GS1 二维条码(DataMatrix) 的简介
GS1 二维条码(DataMatrix)是一个矩阵（二维或二维）条码，可以列印成由单个点或正方形组成的正方形或矩形符号。这个表示是由取景型样界定的黑色和浅色点的有序网格。取景型样部分用于指定符号号的方向和结构。基于预定尺寸，使用一系列暗或亮点对资料进行编码。这些点的尺寸称为X基准尺寸 。
在阅读本文档之前，应该了解资料载体与资料结构之间的区别。资料载体是机器可读形式资料的图形表示，用于启用元件串的自动读取。 GS1二维条码( DataMatrix)是使用二维条码的ISO / IEC认可和标准化实施。透过在资料矩阵ECC 200版本的第一位置添加FNC1码字来形成GS1资料矩阵。
1.1 DataMatrix 的 一般结构
GS1二维条码(DataMatrix)由两个独立的部分组成（见下图）：由扫描器使用来定位符号的取景型样(The finder pattern)，以及编码资料本身。
定义了形状（正方形或矩形）、尺寸、X基准尺寸以及符号中行和列的数量。它具有类似于EAN / UPC条码中的辅助模式（启始、终止和中止模式）的功能，并允许扫描器将该符号识别为GS1二维条码(DataMatrix)。
L型黑色边界被称为“L取景型样”(L finder pattern)。它主要用于确定符号的尺寸，方向和失真。取景型样(The finder pattern)的另外两边是交替的光亮和暗元件，被称为“钟轨(Clock Track)”。这定义了符号的基本结构，也可以帮助确定其尺寸和失真。
然后将资料以取景型样(The finder pattern)中的矩阵进行编码。这是一个转换成二进制的GS1 二维条码(DataMatrix)符号系统字元（数字或字母数字）。
图１.取景型样与资料
就像线性(1D)条码一样，GS1二维条码(DataMatrix)安全空间( mandatory Quiet Zone)。这是符号周围的一个空白区域，不包含任何可能会中断读取条码的图形元件。它具有等于每一个四边上符号X基本尺吋的固定宽度。
每个资料矩阵符号由行数和列组成。 GS1 二维条码(DataMatrix)始终具有偶数行和列。因此，它的右上角总是有一个“方形”（在上图中的圆圈）。显然，如果GS1二维条码(DataMatrix)符号以反转（反向反射列印）列印，这个角落会是暗色的。
1.2 DataMatrix 的技术特点
1.2.1 符号的形状和表现
在实施GS1二维条码(DataMatrix)时，必须选择符号形式（根据配置支援，产品类型上的可用空间，要编码的资料量，列印过程等）。可以以两种形式的GS1 二维条码(DataMatrix)编码相同的资料：
正方形形式是最常用的，可以根据ISO / IEC 16022资讯技术 – 自动识别和资料撷取技术 – 资料矩阵条码符号规范编码最大资料的承载量。
然而，具有有限高度的矩形形状更适合于一些高速印刷技术，以及有限的的列印空间。
1.2.2 大小尺吋和编码能力
GS1二维条码(DataMatrix)能够对可变长度资料进行编码。因此，所得到的符号的大小尺吋根据编码的资料量而变化。因此，本节可以基于此参数近似给定GS1 二维条码(DataMatrix)的大小尺吋。
下图是从ISO / IEC 16022（表1-1资料矩阵符号属性表（方形））中提取的。它提供了估计符号大小尺吋的有用指南，但GS1二维条码(DataMatrix)符号的确切大小尺吋取决于准确的编码资料。有关尺寸和容量图表，请参见下图。
图1-3符号尺寸与数字容量
表1-1 矩阵符号(Data Matrix)属性（正方形）资料表
注意：符号大小尺吋不包括安全空间(Quiet Zones)。
1.2.2.1符号的尺吋和配置
上面提供的尺寸是根据行和列的数量计算出的。对于GS1二维条码(DataMatrix)平方形，行数和列数可以在10到144之间变化，提供24种不同的潜在符号尺吋相对于GS1 二维条码(DataMatrix)矩形形式，行数可以在8到16之间变化，并且列数在18和48之间。矩形形式的GS1 二维条码(DataMatrix)允许六个尺寸（正方形有24个）而它的使用 不如正方形形式广泛。
1.2.2.2符号的尺寸
GS1 二维条形码(DataMatrix)的尺吋取决于以下因素：
- 编码数据的数量和格式（数字或字母数字）：数字和字符以比特(bits)为单位进行编码，由相同尺吋的深色或浅色“点”或“模块”表示。 所需位数越多，符号越大。
- X基本尺吋的大小（详见技术）
- 形式的选择：方形或矩形
1.2.2.3最大编码数据量
上表显示可以以二维条形码(DataMatrix)的正方形编码的最大数据量。二维条形码(Data Matrix )可以编码到：
- 2,335个文数字
- 3,116个数字
由于GS1二维条形码(DataMatrix)始终要求在其第一个位置使用1FNC1符号字符，其容量可以减少到2,334个字母数字字符，或3,114个数字
