Barcodes
Barcode

Als Strichcode, Balkencode oder Barcode (engl. bar für Balken) wird eine optoelektronisch lesbare Schrift bezeichnet, die aus verschieden breiten, parallelen Strichen und Lücken besteht. Der Begriff Code steht hierbei nicht für Verschlüsselung, sondern für Abbildung von Daten in binären Symbolen. Die Daten in einem Strichcode werden mit optischen Lesegeräten, wie z. B. Barcodelesegeräten (Scanner) oder Kameras, maschinell eingelesen und elektronisch weiterverarbeitet.

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Die verschiedenen Typen von Barcodes wurden zu verschiedenen Zeiten und Zwecken entwickelt, unterschiedlich nach Benutzergruppen und vor allem auch nach den jeweiligen Herstellungsmöglichkeiten. Je nach Anwendung werden die Strichcodes mit konventionellen Druckverfahren (wie Offset, Flexo- oder Tiefdruck) oder nach Bedarf (unter anderem Laser-, Thermodirekt-, Thermotransfer-, Tintenstrahldruck) hergestellt. Nadel-Matrixdrucker sind aufgrund ihres Druckbildes eher schlecht geeignet, weil ihre Ausdrucke die erforderlichen Standards zum Lesen oft nicht einhalten können. Zuerst wurden Barcodes verwendet, in denen der Code nur in einer Achse aufgetragen ist, also eindimensional (1-D-Codes) ist. Seit Ende der 1980er Jahre werden auch zweidimensionale Codes (2-D-Codes) verwendet, in denen der Code in zwei Achsen aufgetragen wird. Diese Codes können aus gestapelten 1-D-Codes bestehen (stacked), in Zeilen angeordnet sein oder als echter Flächencode (regelmäßige Matrix oder Matrix mit versetzten Zeilen aus Punktmustern) hergestellt werden. Bei 3-D-Codes stellt beispielsweise der Farbton, die Farbsättigung oder die Farbhelligkeit die dritte Dimension. dar.[1] Forscher der Bauhaus-Universität Weimar haben 2007 4-D-Codes entwickelt, bei denen die vierte Dimension die Zeit ist, d. h. die Codes sind animiert.[2]

Ungeachtet der Form der einzelnen Bitmuster wird die Gruppe der deterministischen ortsauflösenden Codes weiter als Strichcodes oder Barcodes bezeichnet. Es gibt auch pseudo-stochastische (scheinbar zufällige) und unregelmäßige Strichcodes, wie beispielsweise die Fingerlinien, und ebenso pseudo-stochastische Punktcodes, die kaum zu kopieren sind und schließlich auch rein zufällige Codes, die jedoch prinzipiell nicht kopierbar sind.

Oft steht in der Klartextzeile direkt unter dem Barcode der Dateninhalt zusätzlich in für Menschen lesbarer Schrift. So kann der Anwender bei etwaigen Leseproblemen die Information manuell auswerten.

Es gibt sowohl 1-D-Strichcodearten mit 2 Strichbreiten als auch solche mit mehr Strichbreiten. Der Barcode sollte eine gewisse Mindesthöhe haben, die in einigen Fällen genormt ist (siehe unten). Außerdem ist auch das Breitenverhältnis zwischen schmalen und breiten Balken genormt und liegt nach Norm zwischen 1 : 1,8 bis 1 : 3,4 (normalerweise soll nur 1 : 2,0 bis 1 : 3,0 verwendet werden. Der größere Bereich sind erlaubte Toleranzen). Mehrstrichbreitencodes haben üblicherweise Balkenbreiten, die sich um je ein Modul erhöhen. Auch muss vor und nach dem Code ein Feld frei bleiben − die so genannte Ruhezone − um den Code einwandfrei dekodieren zu können. Die Balken werden oft mit dem englischen Wort bars, die Lücken mit space bezeichnet. Als erstes und als letztes Zeichen stehen meistens ein Start- oder Stoppzeichen, anhand dessen der Leser einerseits die Barcodeart und andererseits auch die Leserichtung feststellen kann. Es gibt aber beispielsweise den Pharma-Code oder Laetus-Code ohne Start- und Stoppzeichen. Bei wieder anderen Codes, wie z. B. dem EAN-Code, sind Start- und Stoppzeichen gleich, die Leserichtung ergibt sich aus der Eindeutigkeit der Codewörter bezüglich vorwärts oder rückwärts lesen.

