Barcodes/2D-Codes Glossar Barcodes/2D-Codes - IT Wissen.info

Barcodes/2D-Codes
Glossar
Barcodes/2D-Codes
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Index
Barcodes/2D-Codes
2D-Code
Aztec-Code
Codablock
Code 2/5
Code 39
Code 128
Data-Matrix-Code
EAN, European article number
EDAC, error detection and correction
Handscanner
Laserscanner
Lesestift
Matrix-Code
Micro-PDF417-Code
Modulo
PDF417
Postnet-Code
QR, quick response
Semacode
Skew
Strichcode
Strichcodeleser
UPC, universal product code
Vericode
VS-Code
Impressum
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Barcodes/2D-Codes
2D-Code
Die Kennzeichnung von Waren und Dienstleistungen erfolgt gemeinhin mit dem
eindimensionalen Strichcode. Da die Datendichte des Bar- oder Strichcodes relativ gering ist,
wird in diversen Anwendungen mit zweidimensionalen Codes gearbeitet, deren Datenkapazität
das Hundertfache des Strichcodes betragen. Bei den 2D-Codes unterscheidet man zwischen
den Composite-Codes, Stacked-Codes und Matrix-Codes.
Composite-Codes sind zusammengesetzte Codes, die aus einem Strichcode und einem 2D-
Matrix-Code bestehen. Ein Composite-Code besteht aus zwei verschiedenen, untereinander
angeordneten Codes und wird daher auch als Doppelcode bezeichnet. Der Doppelcode hat den
Nachteil, dass der Barcodeleser beide Codesymbole, den Strichcode und den 2D-Matrix-Code
unterstützen muss. Weitere Mehrfachcodes sind Stacked-Code, bekannt als Codablock, die
aus mehreren zeilenweise untereinander angeordneten Strichcodes bestehen. Ein Beispiel für
einen Stacked-Code ist PDF417. Zu den bekannten und weniger bekannten 2D-Matrix-Codes
gehören der
Data-Matrix-
Code, Semacode,
QR-Code, BeeTag,
VeriCode, Aztec-
Code und der VS-
Code.
2D-Codes haben
eine wesentlich
höhere Datenkapazität
und
Kenndaten der verschiedenen 2D-Codes
sind hinreichend
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Barcodes/2D-Codes
Beispiel eines 2D-Codes, der
QR-Code mit Positionsmarkierungen
unempfindlich gegen fehlerbehaftetes Auslesen. Sie sind
quadratisch aufgebaut und bestehen aus einem
zweidimensionalen Bitmuster. Damit die 2D-Codes in
beliebiger Lage gelesen werden können, haben sie
Markierungen für die Positionsbestimmung. Darüber hinaus
arbeiten sie mit unterschiedlich gestaffelten
Fehlerkorrekturen, die auch dann noch die codierten Daten
reproduzieren, wenn der größte Teil des 2D-Codes nicht
mehr lesbar ist. Für die Fehlererkennung und -beseitigung
benutzen sie die Error Detection And Correction (EDAC).
Eingesetzt wird der 2D-Code beispielsweise bei
elektronischen Briefmarken, auf Eintrittskarten, Bahntickets
oder zur Kennzeichnung von Fertigungsteilen. Solche Teile können während ihrer gesamten
Lebensdauer einschließlich der Produktion und des Supply Chain Managements kontrolliert
werden. Diese sogenannte Direct Part Mark Identification (DPMI) ist in den DPMI-
Spezifikationen und 2D-Code-Richtlinien festgelegt.
Das Scannen des 2D-Codes erfolgt mit 2D-Code-Scannern oder Digitalkameras. Da es für
Kamera-Handys bereits 2D-Code-Scanner-Software gibt, können auch Handys für das Scannen
benutzt werden. Dank dieser Scanning-Technologie werden 2D-Codes zunehmend in der
Produktwerbung in Anzeigen oder auf Plakaten eingesetzt, da mit der Handy-Scannung
gleichzeitig eine Aktion ausgelöst werden kann. So kann der aufgenommene 2D-Code
beispielsweise dazu genutzt werden um die Daten des Anbieters oder andere Adressdaten
direkt in das Adressbuch einzulesen oder im Falle einer Internetadresse (URL) kann über diese
direkt eine Verbindung zu der Website des Anbieters aufgebaut werden.
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Barcodes/2D-Codes
Aztec-Code
Der Aztec-Code ist ein 2D-Code. Er ist daran erkennbar, dass er in der Mitte ein quadratisches
Suchelement hat, das aus mehreren Quadraten besteht. Mit dem Aztec-Code lassen sich bis
zu 3.000 Zeichen darstellen.
Der 2D-Code ist äußerst fehlerresistent. Er zeichnet sich dadurch aus, dass die codierten
Werte auch dann noch rekonstruiert werden können, wenn bis zu 40 % der Codefläche
beschädigt und nicht mehr lesbar ist.
Codablock
Ein Codablock ist eine gestapelte Anordnung von Strichcodes. Codablocks gehören zu den 2D-
Codes und wurden Anfang der 90er Jahre in Deutschland entwickelt. Im Unterschied zu
normalen Strichcodes gehören die einzelnen Strichcodes eines Codablocks zu einer
Information und reihen sich zeilenmäßig aneinander. Die einzelnen Strichcodezeilen sind durch
Zeilennummern gekennzeichnet, ebenso wie die gesamte Zeichenzahl er des Codablocks. Der
gesamte Codablock wird über Prüfzeichen abgesichert.
Codablocks gibt es in verschiedenen Blockvarianten.
