Barcodes - Keßler Solutions

Know-how: Barcodes
Inhalt
1
2
EINFÜHRUNG............................................................................................................. 5
1.1
Warum Barcode-Technologie? .......................................................................... 5
1.2
Was ist ein Barcode?.......................................................................................... 5
1.3
Vorteile von Barcodes ........................................................................................ 6
BARCODE SYSTEME................................................................................................. 7
2.1
Bestandteile eines Barcode-Systems ................................................................ 7
2.1.1 Drucker ...................................................................................................... 7
2.1.2 Etiketten ..................................................................................................... 7
2.1.3 Scanner...................................................................................................... 8
2.1.4 Datenbank.................................................................................................. 8
2.2
Erfassung von Barcodes .................................................................................... 9
2.2.1 Lesestifte (Lightpen).................................................................................... 9
2.2.2 Lesepistolen ............................................................................................... 9
2.2.3 Scanner...................................................................................................... 9
2.2.4 Schlitzleser ............................................................................................... 10
2.2.5 Kameras................................................................................................... 10
3
VERWENDUNG VON BARCODES .......................................................................... 11
4
BARCODEARTEN..................................................................................................... 12
4.1
Überblick .......................................................................................................... 12
4.2
Eindimensionale Barcodes ............................................................................... 13
4.2.1 Code 39 ................................................................................................... 14
4.2.2 Code 128 ................................................................................................. 14
4.2.3 EAN 128................................................................................................... 15
4.2.4 EAN 8 und EAN 13................................................................................... 16
4.2.5 Interleaved 2of 5....................................................................................... 16
4.2.6 Codabar ................................................................................................... 17
4.3
2D Codes.......................................................................................................... 18
4.3.1 Stapelcodes ............................................................................................. 18
4.3.2 Matrix Codes ............................................................................................ 20
5
QUELLEN .................................................................................................................. 22
5.1
Quellen.............................................................................................................. 22
5.2
Abbildungsverzeichnis...................................................................................... 22
Was ist ein Barcode?
1
Einführung
1.1
Warum Barcode-Technologie?
5
Effizientes Arbeiten erfordert viele glatt und sauber ablaufende Arbeitsschritte.
Strichcode oder auch Barcode ändert diese Abläufe nicht, aber macht es
schneller, einfacherer und sicherer nützliche Informationen zur richtigen Zeit zu
sammeln und so die Produktivität zu erhöhen und die Arbeit effizienter und
transparenter zu gestalten.
Barcode kann in nahezu allen Bereichen kostengünstig und einfach eingesetzt
werden.
Vorteile des Barcode-Einsatzes
Der Barcode ermöglicht auf einfachem Wege die maschinelle Lesung von Daten. Neue Produktionskonzepte zeichnen sich durch die Verknüpfung des Informationsflusses mit dem Materialfluss aus. Das Fördergut kann somit jederzeit und an jedem Ort erkannt werden, wodurch flexibel auf verschiedene Produktionsabschnitte Einfluss genommen werden kann.
Der Barcode ermöglicht eine wesentlich schnellere Dateneingabe über ein Lesesystem als von Hand. Außerdem arbeiten Barcode-Systeme durch den Bezug von fertigen Etiketten sowie durch verschiedene Analyseverfahren fast
fehlerfrei. Sie sind leicht zu integrieren und bieten ein gutes PreisLeistungsverhältnis.
1.2
Was ist ein Barcode?
"Ein Barcode enthält Informationen die nach bestimmter Vorschrift verschlüsselt
wurden und stellt dieses Datenmaterial innerhalb des Barcodefeldes in Form von
gefärbten Strichen und farblosen Lücken graphisch dar."
"Menschenschriften" können von Computern nur sehr schwer gelesen werden.
OCR Schriften können von Menschen und Computern nur schwer gelesen
werden. Deshalb wurde der Barcode entwickelt.
Barcode ist das englische Wort für Strichcode. Selten wird auch das Wort Balkencode verwendet. Barcodes sind Zahlen- und Zeichenfolgen, welche in einem maschinenlesbaren Format vorliegen. Die im Barcode enthaltenen Zeichen werden in Form von dünnen und breiten Linien dargestellt. Die Kombination von schwarzen und weißen Strichen in verschiedenen Stärken bestimmen
hierbei die jeweiligen Zeichen. Barcodes bestehen aus zwei verschiedenen
Stricharten. Zum einen die Balken, in denen die Zahlen kodiert sind und zum
anderen einfache Trennbalken, die zur Orientierung dienen. Der Computer
"sieht" eine Art "Morse-Zeichen" von lang und kurz.
Ein Code ist ein System von Symbolen, denen Symbole aus einem anderen
Zeichensatz eindeutig zugeordnet werden können.
F Know-how: Barcode
Barcode = Strichcode
6
1.3
EINFÜHRUNG
Viele Barcode-Typen sind mit einem Prüfsummenverfahren ausgestattet. Mit
Hilfe von mathematischen Algorithmen wird ein Prüfcode erzeugt, der im Barcode die letzte Ziffer repräsentiert.
Prüfsummen
Zum Barcodefeld gehören zwei Ruhezonen vor und nach der Strichcodierung
sowie eine Klarschriftzeile darunter.
