataMatrix verwendet für generelle logistische Zwecke, im Bereich der Dokumentenverwaltung, für Postdienste (digitale Briefmarken für die Deutsche Post, Premium-Addressen Service, Royal Mail Mailmark®), und im medizinischen Bereich / Gesundheitswesen (HIBC).

DataMatrix Klassifikation

Der DataMatrix-Code ist eine 2D Barcode Symbologie mit sehr hoher Datendichte. DataMatrix Symbole werden in quadratischen oder manchmal rechteckigen Mustern gedruckt. Jeder Punkt eines DataMatrix Symbols repräsentiert ein Bit. Dies steht im Kontrast zu linearen Barcodes, wo die Information im Verhältnis der Linien und Abstände zueinander kodiert wird. Üblicherweise ist ein schwarzer Punkt in einem DataMatrix Symbol gleichwertig mit dem Bit-Wert 1, aber die DataMatrix kann auch weiß auf schwarz gedruckt werden.

Geschichte des DataMatrix-Codes

Der DataMatrix-Code wurde entwickelt von der Firma RVSI Acuity CiMatrix. Dieses Unternehmen wurde später von der Siemens Energy and Automation, Inc übernommen.

Alternativbezeichnungen für DataMatrix

Der DataMatrix-Code wird in manchen Spezifikationen auch nur über den Fehlerkorrekturstandard ECC200 referenziert. In mobilen Marketinganwendungen gab es auch die Bezeichung Semacode (veraltet).

Technische Daten

  • Normative Standards: Die normgebenden Standards für die DataMatrix Barcode Symbologie werden ISO/IEC 16022:2000 und ISO/IEC 24720:2006 (ISO International Standard) genannt.
  • DataMatrix Datenkapazität: Ein einziges DataMatrix Symbol kann theoretisch bis zu 3116 Ziffern, 2335 alphanummerische Zeichen oder 1556 Bytes enthalten. Aufgrund von internen Datenkomprimierungsalgorithmen hängt die exakte Datenkapazität ab von der Struktur der zu kodierenden Daten. Die maximale DataMatrix Kapazität wird auch beeinflusst von der verfügbaren Druckfläche und der Druckauflösung.
  • Der Standardzeichensatz ist Latin-1 oder ANSI ASCII (entsprechend der ECI 000003).
  • Fehlerkorrektur: Der DataMatrix-Code bietet eine eingebaute Fehlerkorrekturmethode, basierend auf Reed-Solomon Algorithmen. Das Fehlerkorrekturlevel kann nicht durch den Benutzer angepasst werden, aber es ist möglich etwa 25% von unlesbaren Codewörtern in einem DataMatrix Symbol ohne Datenverlust wieder herzustellen.
  • ECC200: Der Begriff ECC200 bezieht sich auf DataMatrix Symbole welche in Übereinstimmung mit der neuesten (und fortgeschrittensten) Fehlerkorrekturmethode generiert werden. Ältere DataMatrix Kodierschemen wie ECC 000, ECC 050, ECC 080, ECC 100, ECC 140 dürfen für neue Anwendungen nicht mehr verwendet werden. TEC-IT Software generiert nur ECC 200 DataMatrix Symbole.
  • Die rechteckige Erweiterung des Data Matrix Codes (DMRE - Data Matrix Rectangular Extension) bietet zusätzliche rechteckige Formate wie z.B. 8x48 oder 8x64. Hierfür ist zusätzlich zum Encoder eventuell auch ein Update der Scanner-Firmware nötig. TBarCode SDK unterstützt alle neuen DRME-Formate (DIN 16587 und ISO 21471).
  • DataMatrix unterstützt 'Structured Append'. Bis zu 16 DataMatrix Symbole können verknüpft werden. Wenn ein Scanner oder Decoder dieses Feature unterstützt, gibt er den verknüpften Dateninhalt in der richtigen Reihenfolge wieder.
  • DataMatrix Druckqualität: Um die Barcode Qualität zu optimieren sollte ein DataMatrix Symbol nicht mit Punkten kleiner als 4 bis 5 Gerätepixel gedruckt werden.

GS1 DataMatrix (ECC 200)

Aufgrund seiner technischen Vorteile, zog die GS1 Organisation die DataMatrix 2D Barcode Symbologie für ihr System in Betracht.

Der sogenannte GS1 oder EAN DataMatrix ist ein Standard Data Matrix Symbol (ECC 200) mit einem internen GS1 Identifier in der Datenstruktur (wie das FNC1-Präfix in einem GS1-128). Die Verwendung des Applikationsidentifiers wird unterstützt. Dies ist vergleichbar zu den linearen Barcodes GS1-128/EAN-128 oder GS1 DataBar Expanded, wo ein Codewort ähnlich dem FNC1 als Feldteiler wirkt.

Data Matrix Rectangular Extension (DMRE)

Data Matrix umfasst 24 quadratische Formate, aber nur sechs rechteckige Formate mit einer eher geringen Datenkapazität. Besonders kleine Flächen profitieren aber von rechteckigen Formaten. Dadurch ergab sich eine Nachfrage nach rechteckigen Versionen mit einem höheren Datenvolumen.

Dies führte zur Data Matrix Rectangular Extension (DMRE), die 2014 von AIM übernommen und später in der DIN 16587 spezifiziert wurde. Die DMRE fügt 12 neue rechteckige Versionen mit höherer Kapazität hinzu. Im Jahr 2017 veröffentlichte ISO einen DMRE-Arbeitsentwurf (ISO/IEC 21471), der noch weitere rechteckige Formate vorsieht, aber nicht alle Formate aus dem DIN-Standard übernahm.

Verwandte Standards

Einige ausgewählte Standards, die Data Matrix (ECC200) verwenden:

  • ATA Spec 2000 Chapter 9, Automated Identification and Data Capture (AIDC)
  • AIAG B4 - Parts Identification and Tracking
  • NASA-STD-6002 Applying Data Matrix Identification Symbols on Aerospace Parts
  • NASA HDBK 6003 Application Of Data Matrix Identification Symbols To Aerospace Parts Using Direct Part Marking Methods/techniques
  • MIL-STD 130 - Identification Marking of U.S. Military Property (DOD UID)
  • SAE AS9132 Data Matrix Quality Requirements for Parts Marking
  • SEMI T7-0302 - Specification for Back Surface Marking of Double-Side Polished Wafers