Codablock A besteht aus 2 bis maximal 22
Strichcodezeilen mit jeweils maximal 61 Zeichen
im Code 39. Die Gesamtlänge aller Zeichen liegt
bei max. 1.340. Die Prüfsumme für die
Fehlerkorrektur wird über den gesamten
Codablock nach Modulo 43 berechnet.
Codablock E basiert auf dem Strichcode EAN 128
der European Article Number (EAN).
Mit Codablock F lassen sich 2 bis 44
Codablock
Strichcodezeilen darstellen, bei der jede einzelne
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Barcodes/2D-Codes
bis zu 62 Zeichen nach dem Code 128 haben kann. Die Gesamtzahl aller Zeichen beträgt
2.725.
Codablock N basiert auf dem Code 2/5 Interleaved.
Codablock 256 entspricht im Aufbau Codablock F mit dem Unterschied, dass jede Zeile eigene
Start-Stopp-Zeichen und eine eigene Prüfsumme für die Fehlerkorrektur hat. Codablock 256
kann wie Codablock F maximal 2.725 Zeichen generieren.
Codablocks werden dann eingesetzt, wenn ein Strichcode nicht auf die Etikettenbreite passt.
Sie haben die Vorteile einer hohen Datensicherheit, sie können umfassendere Informationen
darstellen und sind flexibler durch Variieren der Anzahl an Strichcodezeilen, der
Strichcodedichte und deren Länge. Codablocks können von herkömmlichen Strichcodelesern
gelesen werden.
Code 2/5
Der Code 2/5 ist ein reiner numerischer Strichcode mit dem die Ziffern 0 bis 9 dargestellt
werden können. Die einzelnen Ziffern des Code 2/5 werden aus Strichen und Lücken gebildet,
und zwar aus drei Strichen und zwei Lücken. Jeder Strich und jede Lücke kann schmal oder
breit dargestellt.
Die Bezeichnung Code 2/5 kommt daher, dass die Informationen in fünf Informationseinheiten
aus Lücken und Strichen besteht und die Prüfsumme aller Strich- und Lückenbreiten 2 beträgt.
Mit diesen Festlegungen sieht ein Code-2/5-Barcode folgendermaßen aus: S0-L0-S1-L1-S0. Es
sind 5 Informationseinheiten und die Quersumme ist 2.
Als Prüfsummenverfahren benutzt Code 2/5 Modulo 19 mit der Gewichtung 3.
Code 39
Der Code 39 ist ein alphanumerischer Strichcode mit dem die Ziffern 0 bis 9 und 26
Buchstaben dargestellt werden können. Die Bezeichnung Code 39 ist besser als 3 aus 9
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Barcodes/2D-Codes
interpretierbar. Gemeint sind 9 Informationszeichen, fünf Striche und 4 Lücken, von denen drei
breit und sechs schmal sind. Diese drei breiteren Informationszeichen werden für die
Ermittlung der Prüfsumme benutzt. Nach diesen Vorgaben wird ein Charakter im Code-39-
Format wie folgt dargestellt: S0-L0-S1-L0-S1-L0-S0-L1-S0. Die Anzahl der Zeichen ist 9, von
denen drei breiter sind.
Der Code 39 hat nur einen begrenzten Informationsumfang. Der gesamte Zeichenumfang
betrug ursprünglich 39 Charakter und Sonderzeichen, die später auf 43 Zeichen erhöht wurden.
Seine Fehlertoleranz ist relativ gering.
Code 128
Der Code 128 ist ein universeller, alphanumerischer Strichcode, der den ASCII-Zeichensatz mit
128 Zeichen darstellen kann. Mit den Codes 128A, 128B und 128C gibt es drei Code-128-
Varianten, die anwendungsspezifisch eingesetzt werden.
Vom Aufbau her sind alle Varianten identisch und bestehen aus jeweils drei Strichen und drei
Lücken mit unterschiedlichen Breiten. Die Summe aller Strich- und Lückenbreiten beträgt
immer elf. Für die Fehlerkorrektur ergibt die Prüfsumme der Strichbreiten immer eine gerade
Zahl. Nach den genannten Vorgaben sieht eine Codierung eines Charakters nach dem Code
128 folgendermaßen aus: S2-L2-S1-L2-S1-L3. Die Summe aus Strich- und Lückenbreiten
beträgt 11, die Summe an Strichbreiten 4 und ist damit gerade.
Beim Code 128 ist die Gesamtlänge der Strichcode-Information variabel und hängt lediglich
von der Scanbreite ab.
Data-Matrix-Code
Der Data-Matrix-Code ist ein von der AIM-International spezifizierter Matrix-Code, vergleichbar
dem QR-Code. Wie bei anderen 2D-Codes auch, ist das Codefeld beim klassischen Data-
Matrix-Code quadratisch - es gibt allerdings auch eine rechteckige Ausführung - und hat an
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Barcodes/2D-Codes
Data-Matrix-Code mit Identifikationsmuster und
Datenbereich
zwei Außenkanten Linien zur Markierung
der Position. Die beiden anderen
Außenkanten haben ein alternierendes
Schwarz-Weiß-Muster. Dadurch kann das
Codefeld in beliebiger Lage vom 2D-
Lesegerät erkannt werden.