Ruhezonen
Vorteile von Barcodes
Die Einführung eines sauber installierten Barcodesystems bietet Ihrem Unternehmen enorme Vorteile. Die offensichtlichsten Vorteile sind die folgenden:
Ein richtig konfiguriertes Barcodesystem hat eine Fehlerwahrscheinlichkeit von ca. 1 : 6.000.000.000. Barcode verhindert Fehler, die durch Vertippen oder Fehlinterpretation von Handnotizen
entstehen.
Barcode ist sicher
Wenn die richtigen Geräte verwendet werden, kann Barcode Ihre
Arbeit stark erleichtern. Es ist zweifelsohne einfacherer, schneller
und sicherer z.B. bei einer Lagerentnahme den Scan-Knopf eines
mobilen Gerätes zu drücken, als zuerst eine Seriennummer auf
einen Handzettel zu schreiben und dann später nochmals im Büro ins System abzuschreiben.
Barcode ist ein-
Barcode ermöglicht es Ihnen, Warenbewegungen dann zu erfassen, wenn sie stattfinden.
Barcode ist zeit-
Strichcode vereinfacht und beschleunigt Ihre Produktionsabläufe. Oder könnten Sie es sich noch vorstellen, dass die Kassiererin all Ihre Einkäufe von Hand eintippt?
Barcode erhöht
Mit Barcode können Sie mit kleinen Investitionen sehr viel Kosten
einsparen. Haben Sie schon mal nachgerechnet was Ihnen eine
Fehllieferung an einen Kunden nebst des Imageverlustes kostet?
Annahme der Reklamation, Überprüfung der Reklamation, Rücknahme der Fehllieferung, wieder Einbuchen der Fehllieferung,
Gutschrift der Rechnung, Neuerstellung des Auftrages, neue
Auslieferung etc.
Barcode erhöht
Dies sind nur einige Beispiele. Barcode finden Sie auch an vielen anderen Orten. z.B. Kreditorenverwaltung, Einkaufssysteme, Facility Management, Inventur, Zeiterfassung, Identitätskarten ... die Anwendungsmöglichkeiten sind unbegrenzt und fast immer hoch profitabel.
Keßler Real Estate Solutions GmbH
fach
gerecht
die Produktivität
Ihren Profit
Bestandteile eines Barcode-Systems
2
7
Barcode Systeme
Barcodesysteme gibt es in den unterschiedlichsten Konfigurationen. Die Komplexität des benötigten Systems ist abhängig von der Anwendung.
2.1
Bestandteile eines Barcode-Systems
Grundsätzlich besteht ein System immer aus folgenden Komponenten:
2.1.1
Drucker
Barcodes können mit praktisch allen Druckern erstellt werden. Sie können mit
einfachen Barcode Fonts (z.B. OPAL Fonts) oder Etikettensoftware (z.B. von
Seagull oder Teklynx) auf normalen Tintenstrahl- oder Laserdruckern gedruckt
werden. Meist werden hierzu jedoch spezielle Etikettendrucker (z.B. von Datamax, Intermec oder Zebra) verwendet. Diese arbeiten mit Thermodirekt- oder
Thermotransfer Technik. Dies ist einfacher, preisgünstiger und ergibt Etiketten
von besserer Qualität.
Abbildung 1: Barcode-Drucker der Firma Zebra
2.1.2
Etiketten
Das Etikett ist der Datenträger. Etikettendrucker arbeiten zumeist mit Etiketten
auf Rollen. Je nach Anwendung muss zuerst zwischen Thermodirekt (Etiketten
die sich durch Wärme Einwirkung verfärben (Drucken ohne Farbband)) und
Thermotransfer (Etiketten für das Bedrucken mit Farbband) unterschieden
werden. Danach stehen nochmals Tausende von Materialkombinationen (von
dem einfachen Versandetikett bis zu hitze-, kälte- und abriebfesten Etiketten
für Motorblöcke) zur Verfügung. Des Weiteren gibt es standardisierte Formate
für bestimmte Industrien (z.B. ODETTE für die Automobilindustrie).
F Know-how: Barcode
Thermodirekt
oder Thermotransfer
8
BARCODE SYSTEME
Abbildung 2: Etiketten für Barcode-Drucker
2.1.3
Scanner
Die Scanner sind das Auge Ihrer Computer. Sie lesen sehr viel schneller und
sicherer als ein Mensch jemals schreiben könnte.
Obwohl sie heute zumeist als Kombination installiert werden, bestehen Scanner immer aus zwei Teilen: Leseeinheit (Lesestift, CCD Scanner; Laserscanner
oder Imager) und Decoder.
Laserscanner sind
schnell und sicher
Die Leseeinheit gibt ein analoges Signal mit "hell" und "dunkel" Informationen
an den Decoder. Dieser hat die Barcode-Symbologien gespeichert, übersetzt
das "Morsezeichen" des Scanners in alphanumerische Strings und gibt diese
(oft auch nochmals bearbeitet) an eine Schnittstelle (meist RS232 oder Tastatureinschleifung) an ein Computersystem weiter.