Spezielle Anwendungen erfordern eine besondere Form eines der Barcodetypen. So kann der Code überquadratisch sein, das heißt, er ist höher als breit. Damit ist es möglich, mit zwei zueinander im rechten Winkel stehenden Scannern den Code in jeder Lage zu lesen. Dies wird zum Beispiel bei den Gepäckanhängern bei Fluggesellschaften verwendet. Eine andere Art ist der T-förmige Code. Dabei werden zwei Codes mit demselben Inhalt T-förmig zueinander aufgedruckt. Hier ist es möglich, mit einem einzigen Scanner in allen Richtungen zu lesen.

Die Druckqualität von linearem Strichcode ist in der Norm ISO/IEC 15416 definiert. Die Druckqualität von 2D-Strichcodes ist in der Norm ISO/IEC 15415 definiert. Datenstrukturen (unter anderem EAN 128 oder Fact) sind in der ISO/IEC 15418 (beziehungsweise in der referenzierten ANS MH10.8.2) festgelegt.

Bekannte Arten der 1-D-Codes

Handelsstrichcodes: EAN (European Article Number), UPC, IAN, JAN

EAN-8-Barcode
EAN-13-Barcode

Der Strichcode ist in der internationalen Norm ISO/IEC 15420 genormt. Der Inhalt ist durch die Anwendergruppenspezifikation (der Handel) in den GS1[3] General Specifications festgelegt:

  • Zeichenvorrat 0–9
  • Feste Längen:
    • EAN-13 hat 13 Stellen, davon eine Prüfziffer
    • EAN-8 hat 8 Stellen, davon eine Prüfziffer
    • UPC-A hat 12 Stellen, davon eine Prüfziffer
    • UPC-B, -C, -D sind zwar normiert, aber ohne praktische Bedeutung
    • UPC-E definiert die Komprimierung von 11 Nutzziffern (wie UPC-A) in einen 8-stelligen Barcode, wenn die Nutzziffern bestimmte Folgen von Nullen enthalten.
    • IAN (International article numbering) Barcode ist identisch mit EAN, der Inhalt mit EAN abgestimmt.
    • JAN (Japanese article numbering) ebenso.
    • Zusatzcodes: Gängig sind zweistellige und fünfstellige Zusatzcodes, die direkt neben dem EAN oder UPC gedruckt werden und beispielsweise für die Kodierung der Ausgabennummer einer Zeitschrift oder der gewogenen Menge bei losen Waren dienen (siehe unten). Auch ein Preis ist hier möglich, jedoch kennen Kassensysteme „ihre“ Artikel und den zugehörigen Preis in der Regel.
  • Zur Darstellung sind je 4 verschiedene Balken- und Lückenbreiten notwendig, die insgesamt 32 Symbole definieren: Für die Ziffern 0–9 gibt es jeweils 3 Symbole (Codierung A, B, C), dazu kommt ein Randsymbol als erstes und letztes Zeichen, und schließlich ein Trennsymbol in der Mitte.
  • Auch für die Kodierung des EAN-13 (13 Ziffern!) genügen 12 Symbole. In der Literatur hat sich eine Zählung der Ziffern von rechts nach links durchgesetzt. Während die Ziffern der Stellen 1−6, darunter die Prüfziffer auf Stelle 1, mit den entsprechenden Symbolen aus dem Satz C gedruckt werden, werden die Ziffern 7−12 aus Symbolen aus A und B codiert, und zwar in einer Abfolge, aus der sich eindeutig die 13. Ziffer ergibt. Das ist die vorderste Ziffer. Meist steht die Nummer im Klartext darunter, und man sieht die 13. Ziffer dann links neben dem Barcode.

Es empfiehlt sich, diese Codearten nur im Zusammenhang mit einer gültigen EA-Nummer einzusetzen, da ansonsten das Risiko von Verwechslungen sehr hoch ist. Norm-konform ist aber auch der Einsatz von EANs auf abgegrenztem Raum (Inhouse-EANs), die mit der Ziffer 2 beginnen und ansonsten frei nach Bedarf des Anwenders mit Ziffern gefüllt werden. Wegen möglicher Überschneidungen empfehlen sich solche Barcodes nicht, wenn mehrere Geschäftspartner beteiligt sind, etwa im Großhandel.