Die Datenkapazität des Codefelds hängt
vom Zeichensatz ab und liegt bei 1.556
Bytes, 2.335 ASCII-Zeichen und 3.116
numerischen Zeichen. Das an den vier
Außenkanten liegende
Identifikationsmuster enthält neben der
Positionierung auch die Größe des
Codefeldes und die Anzahl der Zeilen und
Spalten. Des Weiteren enthält das
Codefeld neben den Daten auch den EDAC-Code (Error Detection And Correction) für die
Fehlererkennung und -beseitigung. So kann der Dateninhalt des Data-Matrix-Codes auch bei
stärkeren Beschädigungen noch rekonstruiert werden, selbst dann, wenn 25 % des Codes
zerstört sind. Die Fehlerrate des Data-Matrix-Codes ist sehr gering und liegt im Worst Case
bei einem Fehler innerhalb von 10 MB Daten, im Best Case bei einem Fehler innerhalb von 600
MB.
Der Data-Matrix-Code wurde von der Automatic Identification Manufacturers (AIM),
standardisiert.
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Barcodes/2D-Codes
EAN, European article
number
Europäische
Artikelnummer
Die europäische Artikelnummer (EAN) ist ein in Europa standardisierter Strichcode für die
Kennzeichnung von Waren und Produkten.
Der EAN-Strichcode ist eine Strich-/Lückencodierung, die ausschließlich für die Codierung von
Ziffern benutzt und zum Zwecke der Datenerfassung von Strichcodelesern gelesen werden
kann. Der EAN-Strichcode ist ein Mehrbreitencode, bei dem die Striche und Lücken aus mehr
als zwei Breiten bestehen. Er ist in den europäischen Normen EN 797 bis 801 spezifiziert und
kompatibel zum UPC-Code. Es gibt ihn in vielen verschiedenen Versionen mit variabler und
fester Zeichenanzahl. Darüber hinaus gibt es drei verschiedene Zeichensätze, also Strich-
Lücken-Kombinationen, für die Zifferncodierung.
Die Strich-Lücken-Codierungen basieren auf einem Breitenraster aus sieben Einheiten, wobei
jede Ziffer durch zwei Striche und zwei Lücken dargestellt wird. Die Breite der Striche (S) und
EAN-13-Code mit Strich(S)-Lücken(L)-
Kombinationen
der Lücken (L) kann eine, zwei drei oder vier
Breiteneinheiten betragen. So wird beispielsweise die
Ziffer „3“ im Zeichensatz „A“ in der Strich-Lücken-
Kombination LSSSSLS oder die Ziffer „8“ als LSSLSSS
codiert.
Die einfachste Form des EAN-Codes ist der EAN-8. Es ist
ein sehr kurzer, auf acht Stellen begrenzter Strichcode,
der dann eingesetzt wird, wenn für die
Warenauszeichnung wenig Platz zur Verfügung steht.
Einer der am häufigsten benutzten EAN-Codes ist der
EAN-13, der zur Produktkennzeichnung im Einzelhandel
benutzt wird. Er besteht aus zwölf Ziffern und der
Prüfsumme. Die zwölf Ziffern umfassen eine einheitliche
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Barcodes/2D-Codes
Landes-, Hersteller- und
Produktkennzeichnung.
Der EAN-13-Code ist in
zwei Gruppen à sechs
Ziffern unterteilt, die
durch ein Trennzeichen
voneinander getrennt
sind. Die
Landeskennung besteht
Verschiedene EAN-Codes
aus zwei Ziffern -
Deutschland hat die Landeskennungen 40 bis 44 - , die Betriebsnummer ist ein fünfstellige
Zahl, ebenso die Artikelnummer. Die 13. Ziffer ist die Prüfsumme, die in den ersten sechs
Ziffern der linken Hälfte des EAN-Codes verschlüsselt codiert ist.
Ein weiterer EAN-Code mit dem der ASCII-Zeichensatz codiert werden kann, ist der EAN 128,
der eine Weiterentwicklung des Code 128 ist. Er hat eine variable Länge mit einer Prüfsumme,
die aus dem Modulo 103 errechnet wird. Der EAN-128 hat einen maximalen Zeichenumfang
von 48 Zeichen und wird vor allem für Palettenauszeichnungen benutzt. Der EAN-128 kann
alphanumerische Zeichen codieren und gleichzeitig den EAN-13-Code beinhalten.
In Warenwirtschaftssystemen ist der EAN-Code über die Artikelnummer im Server mit Preisen
hinterlegt, die beim Scannen des Strichcodes aus dem Server ausgelesen werden. Die EAN-
Strichcodes werden nur auf Antrag vergeben.
http://www.ean.de
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Barcodes/2D-Codes
EDAC, error detection
and correction
Fehlererkennung und -
beseitigung
Alle 2D-Codes für die Kennzeichnung von Waren und Dienstleistungen verwenden Error
Detection And Correction (EDAC), ein Fehlererkennungs- und Beseitigungscode mit dem sie
beschädigte Code-Etiketten lesen können. Es ist ein leistungsfähiger Reed-Solomon-Code, der
in der Decodier-Software der Code-Leser eingesetzt wird und für die Daten-Redundanz sorgt.
Mit dem EDAC-Code werden beschädigte Code-Etiketten, deren Etiketten bis zu 30 %
beschädigt sein können, noch einwandfrei ausgelesen. Übersteigt die Beschädigung das
theoretische Maximum, wird kein Ergebnis angezeigt.
Bei Strichcodes wird bereits dann ein falsches Ergebnis angezeigt, wenn ein Balken fehlt.