Abbildung 3: Barcodescanner von Datalogic mit Tastatur
2.1.4
Datenbank
Zuletzt benötigen Sie eine Datenbank. Meist wird im Barcode eine Identnummer zu einer Datenbank dargestellt, z.B. eine Artikelnummer. Die wohl offensichtlichste Barcode-Anwendung sind Kassensysteme. Als Ladeninhaber kleben Sie die Artikelnummer Ihrer Produkte auf die Verpackungen. Sobald ein
Kunde an die Kasse kommt, wird die Artikelnummer gescannt. Die Kasse
schaut in der Datenbank nach, um was es sich handelt und was der aktuelle
Preis des Produktes ist. Somit werden Ihre Kunden nicht nur schnell und nahe-
Keßler Real Estate Solutions GmbH
Beispiel: Kassensysteme
Erfassung von Barcodes
9
zu fehlerlos bedient, sie sehen auch zum Zeitpunkt des Kaufes, was Sie nachbestellen müssen und können die Preise schnell und einfach anpassen.
2.2
Erfassung von Barcodes
Die Barcodes werden mit besonderen Lesegeräten eingelesen und dann meist
über die Tastatur-Schnittstelle in den Computer bzw. die Verarbeitungseinheit
weitergegeben. Als Lesegeräte dienen:
2.2.1
Lesestifte (Lightpen)
Der Lesestift wird in einem sehr geringen Abstand über den zu lesenden Barcode geführt. Dies muss in einer konstanten Geschwindigkeit erfolgen, da größere Schwankungen oder gar ein Absetzen des Lesestiftes zu einer Nichtlesung führt. Zur Abtastung des Strichcodes wird in den meisten Fällen eine rote
bzw. eine infrarot leuchtende Lichtquelle verwendet. Die vom Barcode reflektierten Lichtstrahlen werden dann durch Linsen wieder ausgewertet und aus
diesen Informationen wird dann der Barcode interpretiert.
Abbildung 4: Kontakt-Lesestift mit USB-Anschluss
2.2.2
Lesepistolen
Lesepistolen werden überwiegend in Anwendungen eingesetzt, wo die Barcodes aus größeren Entfernungen erfassbar sein müssen. Der Leseabstand kann
in etwa zwischen 30 mm und einigen 100 mm liegen. Die meisten Lesepistolen
sind Laserscanner, arbeiten also mit Laserstrahlen. Bei der Abtastung überstreicht der Laserstrahl den Barcode und das reflektierte Licht wird über ein
Spiegel- und Linsensystem auf ein fotoelektrisches Bauelement fokussiert. Je
Lesevorgang erfolgen mehrere Abtastungen, um so Fehler beim Scannen möglichst auszuschließen.
2.2.3
Scanner
Diese Gruppe der Barcodeleser ist ausnahmslos für die vollautomatische Erfassung geeignet. Sie sind im allgemeinen mit Laserdioden ausgerüstet, welche Laserstrahlen aussendet und mittels eines Spiegel- und Linsensystems
den Barcode abtasten. Die Reflektion wird wiederum über ein Spiegelsystem
auf ein fotoelektrisches Bauelement weitergeleitet. Handelsübliche Geräte erreichen 500 Abtastungen pro Sekunde und können so durch Mehrfachscannen
Fehler nahezu ausschließen. Leseentfernungen zwischen 70 mm und einigen
100 mm sind realistisch.
F Know-how: Barcode
10
BARCODE SYSTEME
Abbildung 5: Verschiedene Barcodescanner
2.2.4
Schlitzleser
Diese Art von Lesegerät wird dort eingesetzt, wo der Abstand zwischen dem
Barcode und dem Lesegerät immer konstant ist. Der Barcodeträger wird von
Hand durch den Schlitz gezogen, wobei der Barcode nach der bewährten Methode abgetastet wird. So ein System wird z.B. bei der Personaldatenerfassung in einem Betrieb eingesetzt.
2.2.5
Kameras
Strichcodekameras arbeiten eigentlich entgegengesetzt zu den bisher aufgeführten Lesegeräten. Kameras tasten den Barcode nicht aktiv mit einem Lichtstrahl ab, sondern der Barcode wird lediglich beleuchtet und dann von der
Kamera aufgenommen. Hierzu wird ein CCD - Baustein
(CCD = Charge Coupled Device = ladungsgekoppeltes Bildwandlerelement)
verwendet. Den CCD - Chip kann man sich so vorstellen, dass das aufgenommene Bild in Bildpunkte digitalisiert wird. Diese Bildpunkte können nun ausgelesen und der Barcode kann interpretiert werden.
Je nach Einsatzgebiet wird man sich für eines der genannten Geräte entscheiden.
Keßler Real Estate Solutions GmbH
Erfassung von Barcodes
3
11
Verwendung von Barcodes
Wenn Sie keine vorgegebenen Barcodes generieren wollen - also nicht nur
einfach einen bereits existierenden Barcode reproduzieren wollen - müssen Sie
sich selbst eine Barcodenummer "ausdenken", die Sie für Ihre Zwecke verwenden können:
Wenn Sie z.B. beliebige Artikel mit fortlaufenden Nummern versehen möchten,
können Sie einfach Code 39 (s.u.) verwenden und somit die gewünschte Laufnummer direkt eintippen bzw. automatisch generieren lassen.
Sie können aber auch einen anderen Code verwenden - nur muss dann die
Zahl der Nutzziffern (also ohne Prüfziffer) mit der für den verwendeten Code
vorgesehenen Zahl der Nutzziffern übereinstimmen:
EAN-13 hat 12 Nutzziffern (die letzte Ziffer ist die Prüfziffer)
EAN-8 hat 7 Nutzziffern (die letzte Ziffer ist die Prüfziffer)
UPC-A hat 11 Nutzziffern (die letzte Ziffer ist die Prüfziffer)
Wenn Sie also mit EAN-13 einen Barcode erstellen wollen können Sie die Ziffern 000000000000 bis 999999999999 erzeugen.
