刀具自动标志中数据矩阵码的编码技术研究摘要：为了自动标志数字化车间中的刀具资源，研究了含校验位的数据矩阵码编码技术，用软件实现了其算法并在某打标设备上成功实施，提高了刀具编码的纠错能力和系统的可靠性。关键词：刀具标志；校验位；数据矩阵码；编码算法；纠错：TP391文献标志码：A：1001-3695(2008)05-1453-02刀具的自动标志技术是数字化车间库存管理以及生产过程管理与监控的关键技术。由于生产过程和其自身的特点，造成对其进行自动标志具有相当大的难度。针对国内外刀具资源自动标志技术的研究现状，笔者提出了采用直接打标技术DPM和数据矩阵码技术实现刀具的自动直接标志。用DPM技术标刻在刀具上的条码精度高、牢固耐磨，便于实现刀具的动态跟踪。但是一维条码占用面积大，反差要求高（>70%），不适于刀具表面直接标志。而数据矩阵码(datamatrix)编码密度高、纠错能力强、识别可靠性高，因此采用DPM技术时首先考虑使用datamatrix码制。由于datamatrix采用了最先进的纠错码技术之一RS(Reed－Solomon)错误控制码。该码以伽罗华域GF(256)为其循环域，编译码过程均比较复杂，而且关于RS码在datamatrix中的使用原理及方法，国内外的文献中都鲜有提及，这在很大程度上限制了我国关于datamatrix的应用。本文研究并实现了刀具自动标志中datamatrix的编码算法，为上述问题的解决提供了技术基础。??1Datamatrix码简介??Datamatrix是一种矩阵式二维条码符号。它的最小尺寸是目前所有条码中最小的，特别适用于小零件的直接标志。每个datamatrix符号由规则排列的方形模块构成的数据区组成；数据区的四周由探测图形包围；探测图形的四周则由空白区包围，如图1(a)所示。在较大的符号中，数据区由定位图形分隔，如图1(b)所示。??2刀具信息的datamatrix数据编码方法??首先分析要表示的刀具信息，选取合适的编码方案，按所选方案将信息流转换为码字流，并加入必要的填充字符。如果用户没有规定矩阵尺寸，那么应选取能满足要求的最小尺寸。??刀具编码信息作为整个系统的信息源头，其正确性具有决定性影响。为了防止在输入过程中发生错误，笔者未直接采用某种datamatrix编码方案去编码刀具信息，而是先在刀具编码信息后设置校验码。校验码是在已有编码结构的基础上，通过事先规定好的数学方法计算出来，附在原编码信息的后面，与原编码信息一起构成刀具整个编码信息[1]。使用时，校验码与原编码信息一起输入系统，由计算机用同样的数学方法，按刀具输入信息计算出校验码，并将它与输入的校验码进行比较，以检查输入是否有错。译码时，同样可以在译出刀具信息后，利用校验码检查译码结果是否正确。某刀具库的编码如图2所示。??第一~四位为分类码，用大写字母表示；第五~八位为扩展位和顺序码，用阿拉伯数字表示；最后一位为校验码，它可以根据前八位信息用相应的数学方法计算出来。比如：前八位信息是ABCD1234，得出校验码的一种简单数学方法是根据前八位对应的ASCII值算术平均后取余数得出。这样刀具的编码信息就是ABCD12344。??Datamatrix共有六种编码方案，即ASCII、C40、Text、X12、EDIFACT和Base256代码集。??根据上面的刀具编码规则和各种编码方案适用的字符集，选择使用前两种编码方案，即ASCII编码和C40编码。??2．1ASCII编码??ASCII编码是datamatrix第一个符号字符的缺省集。它能为ASCII数据、双位数字型数据和符号控制字符编码。符号控制字符包括功能字符、填充字符和转向其他代码集的切换字符。ASCII数据被编码为码字1~128（ASCII值+1）。扩展ASCII（ASCII值128~255）使用上移位符号控制字符进行编码。数字对00~99是通过码字130~229（数字值+130）进行编码。切换字符可用来将ASCII编码转换为其他任意一种编码方案。各编码方案可通过不同的方法转回ASCII编码集。填充字符仅在为填满符号的剩余数据容量时才使用[2]。??2．2C40编码??C40编码可将三个数字字母型数据字符用两个码字表示。大写字母、数字和空格也可用单个C40值表示。所有其他的ASCII字符和特殊字符均由两个C40值表示。一个C40切换字符仅对其后的单个C40值有效。利用切换码字230，可以从ASCII编码转换为C40编码。紧...