Handscanner
handheld scanner
Handscanner sind von Hand geführte Abtastgeräte zum Scannen von ebenen Vorlagen von
Grafiken, Texten oder Fotos. Die Abtasteinrichtung besteht aus einer Zeile CCD-Sensoren und
einer Beleuchtungseinrichtung. Die CCD-Sensoren, die über die gesamte Abtastbreite
angebracht sind, erfassen die Reflexion der
bedruckten Vorlage, die durch die Beleuchtung
verursacht wird. Damit die unterschiedlichen
Führungsgeschwindigkeiten keinen Einfluss auf den
Abtastvorgang haben, befindet sich an der
Unterseite eine Führungsrolle über die ein
Taktsignal für den Zeilenvorschub erzeugt wird.
Da die Genauigkeit und die Scanweite (max. 10
cm) der Handscanner zu wünschen übrig lässt,
werden sie nur noch als Barcode- oder
Strichcodeleser eingesetzt, so u.a. zur
Handscanner, Foto: Tiscalinet
Registrierung der EAN-Codes in Warenlagern.
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Barcodes/2D-Codes
Laserscanner
laser scanner
Laserscanner tasten Objekte in ihren Oberflächen und Formen ab. Die abgetasteten Daten
werden in einem Rechner verarbeitet. Beim Abtasten von Strichcodes gehen sie in die
Warenlogistik ein, beim Abtasten von Körpern werden sie auf entsprechenden Displays als 3D-
Grafiken dargestellt. Laserscanner werden in der Logistik, Warenwirtschaft, Überwachung,
Architektur, Natur und im Bauwesen, in der Prozess-, Eisenbahn- und Automotive-Technik
eingesetzt.
Die in Laserscannern benutzten Verfahren sind je nach Anwendung etwas unterschiedlich.
Beim Abtasten von Strichcodes geht es darum, den kompletten Strichcode mit dem Laserstrahl
abzutasten und das reflektierte Laserlicht zu interpretieren, im Falle von 3D-Abtastungen oder
Entfernungsmessungen, geht es dagegen um Zeitdifferenzen.
Beim Abtasten
von Strichcodes
wird ein
Laserstrahl über
ein rotierendes
Spiegelrad mit
mehreren
Spiegeln, einem
Polygonspiegelrad,
abgelenkt und auf
den Strichcode
geworfen. Durch
die Drehung des
Aufbau eines Laserscanners für Strichcodes
Spiegelrads wird
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Barcodes/2D-Codes
der gesamte Barcode vom Laserstrahl belichtet. Die Lichtreflexionen an den Strichen und
Lücken des Strichcodes werden reflektiert und über das Polygonspiegelrad an den optischen
Empfänger übertragen, der das Signal aufbereitet.
Die Laserscannung von 3D-Modellen und die Entfernungsmessung unterscheiden sich dadurch,
dass ein Zeitbezug zwischen ausgesendetem und reflektiertem Laserstrahl hergestellt werden
muss. Dieses Verfahren basiert darauf, dass eine infrarote Leuchtdiode kurze Lichtimpulse
aussendet. Diese Laserpulse haben eine Pulsdauer von einigen Nanosekunden (ns) und
werden über rotierende Spiegel ausgesendet. Der ausgelöste Puls startet gleichzeitig mit der
Aussendung des Laserpulses einen Timer, der die Dauer des hinlaufenden und reflektierten
Lichtpulses misst. Trifft der Laserpuls auf ein Objekt, so wird er reflektiert und vom
Laserempfänger erfasst. Eine Fotodiode wandelt den reflektierten Laserpuls in ein elektrisches
Signal, das den Timer stoppt. Die Zeit, die zwischen der Aussendung des Laserpulses und
dem Empfang des reflektierten Laserpulses liegt, wird für die Entfernungsberechnung benutzt.
Die Winkelberechnung erfolgt über die Winkeldecodierung der rotierenden Spiegel.
Die Lichtlaufzeiten liegen im Nanosekundenbereich. Sie betragen beispielsweise bei einem
Objekt in einer Entfernung von 25 m 84 ns für den Hin- und Rücklauf des Lichtimpulses.
Laserscanner für die Automotive-Technik arbeiten im Entfernungsbereich zwischen 30 cm und
etwa 100 m. Der horizontale Überwachungswinkel beträgt ca. 240°, die Winkelauflösung liegt
unter 1°. Vertikal ist der Öffnungswinkel nur einige Grad groß.
In der Automotive-Technik werden Laserscanner sowohl für die Fahrzeugerkennung eingesetzt,
als auch in Fahrerassistenzsystemen wie der Adaptive Cruise Control (ACC). Bei dieser
Anwendung scannen sie die Fahrumgebung ab und transformieren die erkannten Objekte und
deren Geschwindigkeit in entsprechende Modelle.
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Barcodes/2D-Codes
Lesestift
reading pen
Der Lesestift ist ein Peripheriegerät für die
Eingabe von Texten und Strichcodes. Lesestifte für
die Texterfassung werden zu diesem Zweck über
den zu erfassenden Text geführt und können
unterschiedliche Schriftarten und -größen in
normaler, fetter und kursiver Schreibweise
erfassen. Die den Lesestift unterstützende OCR-
Software für die optische Zeichenerkennung kann
sehr viele Sprachen erkennen, einschließlich deren
Lesestift von Datalogic
Sonderzeichen, dazu gehören lateinische,
kyrillische, hebräische und griechische
Schriftzeichen.
Die Führungsrichtung mit der der Lesestift über einen Text geführt wird, spielt keine Rolle, die
Führungsgeschwindigkeit und die Erkennungsgeschwindigkeit sind allerdings spezifiziert.
Ausgelöst wird ein Lesevorgang mit einem Lesestift, sobald dieser auf den Text gedrückt wird;
beendet wird der Lesevorgang beim Abheben des Stiftes.