Mit EAN-8 wären entsprechend die Ziffern 0000000 bis 9999999 möglich.
Mit den modernem Code 128 / EAN 128 oder Code 39 Extended können Sie
beliebig lange Zeichenketten codieren. Es steht Ihnen sogar der gesamte ASCII
Zeichensatz zur Verfügung!
F Know-how: Barcode
12
BARCODEARTEN
4
Barcodearten
4.1
Überblick
Barcode
Verwendung
Code 128
Voller ASCII-Zeichensatz durch Code128 ABC autoselection
Code 128A
Zeichensatz A: Großbuchstaben und Sonderzeichen
Code 128B
Zeichensatz A: Groß- und Kleinbuchstaben
Code 128C
Zeichensatz A: Optimiert zur Zifferndarstellung
EAN 128
Sonderform des Code 128 auch als UCC/EAN 128 bekannt
EAN 13
Europäische – Artikel - Nummer mit 13 Ziffern
EAN 99
Wird für "In-Store-Gutscheine" verwendet.
EAN 8
Europäische – Artikel - Nummer mit 8 Ziffern
EAN 5
Zusatzcode z.B. Preiscode bei ISBN
EAN 2
Zusatzcode z.B. im Zeitungswesen
ISBN
Internationale Standard - BuchNummer
UPC A
Universal Product Code - Amerikanischer Code mit 12 Ziffern
UPC E
UPC Kurzform
Code 39
Auch als Code 3 aus 9 bekannt
Code 39 Extended
Auch als Code 3 aus 9 Extended bekannt
Code 25
Auch als Code 2 aus 5 bekannt
Code 25 Interleaved
Auch als Code 2 aus 5 Interleaved bekannt
Codabar
Oft in der Medizin angewandt
Code 93
Ziffern, Großbuchstaben und einige Sonderzeichen
Code 93 Extended
Voller ASCII Zeichensatz
PZN
Die Pharmazentralnummer ist eine Sonderform des Code 39
Leitcode
Der Leitcode wird von der Deutschen Post AG verwendet.
Identcode
Der Identcode wird von der Deutschen Post AG verwendet.
MSI
Kann nur Ziffern darstellen
PostNet
Stellt nur Ziffern dar - Prüfsumme wird automatisch erstellt
Royal Mail
RM4SCC wird von der Royal Mail in Großbritannien angewandt
Tabelle 1: Übersicht Barcode-Typen
Keßler Real Estate Solutions GmbH
Eindimensionale Barcodes
13
Die meisten Barcode Schriftarten bestehen aus einer Gruppe aus Linien und
Lücken die ein bestimmtes ASCII Zeichen repräsentieren. Die Interpretation
dieser Gruppen hängt von festen Regeln ab. Die nennen wir Barcode Schriftarten oder auch Symbologien.
Über die Jahre wurden sehr viele Symbologien mit den unterschiedlichsten
Vor- und Nachteilen entwickelt. Zur Zeit gibt es über 400 verschiedene Schriftarten, manche können den kompletten ASCII Zeichensatz interpretieren, manche einen Teil und wieder andere nur numerische Zeichen.
Normalerweise besteht ein Barcode aus einer Ruhezone, einem Startzeichen,
den Daten, einem Stopzeichen und wieder einer Ruhezone. Einige Barcodes
haben vor dem Stopzeichen noch eine zusätzliche Prüfziffer um die Sicherheit
zu erhöhen.
Bei der Wahl der richtigen Symbologie (Schriftart) sollte auf folgende Punkte
geachtet werden:
Auswahl Symbologie
Gibt es für meine Branche Standards? (z.B. Einzelhandel,
Automobilindustrie, Gesundheitswesen etc.)
Möchte ich numerische oder alphanumerische Werte darstellen?
Unterstützt mein Drucker und mein Scanner die gewählte
Schriftart?
Verwenden Sie einen weitverbreiteten Code, der die gewünschten Informationen möglichst sicher auf möglichst wenig Raum
darstellt!
Es werden zwei Barcode-Grundtypen unterschieden:
Lineare (eindimensionale) Barcodes bestehen aus vertikal nebeneinander liegenden dicken und dünnen Linien, die meistens eine Identnummer für eine
Datenbank enthalten.
eindimensionale
2-D Barcodes bestehen aus unterschiedlich geformten Flächen und enthalten
mehr Informationen auf kleinerem Raum (mobile Datenbanken).
2-D Barcodes
In einem linearen Barcode können nicht mehr als ca. 30 Zeichen sinnvoll dargestellt werden. In einem 2D Code können auf 10 cm2 Tausende von Zeichen
gedruckt werden.
4.2
Eindimensionale Barcodes
Diese Barcodes bestehen aus einer Zeile mit farbigen Strichen und farblosen
Lücken. Wie aus der Übersicht zu ersehen, wurden unterschiedliche Barcodes
entwickelt. Durchgesetzt haben sich allerdings nur die Barcodes mit dem größten Nutzen für den Anwender. Seit April 1993 sind deshalb die wichtigsten
Barcodes als deutsche und europäische Norm verfügbar. Diese stellen wir im
folgenden vor.
