Barcodes/2D-Codes. Glossar Barcodes/2D-Codes

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1 Glossar Barcodes/2D-Codes 1

2 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 2

3 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 3

4 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. 4

5 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 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 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 5

6 bis zu 62 Zeichen nach dem Code 128 haben kann. Die Gesamtzahl aller Zeichen beträgt 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 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 6

7 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 7

8 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 Bytes, ASCII-Zeichen und 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. 8

9 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 9

10 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. 10

11 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. 11

12 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 12

13 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. 13

14 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. 14

15 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 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. 15

16 Eingesetzt wird der Micro-PDF417-Code im GS1-DataBar. <br>#0<br> 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. <br> 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 16

17 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 standardisiert wurde, aus minimal 3 und maximal 90 einzelnen untereinander angeordneten Strichcode- Reihen. In Abhängigkeit von der gewählten Betriebsart kann jedes PDF417-Codefeld aus Bytes, ASCII-Zeichen oder 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 17

18 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 18

19 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 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- 19

20 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 20

21 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. 21

22 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 22

23 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. 23

24 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 24

25 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 25

26 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 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. 26

27 Impressum Barcodes/2D-Codes Urheber Klaus Lipinski Datacom-Buchverlag GmbH Dietersburg ISBN: Barcodes E-Book, Copyright 2012 Trotz sorgfältiger Recherche wird für die angegebenen Informationen keine Haftung übernommen. Dieses Werk ist unter einem Creative Commons Namensnennung-Keine kommerzielle Nutzung-Keine Bearbeitung 3.0 Deutschland Lizenzvertrag lizenziert. Erlaubt ist die nichtkommerzielle Verbreitung und Vervielfältigung ohne das Werk zu verändern und unter Nennung des Herausgebers. Sie dürfen dieses E-Book auf Ihrer Website einbinden, wenn ein Backlink auf gesetzt ist. Layout & Gestaltung: Sebastian Schreiber Titel: Viktor Kuryan - Fotolia.com Produktion: Weitere Informationen unter 27

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