Lesestifte für Strichcodes arbeiten mit Leuchtdioden, die Infrarotlicht emittieren, mit der der
Strichcode diffus beleuchtet wird. Der Lesestift wird über den Strichcode geführt und
reflektiert das Strich-Lücken-Muster als Helligkeitsinformation, die über ein Linsensystem auf
einen Fotodetektor geführt wird. Der nachgeschaltete Decoder decodiert den Strichcode.
Solche Barcode-Lesestifte können durchaus zwanzig und mehr verschiedene Barcodes
decodieren. Dazu natürlich die wichtigsten in der Warenwirtschaft und im Geldverkehr
benutzten Codes wie den UPC-Code und den EAN-Code. Es kann sich dabei um die gleichen
Lesestifte handeln, die für die Texterfassung benutzt werden.
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Barcodes/2D-Codes
Lesestifte können nicht nur zum Erfassen von Texten oder Barcodes benutzt werden, sondern
sind auch beim Ausfüllen von Formularen oder Zahlungsanweisungen hilfreich. Ebenso lassen
sich damit Internetadressen (URL) erfassen oder Visitenkarten in Adressbücher übertragen.
Matrix-Code
Beispiel eines 2D-Codes, der
QR-Code mit Positionsmarkierungen
Matrix-Codes sind 2-D-Codes bei denen Punkte, Linien
und Lücken matrixförmig angeordnet sind. Typische
Vertreter der Matrix-Codes sind der Data-Matrix-Code,
Semacode, QR-Code, BeeTag, VeriCode, Aztec-Code und
der VS-Code.
Matrix-Codes haben eine hohe Informationsdichte, die je
nach Matrixgröße etwa 15mal höher als die von
Strichcodes. Sie sind quadratisch aufgebaut und zeichnen
sich durch eine hohe Fehlersicherheit aus. So können je
nach Sicherheitsstufe auch stark beschädigte oder
verschmutzte Matrix-Codes fehlerfrei ausgelesen werden.
Ihre Größe variiert zwischen einer Kantenlänge von etwa
2 mm und 50 mm, was unmittelbar mit der Anzahl der
Zeichen zusammenhängt, die zwischen 1 und 2.000 liegen kann. Die Zeichen sind in
horizontaler und vertikaler Richtung codiert und mit Fehlerkorrekturen (ECC) versehen.
Einige Matrx-Codes haben Markierungen oder Identifikationsmuster mit denen die Lage
bestimmt wird.
Micro-PDF417-Code
Der Micro-PDF417-Code ist eine kompaktere Variante des 2D-Codes PDF417, die sich durch
eine effizientere Flächenausnutzung auszeichnet und bis zu 150 Bytes umfassen kann.
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Barcodes/2D-Codes
Eingesetzt wird der Micro-PDF417-Code im GS1-DataBar. #0
Beim Micro-PDF417-Code sind die Zeichen kompakter ausgeführt als beim PDF417;
das schmalste in X-Richtung spezifizierte Balkenverhältnis liegt ebenso wie das
Höhenverhältnis der Balken zwischen 1:2 und 1:5, wobei meistens das Größenverhältnis von
1:3 benutzt wird. Bei dem Micro-PDF417-Code werden die Zeichen und Ziffern in bis zu 44
untereinanderliegenden Strichcodes dargestellt. Es sind bis zu 250 Schriftzeichen, 150 binäre
Zeichen und 366 Ziffern möglich.
Modulo
Modulo ist ein Prüfzifferverfahren. Es ist ein fehlererkennender Algorithmus für eine
Restwertoperation, bei der der ganzzahlige Rest einer ganzzahligen Division als Prüfsumme
ausgegeben wird.
Dem Verfahren nach werden die Ziffern einer Zahl einzeln mit einem bestimmten Faktor
multipliziert und aus den Produkten wird die Summe gebildet, die anschließend durch den
Modulo-Faktor dividiert wird. Der Rest aus der Division ist die Prüfsumme. Bei 11 Modulo 3 ist
der Restwert 2.
Bei den Strichcodes wird die Prüfsumme nach
einem Modulo-Schema festgelegt. Handelt es
sich um ein Modulo-16-Verfahren, dann wird
die Quersumme der Ziffern durch 16 geteilt
und der Restbetrag vom Modulo-Wert
subtrahiert. So ergibt beispielsweise aus einer
Quersumme von 57 in Modulo 16, den Wert 3
(3x16=48) Rest 9.
Prüfsummenrestwert beim Modulo-Verfahren
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Barcodes/2D-Codes
PDF417
Die 2D-Codes sind in aller Regel quadratisch aufgebaut und bestehen aus einem
zweidimensionalen Bitmuster. Anders ist es mit dem 2D-Code PDF417, der im internationalen
Zahlungsverkehr bei den International Payment Instructions (IPI) benutzt wird, aber auch von
der Kassenärztlichen Vereinigung für medizinische Formulare und bei der elektronischen
Steuererklärung Anwendung findet. Der PDF417 ist ein Stacked-Code oder Codablock, ein
mehrfach gestapelter Strichcode, der aus mehreren untereinander angeordneten Strichcodes
besteht.