F Know-how: Barcode
Barcodes
14
BARCODEARTEN
4.2.1
Code 39
Code 39 war der erste alphanumerische Barcode und ist noch heute wegen
der hohen Sicherheit und dem einfachen Aufbau einer der meistverbreiteten
Codes. Jedes Zeichen besteht aus 9 Elementen (5 Striche und 4 Lücken), wobei immer 3 breit und 6 schmal sind, mit der Ausnahme der Darstellung der
Sonderzeichen. Dieser Aspekt ermöglicht die Selbstprüfung des Codes 39.
Zwischen den einzelnen Zeichen besteht eine Lücke als Trennung. Jeder Code
39 fängt mit einem „*“ an und hört mit einem „*“ auf (Start- und Stopzeichen).
Abbildung 6: Barcode Type Code 39
Bei diesem Code handelt es sich um einen alphanumerischen Code, dessen
Zeichenvorrat auf 43 Zeichen des ASCII Zeichensatzes beschränkt ist. Er unterstützt nur die Ziffern 0 bis 9, die 26 Großbuchstaben (A-Z), das Leerzeichen
sowie die sieben Sonderzeichen Minus, Punkt, Stern, Dollarzeichen, Schrägstrich, Plus und das Prozentzeichen (0-9; A-Z; - ; . ; * ;$; /; %; +).
Wenn z.B. auch Groß- und Kleinschreibung unterstützt werden soll, muss der
Full ASCII 39, auch Code 39 Extended (erweiterter Code 39) genannt, eingesetzt werden. Hier werden die Zeichen (+;$; /; %) als „Umschalter“ verwendet.
Mit dem normalen Code 39 kann z.B. kein kleines „a“ geschrieben werden. Mit
der Full ASCII Option wird „+A“ geschrieben. Dies wird dann als „a“ interpretiert.
Der Vorteil dieses Codes ist der große Zeichenvorrat. Nachteil ist die geringe
Informationsdichte sowie die geringe Toleranz.
Um die Sicherheit des Code 39 zu erhöhen, kann optional mit einer Prüfziffer
gearbeitet werden. Sie wird vor dem Stopzeichen eingefügt und wird mit Modula 43 berechnet.
Prüfziffer
Manchmal kann es von Vorteil sein, lange Informationen in mehreren Zeilen
darzustellen. Dies unterstützt Code 39 mit dem „Append Mode“. Wenn ein
Code 39 mit einem „Space“ startet, wird er im „Append Mode“ in den Speicher
des Lesers geschrieben aber nicht übermittelt. Es können nun solange Codes
gescannt werden, bis dass ein Code 39 ohne „Space Anfang“ gelesen wird.
Dann wird dieser nochmals an die bereits gelesenen angehängt, der Code wird
übermittelt und der Speicher des Lesers wird gelöscht.
Append Mode
4.2.2
Code 128
Code 128 ist ein moderner, voll alphanumerischer Barcode mit variabler Länge.
Der Code 128 ermöglicht den vollen ASCII-Zeichensatz darzustellen. Hierzu
wird automatisch zwischen den 3 Zeichensätzen A, B und C hin und herge-
Keßler Real Estate Solutions GmbH
Code mit Untergruppen
Eindimensionale Barcodes
15
schaltet (Auto-Mode), um so alphanumerische Daten in der kürzestmöglichen
Form zu verschlüsseln. Jedes Zeichen besteht aus 11 Linien, welche 4 verschiedene Breiten haben.
Abbildung 7: Barcode Type Code 128
Code 128 hat wegen verschiedenen Check Routinen eine sehr hohe Sicherheit
und bietet die größtmögliche Anzahl Zeichen pro Zentimeter (hohe Informationsdichte).
Hohe Sicherheit
Wegen diesen Vorteilen hat sich der Code 128 eine breite Anwendergemeinde
sichern können und ist für neue Systeme meist die beste Wahl.
Code 128 wird in drei Untergruppen unterteilt (A, B und C) die von "Function
Codes" angeführt werden.
In diesem Zeichensatz sind alle alphanumerischen Zeichen der Tastatur (Großbuchstaben) sowie einige Kontrollzeichen (Sonderzeichen) codiert.
Code 128A
In diesem Zeichensatz sind alle alphanumerischen Zeichen inkl. Gross- und
Kleinschreibung sowie Sonderzeichen enthalten.
Code 128B
Dieser Zeichensatz wurde zur Darstellung von Ziffern optimiert. Er beinhaltet
100 zweistellige numerische Zahlen von 00 bis 99. Dies halbiert den Platzbedarf bei Darstellung numerischer Variablen.
Code 128C
Normalerweise wird der sogenannte "Auto" Mode verwendet, der automatisch
die jeweils optimale Auflösung aussucht.
"Auto" Mode
Jedes Zeichen des Code 128 hat einen Wert zwischen 0 und 105. Die Prüfziffer
wird anhand dieser Werte mit Modula 103 berechnet und an das Ende des
Codes gehängt (direkt vor dem Stopzeichen).
Prüfziffer
Manchmal kann es von Vorteil sein, lange Informationen in mehreren Zeilen
darzustellen. Dies unterstützt Code128 mit dem „Append Mode“. Wenn ein
Code 128 mit einem „FNC2“ startet, wird er im „Append Mode“ in den Speicher des Lesers geschrieben aber nicht übermittelt. Es können nun solange
Codes gescannt werden, bis ein Code 128 ohne „FNC2“ gelesen wird. Dann
wird dieser nochmals an die bereits gelesenen angehängt, der Code wird
übermittelt und der Speicher des Lesers wird gelöscht.