Unterarten:

  • ITF-Code:
    • Der ITF-Code (Interleaved Two of Five) ist wie die Europäische Artikelnummer aufgebaut, jedoch ist zusätzlich ein einstelliges ITF-Präfix vorangestellt, durch das verschiedene Mengeneinheiten oder Abpackungen eines Materials unterschieden werden.
  • ISBN und ISSN werden im EAN-13-Code kodiert:
    • Bei den 10-stelligen ISBNs wird die letzte Ziffer (die Prüfziffer des numerischen ISBN-Codes) entfernt, eine 978 vorangestellt und die Prüfziffer des Barcodes angehängt, so dass der 13-stellige EAN-Code entsteht. Die neuen 13-stelligen ISBNs hingegen sind in allen Ziffern von vornherein identisch mit der EAN und die zusätzlich eröffnete Bookland-Nummerngasse 979 erlaubt perspektivisch eine Verdoppelung der Größe des ISBN-Nummernraums.
    • Bei ISSNs (für Zeitschriften) wird ähnlich wie bei der ISBN verfahren: es wird die 977 vorangestellt, darauf folgen die sieben Ziffern der ISSN (also ohne die Prüfziffer). Die Ziffern 11 und 12 können für Spezial- oder Doppelausgaben verwendet werden. Bei Nicht-Verwendung sind diese Reserve-Ziffern jeweils „0“. Die dreizehnte Stelle ist die Prüfziffer gemäß der EAN-Richtlinien.
    • Add-On-Codes können den EAN-13-Code für ISBN und ISSN ergänzen. Die Add-On Codes sind vom EAN-13 durch eine Ruhezone abgesetzt und enthalten entweder zwei Ziffern (für Heftnummer, Ausgabe) oder 5 Ziffern (Preis ohne Komma, keine Währungsangabe), ohne dass eine weitere Prüfziffer angehängt wird

2/5 Familie

Interleaved 2 of 5: „74380707240152655700“

Zeichenvorrat 0–9

  • 2/5i, ist aber nur mit gerader Ziffernanzahl verwendbar. Er sollte immer mit Prüfziffer verwendet werden. Er hat eine hohe Informationsdichte, das heißt, auf kleinem Raum können viele Ziffern untergebracht werden. Die Konstruktion des Codes verzahnt Balken und Lücken so, dass die Balken ein Zeichen ergeben sowie die dazwischen liegenden Lücken ein weiteres Zeichen ergeben. Das erzwingt die geradzahlige Ziffernanzahl und liefert die hohe Informationsdichte.

Der 2/5 Interleaved ist in der Norm ISO/IEC 16390 spezifiziert. Oftmals findet man auch die Bezeichnung ITF für Interleaved 2 of 5 − Interleaved Two of Five. In der Regel wird die Bezeichnung ITF-14 in einem etwas anderen Kontext verwendet. Hier handelt es sich nach wie vor um einen gewöhnlichen 2/5i Code. Die Besonderheit ist die einschränkende Spezifikation durch die GS1 General Specifications. Der Code ITF-14 hat damit nur noch fest 14 Stellen, er muss eine Prüfziffer beinhalten, der erlaubte Größenbereich ist für die automatisierte Erfassung optimiert und die Ratio sollte 1:2,5 betragen. In der Praxis kann es passieren, dass der Code nur zu einem Teil gelesen wird, weil ein Teil des Codes verdeckt, nicht sichtbar oder verzerrt ist. Diese Problematik kann eine eingestellte Prüfziffer nur abschwächen. Darum sollte man den Interleaved Code nur mit einer definierten Stellenlänge verwenden.

Nur noch selten verwendete Unterarten:

  • Industrial / Discrete
  • Matrix
  • 3 Striche Datalogic
  • invertiert
  • IATA

Die Unterarten sind nicht normiert sondern durch firmenspezifische Spezifikationen definiert.

Code39

Code 39: „WIKIPEDIA 39“

Der Code39 ist ein älterer alphanumerischer Code. Er ist weit verbreitet in der Industrie. Beispielsweise in der Automobil- (bei den VDA-Versandetiketten) oder in der Pharmaindustrie (PZN-Code oder Code-32) (bei der Pharmazentralnummer) wird er häufig eingesetzt, da er wegen seiner großen Drucktoleranzen einfach herzustellen ist. Bei dieser Codeart entspricht ein Zeichen Klarschrift einem Zeichen Barcode. Start- und Stoppzeichen werden jeweils durch ein * dargestellt.

Der Code39 ist in der ISO/IEC 16388 spezifiziert.