Vom Aufbau her besteht der PDF417-Code, der von ISO/IEC unter FCD 15438 standardisiert
wurde, aus minimal 3 und maximal 90 einzelnen untereinander angeordneten Strichcode-
Reihen. In Abhängigkeit von der gewählten Betriebsart kann jedes PDF417-Codefeld aus 1.100
Bytes, 1.800 ASCII-Zeichen oder 2.700 Digit bestehen. Jede einzelne Reihe ist durch eine
beginnende Ruhezone, das Startmuster, die Reihen-Indikatoren, die Daten, das Stoppmuster
und die nachgeschaltete Ruhezone definiert. Das Datenfeld kann dabei ein oder maximal 30
Zeichen umfassen. Da sowohl die Anzahl der Reihen als auch die Größe des Datenfeldes
variabel sind, ist auch das Längen-Höhen-Verhältnis des PDF417-Codefeldes unterschiedlich.
Aufbau des 2D-Codes PDF417
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Barcodes/2D-Codes
Der PDF417-Code hat eine Fehlerkorrektur, wodurch auch beschädigte Codefelder gelesen
werden können. Die Fehlerrate des PDF417 ist sehr gut und liegt im Worst Case bei einem
Fehler innerhalb von 10 MB Daten, im Best Case bei einem Fehler innerhalb von 600 MB.
Den PDF417-Code gibt es noch in einer kompakteren Version mit einer effizienteren
Platzausnutzung als Micro-PDF417.
Postnet-Code
Der Postnet-Code ist einer von vielen Strichcodes. Er wird für die Postleitzahl benutzt, aber
ebenso auch für internationale Zip-Codes.
Der Postnet-Barcode besteht aus sechs Datenfeldern, fünf für eine fünfstellige Postleitzahl,
das sechste für die Prüfsumme. Begrenzt wird der Potnet-Code durch zwei Rahmenstriche,
links und rechts. Beim Postnet-Code haben alle Striche die gleiche Stärke und den gleichen
Abstand, allerdings unterscheiden sie sich in ihrer Länge. Die ersten fünf Datenfelder
Postnet-Code mit konstanter Strichbreite und konstantem Abstand
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Barcodes/2D-Codes
enthalten die einzelnen Ziffern der Postleitzahl, das sechste Datenfeld ist für die Prüfsumme.
Diese ergibt sich aus den fünf vorangestellten Ziffern, ergänzt um eine weitere Ziffer, damit
die Quersumme durch zehn teilbar wird. Jedes einzelne Datenfeld hat fünf Striche, die von
links aus die Wertigkeiten 0, 1, 2, 4 und 7 haben.
Der Postnet-Code ist maschinenlesbar und
QR, quick response
QR-Code
Der QR-Code (Quick Response) ist ein international anerkannter 2D-Code, der von ISO/IEC
unter 18004 standardisiert wurde, primär aber in Fernost eingesetzt wird. Entwickelt hat ihn
die japanische Firma Denso. Eingesetzt wird der QR-Code für das schnelle Scannen von
Informationen.
Das QR-Barcode-Symbol hat ein quadratisches Format und ist gekennzeichnet durch schwarzweiße
Quadrate, die sich an drei Ecken befinden. Diese Kennzeichnung dient der
Beispiel eines 2D-Codes, der
QR-Code mit Positionsmarkierungen
Positionierung des 2D-Codes, der omnidirektional lesbar
ist. Die Daten werden wie beim Strichcode in den
schwarz-weißen Informationen gespeichert, wobei die
Strichausrichtung in zwei Dimensionen verläuft. Mit der
Standard-QR-Code können binäre, numerische und
alphanumerische Zeichen dargestellt werden.
Zur Wiederherstellung von Zeichen verwendet der QR-
Code den EDAC-Code (Error Detection And Correction), ein
Verfahren für die Fehlererkennung und -beseitigung. Diese
Spezifikation kennt verschiedene Wiederherstellungs-
Level, die bei beschädigten Code-Etiketten zwischen ca.
7 % beim L-Level, über 15 % beim M-Level, 25 % beim Q-
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Barcodes/2D-Codes
Level und etwa 30 % beim H-Level greifen.
Eingesetzt wird der QR-Code in der
Produktionstechnik für die Kennzeichnung von
Teilen, in der Bestandsaufnahme und in vielen
industriellen Bereichen. Da es Digitalkameras
und Multimedia-Handys mit Software für das
Lesen des QR-Codes gibt, wurden dadurch viele
Zeichenumfang des QR-Codes
konsumorientierte Anwendungen erschlossen.
So kann man sich den Einsatz des QR-Codes auch in Printmedien vorstellen, der über
entsprechende Kamera-Handys ausgelesen wird und Informationen über Produkte und Dienste
inklusive des Uniform Resource Locator (URL) enthält.
Neben dem Standard-QR-Code gibt es noch den Micro-QR-Code, der einen geringeren
Zeichenumfang hat. Außerdem gibt es den QR-Code in Versionen in die man Firmenlogos oder
andere Zeichen integrieren kann. Diese Codes werden als „brandable“ bezeichnet.
Semacode
Der Semacode ist ein 2D-Code, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er an zwei Seitenlinien
eine feste Codierung enthält, die sich in schwarzen Pixeln zeigt. Außerdem ist neben den
Daten auch die URL der Anbieter-Website in dem Semacode eingebettet. Dadurch kann bei
Handy-Reader über den eingebauten Web-Browser eine direkte Verbindung zu der
entsprechenden Website aufgebaut werden.
In der Praxis könnte damit ein Handy-Nutzer den Semacode von einer Anzeigen- oder
Plakatwerbung abfotografieren, scannen, lesen, die Daten im Adressbuch ablegen und sich
über die Internetadresse (URL) und den eingebauten Smartphone-Browser mit der Website
des Anbieters verbinden. Diese schnellen Interaktionen bieten wesentliche Vorteile im
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Barcodes/2D-Codes
Marketing und Tourismus, bei Spielen sowie bei der
Präsentation und Bestellung von Waren und Gütern aller Art.