Append Mode
4.2.3
EAN 128
Bei dem EAN 128 handelt es sich um den Logistikcode (numerischen Code) für
den Handel, der die Ziffern 0-9 darstellen kann. Er entspricht dem Code 128,
jedoch wird als Startzeichen die Kombination von Start A, Start B oder Start C
mit dem Zeichen FNC1 verwendet. Ebenfalls wie beim Code 128 werden alphanumerische Daten automatisch in der kürzestmöglichen Form verschlüsselt.
F Know-how: Barcode
16
BARCODEARTEN
Jedes Zeichen besteht aus 11 Elementen. Alle Striche und Lücken tragen Informationen. Es können nur 8 oder 13 Zeichen dargestellt werden. Sein Vorteil
ist die hohe Informationsdichte in 10 verschiedenen Größen, bei dem Nachteil
der sehr kleinen Toleranzen.
Abbildung 8: Barcode Type EAN 128
Dieser Code ist im Offset-, Buch-, Tief-, Laserdruckverfahren sowie ab einer
bestimmten Größe im Thermodruck und Fotosatz herstellbar.
4.2.4
EAN 8 und EAN 13
Die Codes EAN 8 und EAN 13 sind die wohl bekanntesten Barcodes die auf
fast allen im Handel erhältlichen Produkten aufgebracht sind. EAN Codes (European Article Numbering) werden seit 1977 von einem zentralen Verband
vergeben.
Abbildung 9: Barcode Typen EAN 8 und EAN 13
EAN 13 hat z.B. folgenden Aufbau: Die ersten 2 Zeichen enthalten das Herstellerland (z.B. 40-43 für Deutschland und 76 für die Schweiz). Die nächsten 5
Stellen bezeichnen den Hersteller des Produktes und die nächsten 5 Stellen
den Artikelcode des Herstellers. Das letzte Zeichen ist die Prüfziffer (Modula
10).
4.2.5
Interleaved 2 of 5
Interleaved 2 of 5 ist ein rein numerischer Barcode. Er kann nur 0 bis 9 darstellen. Er enthält immer eine gerade Anzahl von Zeichen. Das erste Zeichen wird
in Balken dargestellt, das 2. Zeichen wird durch die Lücken repräsentiert. Jedes Zeichen hat 2 breite und 3 schmale Elemente.
Abbildung 10: Barcode Typ Interleaved 2 of 5
Keßler Real Estate Solutions GmbH
Eindimensionale Barcodes
17
Um die Sicherheit des Interleaved 2 of 5 zu erhöhen, kann eine Modula 10
Prüfziffer als letztes Zeichen angehängt werden.
Prüfziffer
Der Interleaved 2 of 5 ist ein gefährlicher Barcode. Beim Einsatz dieses Codes
wird empfohlen, die Prüfziffer zu verwenden oder zumindest bei den Lesern die
minimale und maximale Länge möglichst stark einzuschränken!
Sicherheit
Der Vorteil dieses Codes ist die hohe Informationsdichte. Dieser Vorteil stellt
aber auch gleichzeitig den Nachteil dar. Alle Lücken tragen Informationen, deshalb kleinere Toleranz von plus/minus 10%.
Dieser Code ist im Offset-, Buch-, Tief-, Flexo-, computergesteuerten Druckverfahren sowie im Fotosatz herstellbar.
4.2.6
Codabar
Codabar kann neben allen Zahlen auch die Buchstaben A, B, C und D enthalten. Dieser numerische Code kann 6 zusätzliche Sonderzeichen darstellen, d.h.
0-9, -,$,:,/,.,+. Jedes Zeichen besteht aus 7 Elementen (4 Strichen und 3 Lücken). Dabei werden entweder 2 oder 3 breite und 4 oder 5 schmale Elemente
zur Darstellung der Codes verwendet. Die Lücken zwischen den Zeichen tragen keine Information.
Abbildung 11: Barcode Typ Codabar
Um die Sicherheit des Codabar zu erhöhen, kann eine Prüfziffer (Modula16) als
letztes Zeichen vor dem Stopzeichen angehängt werden.
Prüfziffer
Auch Codabar hat eine Append Funktion. Wenn diese gewählt ist, zeigt ein D
als Stopzeichen an, dass ein weiterer Codabar, beginnend mit D als Startzeichen angehängt werden soll.
Append Mode
Auch wenn der Codabar noch häufig im Gesundheitswesen eingesetzt wird, ist
er inzwischen überholt und bietet auch im Bereich Sicherheit viel weniger als
z.B. Code 128.
Sicherheit
Die Vorteile wurden schon beschrieben, der Code kann 6 Sonderzeichen darstellen, jedoch keine Information in den Lücken. Hieraus leitet sich der Nachteil
der niedrigen Informationsdichte ab. Dieser Code ist im Offset-, Buch-, Tief-,
Flexo-, Numerierungs-, computergesteuerten Druckverfahren sowie im Fotosatz herstellbar.
F Know-how: Barcode
18
4.3
BARCODEARTEN
2-D Codes
"Normale" Barcodes bestehen immer aus parallelen Strichen. Sie dienen meist
als Identnummer zu einer Datenbank.