Unterarten sind:

  • Standard Code39 (Zeichen A−Z, Ziffern 0−9, sowie die Sonderzeichen $%/+.-)
  • erweiterter Code39 (Zeichen A−Z, a−z, 0−9, sowie einige Sonderzeichen). Es ist der komplette ASCII-Zeichensatz möglich, in diesem Fall hat er aber eine geringe Informationsdichte, da er jeweils zwei Zeichen für ein Klarschriftzeichen benötigt.
  • Code 32 (Zeichen A−Z, Ziffern 0−9) (italienischer Pharmacode − Artikelnummer für Pharmaprodukte)

Code 93

Zeichenvorrat A−Z, 0−9, einige Sonderzeichen

  • Der Code 93 ist als Weiterentwicklung aus dem Code39 entstanden. Der Codeaufbau ähnelt allerdings mehr dem Code128.

Zeichenvorrat ASCII Zeichensatz Der Code 93 erreicht bei alphanumerischer Codierung die höchste Zeichendichte bei linearen Strichcodes.

Norm: ANSI/AIM BC5 1995

Diese Codeart hat in Europa so gut wie keine Bedeutung.

Code128

Code 128-B: „Wikipedia 128-B“

Der Code128 ist ein verschachtelter Code, in dem Striche und Lücken signifikante Information tragen. Dazu werden sowohl die Strichbreiten wie die Breite der Lücken variiert.

Der Code128 löst heute langsam den Code39 ab, da die Informationsmöglichkeiten in diesem Code wesentlich größer sind. Es können bei einer gleichzeitig hohen Informationsdichte alle Zeichen zwischen ASCII 0 bis ASCII 127 dargestellt werden. Es werden dabei gleiche Symbole für mehrere Zeichen gleichzeitig verwendet, diese werden aber durch Umschaltzeichen am Anfang des Codes oder vor einem Block dargestellt (Zeichensatz A, B und C).

Der EAN128 ist eigentlich kein Barcode, sondern eine Datenstruktur für die Logistik, die als Transportmedium (physical layer) den Code128 definiert. Das Protokoll ist auch EDI-fähig mittels EANcom. Das Sonderzeichen FNC1 nach dem Startzeichen definiert eindeutig den EAN128. Durch die Umbenennung der EAN-Organisationen in GS1 (Global Standards 1) wird der EAN128 jetzt auch als GS1 128 bezeichnet. Inzwischen wird die EAN128-Datenstruktur auch mit anderen Codearten verwendet (RSS, DataMatrix).

Norm Code128: ISO/IEC 15417 EAN128-Datenstruktur und Größenrestriktionen sind in den GS1 General Specifications definiert.

Norm: ISO/IEC 15417

2D-Code

2D-Codes

Alle 2D-Codes kodieren Informationen auch senkrecht zur Hauptausrichtung. Dabei sind echte Array-Codes (QR Code, DataMatrix, Aztec Code) von gestapelten Codes (PDF417, Codablock) zu unterscheiden. Gestapelte Codes enthalten die kodierten Daten in auf mehrere Zeilen verteilte Strichcodes. In Arrays werden die Daten innerhalb einer Matrix aus Blöcken gleichmäßig kodiert. Beim Postcode RM4SCC handelt es sich um keinen echten 2D-Code, allerdings wird hier zusätzliche Information über die Strichlänge kodiert.

Gestapelte Codes

Codablock

Codablock wurde von Heinrich Oehlmann als gestapelte Variante zu den Standard-Strichcodes Code39 und Code128 zwischen 1990 und 1994 in Deutschland entwickelt. Codablock lässt sich am anschaulichsten mit einem Zeilenumbruch eines Texteditors vergleichen. Sobald eine Zeile voll ist, wird die nächste umgebrochen, wobei jeder Zeile die Zeilennummer und dem fertigen Block die Anzahl der Zeilen eingefügt wird. Am Ende folgt eine Prüfsumme.

PDF417

„Wikipedia“ als PDF417-Code

PDF417 steht für „Portable Data File“. Im Unterschied zu anderen gestapelten Barcodes wie z. B. Codablock, Code 16k oder Code49 erfordert er keine vollständige Zeilenkongruenz. Maximal 2000 Zeichen können in einem PDF417 gespeichert werden. Der PDF417 ist kein echter Matrix-Code wie der DataMatrix-Code. Es gibt einstellbare Fehlerkorrekturstufen (0−9). In Bezug auf Dateninhalt im Verhältnis zur Größe schneidet der PDF417 im Vergleich zu DataMatrix sehr schlecht ab. Sinnvoll (wenn auch nicht besonders effizient) ist der Einsatz im Zusammenhang mit Laserscannern, die keine Matrixsymbologien erfassen können. Sobald Kamerasysteme als Scanner verwendet werden, sind echte Matrix-Codes das Mittel der Wahl. Der PDF417 wurde ursprünglich von der Firma Symbol Technologies entwickelt. Inzwischen ist der PDF417 auch in einer ISO/IEC Norm spezifiziert.