Der Semacode ist ein 2D-Code, der dadurch gekennzeichnet
ist, dass er an zwei Seitenlinien eine feste Codierung
enthält, die sich in schwarzen Pixeln zeigt. Außerdem ist
neben den Daten auch die URL der Anbieter-Website in dem
Semacode eingebettet. Dadurch kann bei Handy-Reader über
Semacode mit eingebetteter URL den eingebauten Web-Browser eine direkte Verbindung zu der
entsprechenden Website aufgebaut werden.
In der Praxis könnte damit ein Handy-Nutzer den Semacode von einer Anzeigen- oder
Plakatwerbung abfotografieren, scannen, lesen, die Daten im Adressbuch ablegen und sich
über die Internetadresse (URL) und den eingebauten Smartphone-Browser mit der Website
des Anbieters verbinden. Diese schnellen Interaktionen bieten wesentliche Vorteile im
Marketing und Tourismus, bei Spielen sowie bei der Präsentation und Bestellung von Waren
und Gütern aller Art.
Skew
Skew steht im Deutschen für schief und schräg. Die Bezeichnung steht in der
Übertragungstechnik synonym für Laufzeitzeitdifferenzen. Der Begriff wird aber auch in der
Magnetbandtechnik und bei der Auslesung von Strichcodes benutzt.
Bei der Auslesung von Strichcodes wird mit Skew der Lesewinkel bezeichnet unter dem der
Strichcode gesannt wird. Skew ist die Abweichung des Lesewinkels von der Senkrechten. Eine
zu starke Abweichung kann zu fehlerhafter Auslesung führen.
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Barcodes/2D-Codes
Strichcode
barcode
Beim Strichcode oder Barcode handelt sich um einen eindimensionalen (1D), optisch lesbaren
Code, der aus einzelnen dickeren und dünneren Strichen und Lücken besteht. Der Strichcode
basiert auf dem Binärprinzip, wobei die schwarzen Striche und weißen Lücken in Verbindung
mit der Strich- und Lückenbreite einen Code bilden, der für Buchstaben, Ziffern und Zeichen
stehen kann. Die Striche und Lücken werden in der Strichcodeterminologie als Elemente
bezeichnet, die dünnsten Striche und Lücken als Module. Es gibt Barcode, bei denen die
Striche und Lücken lediglich zwei Breiten haben, die sogenannten Zweibreitencodes, und
solche, die mit mehreren Breiten arbeiten, die Mehrbreitencodes.
Die Entwiclung der
Strichcodes.
Die eigentliche
Entwicklung der
Strichcodes begann in
den 70er Jahren, als
die ersten
Datenverarbeitungsanlagen
in
Warenwirtschaftssystemen
eingesetzt wurden.
Entsprechend den
Anforderungen und
technischen
Möglichkeiten, wurden
Strichcode mit Strich- und Lückenbezeichnung
viele unterschiedliche
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Barcodes/2D-Codes
Strichcodes entwickelt;
eindimensionale Codes als
Mehrbreitencodes, als
Composite-Code, Stacked-Code,
Codablocks und Matrix-Code,
sowie 2D-Codes, die
unterschiedliche Zeichensätze
umfassen. Es gibt etwa 50
verschiedene Strichcodes, wie
den Code 11, Code 12, Code
Klassifizierung der Strichcodedichte
39, Code 128, Code 2/5 und
viele andere, die in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden. Zu den
bekanntesten Barcode-Systemen gehören der Universal Product Code (UPC), der 1994
vorgestellte SH-Barcode und die European Article Number (EAN) in ihren verschiedensten
Ausführungen. Darüber hinaus gibt es den Code Codabar für medizinische Anwendungen mit
hohen Anforderungen an die Sicherheit, den Code 2/5 Interleaved, der in der Autoindustrie, in
Warenlagern, auf Paletten und Schiffscontainern eingesetzt wird, den Code 39, den man in
Büchereien, Universitäten und in der Logistik findet und viele weitere.
Bei den standardisierten Strichcodes, wie dem UPC-Code oder der europäischen Artikelnummer
(EAN), wird eine Ziffer durch zwei Striche und zwei Lücken dargestellt, die vier verschiedene
Breiten aufweisen können. Den Übergang vom Strichcode zu den Matrix-Codes erfolgt durch
die gestapelten 2D-Codes wie den Codablock oder der PDF417, bei denen mehrere Strichcodes
untereinander angeordnet sind.
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Barcodes/2D-Codes
Das Drucken und Auslesen von Strichcodes.
Barcodes werden mit einem Barcodedrucker gedruckt und können von Barcodescannern oder
Strichcodelesern gelesen werden. Das Auslesen des Barcodes erfolgt von links nach rechts,
neben den genannten Lesegeräten können auch Lesestifte, Lesepistolen, Laserscanner oder
Handscanner eingesetzt werden. Um die Fehlerquote beim Lesen eines Strichcodes so gering
als möglich zu halten, sind viele Strichcodes mit einer Prüfsumme versehen, die nach dem
Modulo-Verfahren bestimmt werden.
Die Strichcodedichte ist unterschiedlich und wird in Character per Inch (cpi) angegeben.
Welche Strichcodedichte eingesetzt wird, hängt von der Anwendung, der Größe der
bedruckbaren Strichcodefläche und dem Abstand ab, aus dem der Strichcode ausgelesen wird.
Strichcodes werden in der Warenwirtschaft, der Warenlogistik und der Warenauszeichnung, im
Transport und in der Lagerhaltung verwendet. Als Alternative zu den optisch lesbaren
Strichcodes werden zunehmend elektronisch lesbare 2D-Codes und RFID-Tags eingesetzt.