2-D Codes können das gleiche bei wesentlich weniger Platzbedarf, sie haben
aber auch die Möglichkeit ganz als portable Datenbank mit mehreren Tausend
Zeichen Inhalt zu dienen. Das heisst, sie können immer und sofort auf die benötigten Informationen zugreifen, ohne zuerst die Datenbank befragen zu müssen. Typische Anwendungen sind: Elektronik, Gesundheitswesen, Rezepturen,
Sicherheitsanweisungen, Fotos etc.
Platzbedarf gerin-
2-D Codes haben spezielle Sicherheitsmerkmale. Es ist möglich den Inhalt mit
Passwörtern zu schützen und sie enthalten die Daten meist mehrfach, so dass
je nach Code bis zur Hälfte des Codes zerstört werden kann ohne dass die
Lesbarkeit beeinträchtigt wird.
Fehlertoleranz
2-D Codes werden in 2 Familien unterteilt.
2-D Codes
"Stacked Barcode" (gestapelte Codes) z.B. PDF-417. Dies sind Codes die aus
mehreren "Stapeln" von Barcode bestehen. Stapelcodes bestehen aus mehreren Zeilen mit Strichen und Lücken. Sie haben meistens ein gemeinsames
Start- und Stoppzeichen.
Familien
Echte 2-D Codes oder Matrix Codes. Sie bestehen aus einer Ansammlung
grösserer und kleiner Punkte sowie Orientierungslinien für die Leser. Die Matrix
Codes hingegen bestehen aus polygonisch, meist viereckig angeordneten
Gruppen von Datenzellen mit einem typischen Orientierungssymbol, an dem
der jeweilige Code erkannt werden kann.
4.3.1
Stapelcodes
4.3.1.1
PDF-417
Der PDF (Portable Data File) 417 ist der meistverbreitete Stacked Barcode.
Abbildung 12: 2-D Barcode Typ PDF 417
Es können nahezu alle Zeichen, in sogenannten "Codewörtern" verschlüsselt,
dargestellt werden. Jedes Codewort besteht aus 17 Modulen, wobei jedes
Zeichen aus 4 Linien und 4 Lücken besteht. Jeder PDF-417 kann von 3 bis 90
Zeilen variieren. Jede Zeile enthält einen Zeilenindikator zur Orientierung für
das Lesegerät. Hierzu wird das erste und letzte Codewort in einer Zeile herangezogen. Zwei Codewörter dienen als Prüfzeichen, um den Inhalt der Gesamt-
Keßler Real Estate Solutions GmbH
ger
2-D Codes
19
nachricht abzusichern. Jede Schicht beginnt mit einer Ruhezone, Startzeichen,
Zeichen für "linke Seite", 1 bis 90 variable Zeichen, ein Zeichen für die "rechte
Seite", Stopzeichen und Ruhezone. Oberhalb und unterhalb des Codes muss
ebenfalls eine Ruhezone eingehalten werden.
Im PDF-417 können bis zu 1850 Zeichen dargestellt werden, d.h. es können
bis zu 1000 Bytes verschlüsselt werden. Die max. Dichte beträgt ca. 135 Zeichen pro Quadratzentimeter.
Hohe Informati-
Zur Fehlerkorrektur können bis zu 510 weitere Codewörter eingefügt werden,
welches sich auch in den verschiedenen Fehlerkorrekturstufen widerspiegelt.
Der Vorteil dieses sehr kompakten Codes ist die Flexibilität in der Anpassung
von Informationen auf eine gegebene Fläche durch variable Höhe und Informationsdichte.
Fehlerkorrektur
Es können alle herkömmlichen Lesegeräte verwendet werden. Der Decoder
muss jedoch erweitert werden, da sich der PDF 417 auf eine eigene, sehr
komplexe Codestruktur stützt. Der gesamte Block des Codes muss vom Decoder erfasst werden, bevor der Inhalt in ein übergeordnetes System übertragen werden kann. Beim Lesen muss die gestapelte Struktur beachtet werden.
Der PDF 417 ist mit Drucktechniken herstellbar, die über die notwendige Treibersoftware verfügen.
4.3.1.2
Code 49
Bei dem Code 49 kann die Zeilenanzahl von 2 bis 8 Zeilen variieren. Jede Zeile
besteht aus insgesamt 70 Modulen, einem Startzeichen (2 Module), 4 Datenwörtern (4x16 Module) und einem Stoppzeichen (4 Module). Durch die Darstellung der einzelnen Datenwörter in fest definierten Datenwortkombinationen
lassen sich während des Lesevorgangs die Zeilennummern ermitteln.
Abbildung 13: 2-D Barcode Type Code 49
Es können maximal 49 ASCII-Zeichen oder 81 Ziffern verschlüsselt werden.
Der Vorteil dieses kompakten Codes ist die Flexibilität in der Anpassung von
Informationen auf eine gegebene Fläche durch variable Höhe und Informationsdichte. Es können alle herkömmlichen Lesegeräte verwendet werden. Der
Decoder muss jedoch erweitert werden, da sich der Code 49 auf eine eigene
Strichcodierung stützt. Der gesamte Block der Codes muss vom Decoder erfasst werden, bevor der Inhalt in ein übergeordnetes System übertragen werden kann.
Der Nachteil ist das feste Format als auch die Beachtung der gestapelten
Struktur beim Lesen. Dieser Code ist im Offset-, Buch-, Tief-, Flexo-, computergesteuerten Druckverfahren sowie im Fotosatz herstellbar.
