Know-how: Barcodes
Inhalt 1 EINFÜHRUNG... 5 1.1 Warum Barcode-Technologie?... 5 1.2 Was ist ein Barcode?... 5 1.3 Vorteile von Barcodes... 6 2 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? 5 1 Einführung 1.1 Warum Barcode-Technologie? 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 Preis- Leistungsverhältnis. 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. Barcode = Strichcode Ein Code ist ein System von Symbolen, denen Symbole aus einem anderen Zeichensatz eindeutig zugeordnet werden können. F Know-how: Barcode
6 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. Zum Barcodefeld gehören zwei Ruhezonen vor und nach der Strichcodierung sowie eine Klarschriftzeile darunter. Prüfsummen Ruhezonen 1.3 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. 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 ermöglicht es Ihnen, Warenbewegungen dann zu erfassen, wenn sie stattfinden. Strichcode vereinfacht und beschleunigt Ihre Produktionsabläufe. Oder könnten Sie es sich noch vorstellen, dass die Kassiererin all Ihre Einkäufe von Hand eintippt? 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 ist sicher Barcode ist einfach Barcode ist zeitgerecht Barcode erhöht die Produktivität Barcode erhöht Ihren Profit 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
Bestandteile eines Barcode-Systems 7 2 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). Thermodirekt oder Thermotransfer F Know-how: Barcode
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- Beispiel: Kassensysteme Keßler Real Estate Solutions GmbH
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 11 3 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 Code 128 Code 128A Code 128B Code 128C EAN 128 EAN 13 EAN 99 EAN 8 EAN 5 EAN 2 ISBN UPC A UPC E Code 39 Code 39 Extended Code 25 Code 25 Interleaved Codabar Code 93 Code 93 Extended Verwendung Voller ASCII-Zeichensatz durch Code128 ABC autoselection Zeichensatz A: Großbuchstaben und Sonderzeichen Zeichensatz A: Groß- und Kleinbuchstaben Zeichensatz A: Optimiert zur Zifferndarstellung Sonderform des Code 128 auch als UCC/EAN 128 bekannt Europäische Artikel - Nummer mit 13 Ziffern Wird für "In-Store-Gutscheine" verwendet. Europäische Artikel - Nummer mit 8 Ziffern Zusatzcode z.b. Preiscode bei ISBN Zusatzcode z.b. im Zeitungswesen Internationale Standard - BuchNummer Universal Product Code - Amerikanischer Code mit 12 Ziffern UPC Kurzform Auch als Code 3 aus 9 bekannt Auch als Code 3 aus 9 Extended bekannt Auch als Code 2 aus 5 bekannt Auch als Code 2 aus 5 Interleaved bekannt Oft in der Medizin angewandt Ziffern, Großbuchstaben und einige Sonderzeichen Voller ASCII Zeichensatz PZN Die Pharmazentralnummer ist eine Sonderform des Code 39 Leitcode Identcode MSI PostNet Royal Mail Der Leitcode wird von der Deutschen Post AG verwendet. Der Identcode wird von der Deutschen Post AG verwendet. Kann nur Ziffern darstellen Stellt nur Ziffern dar - Prüfsumme wird automatisch erstellt 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. 2-D Barcodes bestehen aus unterschiedlich geformten Flächen und enthalten mehr Informationen auf kleinerem Raum (mobile Datenbanken). eindimensionale Barcodes 2-D Barcodes In einem linearen Barcode können nicht mehr als ca. 30 Zeichen sinnvoll dargestellt werden. In einem 2D Code können auf 10 cm 2 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
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. 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. Prüfziffer 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- Code mit Untergruppen Keßler Real Estate Solutions GmbH
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. In diesem Zeichensatz sind alle alphanumerischen Zeichen inkl. Gross- und Kleinschreibung sowie Sonderzeichen enthalten. 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. Normalerweise wird der sogenannte "Auto" Mode verwendet, der automatisch die jeweils optimale Auflösung aussucht. 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). 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. Code 128A Code 128B Code 128C "Auto" Mode Prüfziffer 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. 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! Prüfziffer 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. 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. 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. Prüfziffer Append Mode 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 BARCODEARTEN 4.3 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. 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. Platzbedarf geringer 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. 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. Familien 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
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. 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. Hohe 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
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