Strichcodeleser
barcode reader
Strichcodeleser, Barcodeleser, Barcodescanner oder Laserscanner sind Peripheriegeräte für
Personal Computer (PC) und Datenverarbeitungsanlagen, die den Strichcode in bitserielle
Signale umsetzen. Bei dieser Umsetzung werden die Sequenzen von schmalen und breiten
Lücken und Strichen durch Lichtreflexion abgetastet und der entsprechende Strichcode in einen
Wert gewandelt.
Neben den stationären mit Kabel verbundenen Barcodelesern und Handscannern gibt es die
drahtgebundenen und funkbasierten Lesestifte, die sich vor allem für den mobilen Einsatz und
die Abtastung des Strichcodes auf sperrigen Gütern oder Paletten eignen. Die funkbasierten
Lesestifte arbeiten mit einer Funk-Basisstation, die an den Computer angeschlossen wird.
Barcodescanner unterscheiden sich vom Aufbau her und von der Anzahl der lesbaren
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Barcodes/2D-Codes
Strichcodes. Zu den Ausführungsformen der Strichcodeleser gehören der Handscanner, die
lasergesteuerte Abtasteinrichtung und der Lesestift.
UPC, universal product
code
UPC-Code
Der Universal Product Code (UPC) wurde 1993 von IBM entwickelt und ist in der Normalversion
der European Article Number (EAN) sehr ähnlich und mit ihr kompatibel. Die Normalversion
dieses Strichcodes heißt UPC-A oder UPC-12 und ist ein numerischer Code mit dem sich die
Ziffern 0 bis 9 darstellen lassen. Wie bei allen Strichcodes werden die einzelnen Stellen durch
Striche und Lücken dargestellt. Beim UPC-Code, einem Mehrbreitencode, wird jedes Zeichen
durch zwei Balken und zwei Lücken aufgebaut, die allerdings unterschiedlich breit sind.
UPC-A hat 12 Zeichen, jedem dieser ist eine Funktion zugeordnet. So kennzeichnet
beispielsweise das erste Zeichen, das, was in dem Code verschlüsselt ist, die zweite bis
sechste Ziffer dienen der Herstellerkennzeichnung, die siebente bis elfte Ziffer sind für die
herstellerspezifische Artikelnummer und die zwölfte Ziffer für die Prüfsumme reserviert. Die
Fehlerrate des UPC-Codes liegt im Worst Case bei 1 Felher in 400 KB Daten, der Best Case ist
doppelt so hoch.
Neben der Normalversion gibt es eine Kurzversion UPC-E mit 8 Ziffern. Dabei dient die erste
Ziffer der Systemkennung und die achte Ziffer ist die Prüfsumme, die wie bei anderen
Strichcodes auch, über ein Modulo bestimmt wird. Der UPC-Code wird auch zur Katalogisierung
von Audio-CDs verwendet. Mit der 12-stelligen Nummer ist eine eindeutige Identifizierung des
Titels, der verschiedenen Musikstücke, der Interpreten und des Verlags möglich. Die UPC-
Nummer wird in einer Online-Datenbank, der CDDB, gepflegt.
Vericode
Der von Veritec patentierte Vericode ist ein Matrix-Code für die Kennzeichnung von Waren und
Dienstleistungen. Das Codefeld ist wie beim QR-Code und Data-Matrix-Code quadratisch. Der
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Barcodes/2D-Codes
Vericode hat eine Datenkapazität von 500
Bytes und eine hohe
Auslesegeschwindigkeit.
Das Vericode-Etikett hat eine hohe
Datendichte und kann sehr klein sein. Im
Vergleich zum Data-Matrix-Code kann der
Vericode auf 1/30 der Fläche
untergebracht werden. Dies hängt mit der
Dichte des Codemusters zusammen,
dessen Strukturen im Abstand von 0,175
Vericode von Veritec
mm nebeneinander liegen können.
Ebenso wie die anderen 2D-Codes arbeitet auch der Vericode mit einem EDAC-Code für die
Fehlererkennung und -beseitigung.
VS-Code
Der VS-Code ist ein 2D-Code für die Kennzeichnung von Waren und Dienstleistungen. Er wurde
von Veritec entwickelt, ist patentiert und hat im Gegensatz zu anderen 2D-Codes wie dem
QR-Code, dem Vericode und dem Data-Matrix-Code ein rechteckiges Format. Die
Datenkapazität ist mit 4.150 Byte in 192 x 192 Zellen die höchste von allen 2D-Codes.
Der VS-Code kann kundenspeziell angelegt werden, so dass er von anderen Benutzern nicht
decodiert werden kann. Dadurch kann dieser Code auch in sicherheitsrelevanten Anwendungen
eingesetzt werden. Der VS-Code hat mit dem EDAC-Code eine Fehlererkennung und -
beseitigung mit der auch stark beschädigte Code-Labels gelesen werden können. Während die
Fehlerkorrekturrate bei anderen Matrix-Codes bei etwa 30 % liegt, kann sie beim VS-Code
zwischen 0 % und 99 % anwenderspezifisch festgelegt werden.
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Impressum
Barcodes/2D-Codes
Urheber
Klaus Lipinski
Datacom-Buchverlag GmbH
84378 Dietersburg
ISBN: 978-3-89238-241-6
Barcodes
E-Book, Copyright 2012
Trotz sorgfältiger Recherche wird für die
angegebenen Informationen keine Haftung
übernommen.
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