该最大值基于由144行144列组成的方形符号，分为36数据区，每行22行和22列。
对于长方形形式中的GS1二维条形码(DataMatrix)，最大容量为：
- 71个文数字或
- 96个数字
GS1 二维条形码(DataMatrix)符号可以对根据GS1应用标识符规则结构化的数字和字母数字数据序列进行编码。
1.2.2.4资料区(Data regions)
矩阵符号（正方形或矩形）将由几个数据区域（数据区Data Regions）组成，它们一起编码数据。
下表显示了ISO / IEC 16022的摘录，详细介绍了资料区(Data Regions)的组成。 例如，符号由32行和32列组成，包括14行14列的四个子数组(sub-arrays)。 GS1二维条形码(DataMatrix)符号中的“子矩阵” (sub-matrices)的数量和大小显示在“数据区(Data Regions)”列中。
参见表1-1全表的二维条形码DataMatrix符号属性表（方形表）
1.2.2.5纠错
下表显示了在数据矩阵符号中用于错误校正的空间百分比以及可能包含错误或隐藏的码字数（数据字节 data bytes），而扫描和读取符号时不会有差异示例：必须对80个数字进行编码
参见表1-1全表的二维条形码(Data Matrix)符号属性表（方形表）
在ISO / IEC 16022的ECC 200符号属性表的上述提取中，我们选择了等于或接下来高于要编码的数据量的矩阵的尺吋 – 在这种情况下：88个数字。因此，矩阵由26行和26列组成。该矩阵由72个字符组成，这是上表中显示的数据总数和错误码字的总和（44 28）如果无论编码数据如何，都不会填满符号的数据容量，则应添加填充字符（ASCII编码中的值129）以填满符号的剩余数据容量。
重要：
- 数据矩阵符号的大小尺吋取决于要编码的数据量，而不是所需的纠错百分比。
- 然而，适用的应用程序标准为给定的固定编码方案定义了最佳选项
1.2.3错误检测方法
有几种错误检测方法。一个例子是许多线性条形码使用的检核码，其使用检核码来计算编码的数字的最后一位。检核码可以根据指定的计算法确认数据串是否正确编码。但是，在错误的情况下，不能指出错误在哪里。
另一个例子是重复在符号内编码的数据，这将有助于获得成功的读取，即使符号被损坏。这称为数据冗余redundancy)，并可能导致在应用于GS1二维条形码( DataMatrix)时的一些混乱：对于GS1二维条形码( DataMatrix)，我们将讨论“错误更正”。
实际上，可以使用多个安全级别对GS1二维条形码( DataMatrix)符号中的数据进行编码。 二维结构允许编码数据和机制，以便在发生错误时纠正错误。 这些机制使得扫描仪可以在损坏或难以读取GS1 二维条形码( DataMatrix)符号的情况下重构一些信息。 数据矩阵标准ISO / IEC 16022（信息技术 – 国际符号规范）中描述了几个安全级别。 每个数据矩阵代码类型：ECC 000; ECC 050; ECC 080; ECC 100; 并且ECC 140具有某种形式的错误检测和校正。 这里提及不再提及ECC细节。
1.2.4里德(Reed) – 所罗门(Solomon)纠错
GS1二维条形码(DataMatrix)(Data Matrix ECC 200）是唯一采用Reed Solomon纠错的数据矩阵(Data Matrix)配置。 该功能在一定程度上允许错误的位置，并在可能的情况下允许其更正。
Reed Solomon纠错：
- 在制作符号期间计算补码和加载项。
- 透过重新计算补码和加载项的数据来重构原始编码数据。 重新计算透过在扫描时定位错误来重新
制作原始资料。 这种错误可能是打印问题，镜面反射或印刷表面的劣化的结果。如上所述（参见1.2.2.5，纠错），纠错级别取决于所使用的纠错码字的相对数量。
对于GS1应用仅指定了数据矩阵ECC 200。 GS1 二维条形码(DataMatrix)是支持GS1应用别码（GS1 AI）数据和FNC1符号字符（FNC1）的ISO / IEC 16022中定义的版本。 在GS1 二维条形码(DataMatrix)标头结构中需要GS1 AI和FNC1。 以这种方式，GS1二维条形码(DataMatrix)与所有其他Data Matrix版本和其他（非GS1）数据编码方法不同。
1.3定义应用标准的一般建议
实现任何技术的有效业务执行, 取决于将技术特性与使用者需求正确匹配。 有关应用标准的更多信息，请参阅当前版本的GS1规范格书。
在制定Data Matrix的应用程序标准时，用户必须符合如下要求：
强制性数据格式编码（例如: GS1应用标识符）。 例如，如果同意透过在20到40位数字数据之间进行编码来满足业务需求，则具有20行和20列的数据矩阵符号来满足需要。
资料矩阵(Data Matix)的形状：方形或矩形。 实际上，方形和矩形都可以是一个选项。错误纠正。对GS1应用，仅指定数据矩阵(Data Matrix)ECC 200