F Know-how: Barcode
onsdichte
20
BARCODEARTEN
4.3.2
Matrix Codes
4.3.2.1
Datamatrix
Der Datamatrix Code kann alle 128 ASCII - Zeichen sowie einige Spezialzeichen codieren. Jeder Datamatrix Code besteht aus zwei zu einem rechten
Winkel geformten Steuerlinien, und zwei zu einem rechten Winkel geformten,
gestrichelten Steuerlinien die zusammen ein Rechteck bilden. Dieses Rechteck
definiert die Lage und die Auflösung des Codes. Im Rechteck befinden sich
viele entweder dunkle oder helle Quadrate. Ein Datamatrix Code kann 1-2335
Zeichen enthalten. Für grössere Datenmengen können mehrere Datamatrix
Codes gruppiert werden (siehe Bild).
Abbildung 14: 2-D Barcode Typ Datamatrix
4.3.2.2
Maxi Code
Abbildung 15: 2-D Barcode Typ Matrixcode
Der Maxi Code besitzt eine feste Größe von 25,4x25,4 mm. Es können 144
Symbol-Zeichen in einer Fläche von 645 mm² dargestellt werden. Maximal 93
ASCII-Zeichen oder 138 Ziffern.
In der Mitte des Codes befindet sich ein Suchmuster, bestehend aus 3 zentrischen Kreisen, welches als Orientierung für die Lesung dient. Um dieses
Suchmuster herum sind die 866 Sechsecke wabenförmig, in 33 Reihen angeordnet. Diese tragen den Dateninhalt. Jede der 33 Reihen besteht aus maximal
30 Wabenelementen. 6 Orientierungswaben zu je 3 Wabenelementen, sind um
das Suchmuster im Abstand von 60 Grad angeordnet und dienen der Lageerkennung für die omnidirektionale Lesung.
Die Informationsdichte beträgt 13 Zeichen pro 100 mm². Der Vorteil dieses sehr
kompakten Codes ist die hohe Sicherheit, resultierend aus dem mächtigen
Keßler Real Estate Solutions GmbH
2-D Codes
21
Fehleralgorithmus. Rekonstruktionen des Dateninhaltes sind bei einer Beschädigung des Gesamtcodes von 25% möglich.
Die omnidirektionale Lesung ist durch den Maxi Code auch bei hohen Transportgeschwindigkeiten möglich. Sein Nachteil sind die festen Parameter sowie
die ausschließliche Lesung mit Bildverarbeitungsystemen.
Der Maxi Code ist mit Drucktechniken herstellbar, die mit dem notwendigen
Druckertreiber ausgestattet sind.
4.3.2.3
QR Code
Der QR Code (Quick Response Code) wurde 1994 bei Nippondenso (Japan)
entwickelt. Er ist quadratisch und anhand seiner Suchhilfen, ineinander geschachtelten hellen und dunklen Quadrate in drei Ecken, leicht zu erkennen.
Abbildung 16: 2-D Barcode Type QR-Code
Die Symbolelemente sind Quadrate, von denen sich mindestens 21x21 und
maximal 177x177 Elemente im Symbol befinden. Es existieren 4 Fehlerkorrektur-Levels, die eine Rekonstruktion des beschädigten Codes von 7% (Level L)
bis zu 30% (Level H) zulassen.
Es können bis zu 7089 Ziffern, 4296 alphanumerische Zeichen oder 1817 japanische Schriftzeichen (Kanja/Kana) codiert werden. Der Inhalt kann auf bis zu
16 einzelne Codes aufgeteilt werden.
F Know-how: Barcode
22
QUELLEN
5
Quellen
5.1
Quellen
Die Darstellung der hier aufgeführten Informationen beruht auf einer Zusammenfassung folgender Quellen:
www.barcode-fonts.de (Stand: 05.07.2002)
www.activebarcode.de (Stand: 16.07.2002)
www.cem-cem.de (Stand: 16.07.2002)
www.dataident.de (Stand: 16.07.2002)
www.esto.de (Stand: 15.11.2004)
www.etiscan.de (Stand: 15.11.2004)
5.2
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Barcode-Drucker der Firma Zebra ................................................. 7
Abbildung 2: Etiketten für Barcode-Drucker ....................................................... 8
Abbildung 3: Barcodescanner von Datalogic mit Tastatur.................................. 8
Abbildung 4: Kontakt-Lesestift mit USB-Anschluss............................................ 9
Abbildung 5: Verschiedene Barcodescanner .................................................... 10
Abbildung 6: Barcode Type Code 39 ................................................................ 14
Abbildung 7: Barcode Type Code 128 .............................................................. 15
Abbildung 8: Barcode Type EAN 128................................................................ 16
Abbildung 9: Barcode Typen EAN 8 und EAN 13 ............................................. 16
Abbildung 10: Barcode Typ Interleaved 2 of 5.................................................. 16
Abbildung 11: Barcode Typ Codabar................................................................ 17
Abbildung 12: 2-D Barcode Typ PDF 417 ......................................................... 18
Abbildung 13: 2-D Barcode Type Code 49 ....................................................... 19
Abbildung 14: 2-D Barcode Typ Datamatrix ..................................................... 20
Abbildung 15: 2-D Barcode Typ Matrixcode..................................................... 20
Abbildung 16: 2-D Barcode Type QR-Code...................................................... 21
Keßler Real Estate Solutions GmbH