Matrix-Codes

Echte Matrix-Codes konnten bisher nur mit CCD-Kamerascannern gelesen werden. Die Ausrichtung im CCD-Bild spielt praktisch keine Rolle, so dass die Lesung omnidirektional möglich ist. Inzwischen haben jedoch einige Scannerhersteller Laserscanner entwickelt, die eine automatische x/y-Abtastung vornehmen und aus den gewonnenen Daten ein Bild erzeugen. Damit lassen sich Matrix-Codes auch mit Laserscannern erfassen. Diese haben etwas günstigere optische Eigenschaften als Kameras und können deshalb vorteilhaft in der Anwendung sein.

QR-Code

das Wort „QR Code

QR Code steht für Quick Response Code, ein in Japan sehr verbreiteter zweidimensionaler Code, welchen die meisten der heute verfügbaren Mobiltelefone mit eingebauter Kamera entziffern können, sofern diese über eine entsprechende Software zur Dekodierung verfügen. Der QR-Code wurde 1994 von Denso (Japan) entwickelt. Er ist quadratisch und anhand seiner Suchhilfen, ineinander geschachtelten hellen und dunklen Quadrate in drei Ecken, leicht zu erkennen. Die Symbolelemente sind Quadrate, von denen sich mindestens 21×21 und maximal 177×177 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 je Code bis zu 7089 Ziffern, 4296 alphanumerische Zeichen oder 1817 japanische Schriftzeichen (Kanji/Katakana) codiert werden. Größere Inhalte können auf bis zu 16 einzelne Codes aufgeteilt werden.

Literatur: u. a. Hansen/Lenk (1990): Codiertechnik

DataMatrix

STAMPIT-2-D-Code

Beim DataMatrix verdoppelt die Reed-Solomon-Fehlerkorrektur die Daten, wodurch ca. 25 % des Codes zerstört werden können ohne die Dekodierung zu gefährden. Der Code ist in der internationalen Norm ISO/IEC 16022 definiert.

Diese 2-D-Codeart gewinnt zurzeit stark an Bedeutung. Beispiele sind die elektronische Briefmarke (STAMPIT), der 2-D-Pharmacode, Teilekennzeichnungen in Luft- und Raumfahrtindustrie und in der Medizintechnik.

Von EAN International ist diese Codeart kürzlich für EAN-Anwendungen zugelassen worden.

MaxiCode

MaxiCode-Beispiel. Mit dem Inhalt „This test data is for WikiPedia: 0123456789 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz“

Der MaxiCode wurde 1989 bei UPS zur schnellen Identifizierung, Verfolgung und Sortierung von Paketen entwickelt. Er enthält die UPS-Kontrollnummer, das Gewicht, die Serviceart der Sendung und die Adressangaben. Die konzentrischen Kreise in der Mitte (sog. Bull's Eye) sollen Scannern helfen, den Barcode zu finden. Die einzelnen Punkte haben im Gegensatz zu anderen 2D-Codes eine hexagonale Form.

Aztec Code

Aztec Code auf einem Online-Ticket der DB.

Der Aztec Code [4] ist eine eigenständige 2-D-Codeart. Er ist in der Norm ISO/IEC 24778 festgeschrieben. In der unten aufgeführten Literatur Band 2 ist der Aztec Code ebenfalls beschrieben. Die Deutsche Bahn, die Österreichischen Bundesbahnen und die Schweizerischen Bundesbahnen verwenden einen 2-D-Barcode (Aztec) auf ihren Online-Tickets bzw. Mobile-Tickets (MMS) der DB. Des Weiteren verwendet auch die US-Regierung diesen Code zum Speichern der biometrischen Daten bei der Ein- und Ausreise (US-VISIT Programm).

Dotcode/Punktcode

Dotcodes sind zweidimensionale optische Codierungen mit hoher Informationsdichte und guter Lesesicherheit. Das Hauptanwendungsgebiet ist die Kennzeichnung von verschiedensten Materialien mit spezifischen Drucktechniken, insbesondere Präge- und Gravurtechniken. Ferner kann der Code sogar mit Bohrtechniken erstellt werden. Anwendungen: z. B. bei der Markierung von Achsen auf der Stirnseite. Der Dotcode ist ein proprietäres Codierverfahren und ist nicht genormt (DIN oder ISO/IEC). Der Code selbst ist ohne Fehlererkennung (Prüfzeichen) und ohne Fehlerkorrektur (Reed-Solomon o. Ä.). Der Code ist nicht identisch mit dem offenen Data Matrix Code nach ISO/IEC 16022 und DIN V 66401.

Beispiele für echte Dot Codes sind der Dot Code A oder der Snowflake Code. Der DataMatrix Code gemäß ISO/IEC 16022 ist kein Dot Code. Es gibt aber Anwendungen und Beschriftungsverfahren, die in sogenannten DPM (Direct Part Marking) Verfahren (z. B. Dot Peening) auch mit DataMatrix Codes arbeiten. Die einzelnen Module dieser Dot-Codes, basierend auf Datamatrix, sind nicht mehr quadratisch und zusammenhängend sondern rund und separiert. In industriellen Anwendungen zur Teilekennzeichnung ist dies inzwischen eine häufige Anwendung, die die echten Dot-Codes verdrängt oder gar nicht erst zum Zuge kommen lässt.

Eigenschaften: Kompakter Code. Flexibilität in der Anpassung von Informationen auf einer gegebenen Fläche. Er ist omnidirektional lesbar.

Spezielle Codes

Es steht jedem Anbieter frei, seinen eigenen Code zu definieren. So ist die Vielfalt bereits definierter proprietärer geometrischer Codes groß. Die Kennzeichnung ist in der Regel problemlos nach allen denkbaren Verfahren möglich. Die Güte eines Codeverfahrens zeigt sich in der Verfügbarkeit geeigneter Lesegeräte, der Interoperabilität der Verwendung und der Robustheit des Codes gegen Verschmutzung sowie mit zunehmender Bedeutung, der Sicherheit gegen Verfälschung.

Composite-Codes

Composite-Codes, auch Doppelcode-Symbole genannt, setzen sich zusammen aus einem linearen Barcode (1D) und einem 2D-Code, der sich direkt darüber befindet.

Verdeckte Codes

Ein offener geometrischer Code ist ein gutes Mittel zur Unterscheidung. Er offenbart sich damit jedoch ebenso als Vorlage für eine unerwünschte Kopie oder für eine Verfälschung. Daher empfiehlt es sich, einen Code so herzustellen und so zu verdecken, dass er ohne besondere Kenntnis nicht gefunden und ohne besondere Hilfsmittel nicht erkannt wird und so, dass er nicht vom gekennzeichneten Objekt entfernt werden kann. Damit wird ein einfacher Schutz erreicht. Einen absoluten Schutz vor Verfälschung und eine absolute Sicherheit gegen Falsifikate bietet kein geometrischer Code.

Stochastische Codes

Ein offen sichtbarer Code kann mit gleichem Verfahren immer kopiert werden. Häufig sind die verwendeten Kopierverfahren jedoch anders oder schlecht qualifiziert und die Kopie daher gut erkennbar. Während ein geometrischer Code vor Verfälschung grundsätzlich nicht zu schützen ist und ein deterministischer Code vor dem Kopieren kaum zu schützen ist, kann ein stochastischer Code bei geeigneter Auswahl des Kennzeichnungsverfahrens immerhin eine hervorragende Sicherheit gegen Duplikate bieten. Der zufällig erzeugte Code kann nicht kopiert werden, ohne dass die Kopie als solche erkannt werden kann. Die Herausforderung für das Verfahren ist jedoch, den originalen Code überhaupt wieder zu erkennen. Ein gutes Beispiel ist der Fingerabdruck: Er kann ohne den originalen Finger nicht kopiert werden, aber es macht einige Mühe, den Träger des Fingers wieder zu erkennen. Ist der Finger zuvor nicht registriert worden, gelingt der notwendige Vergleich überhaupt nicht.

RM4SCC

4-State-Beispiel

Der Royal Mail 4 State Customer Code RM4SCC ist ein alphanumerischer Code (nur Großbuchstaben) aus Großbritannien, wird aber inzwischen auch in anderen Ländern (Schweiz, Österreich, Dänemark, Australien) verwendet. Die Universal Postal Union hat auch entsprechende Spezifikationen herausgegeben.

Der Code ist insbesondere für sehr hohe Geschwindigkeiten beim Direktdruck geeignet, da er Verzerrungen weitestgehend toleriert.

Strichcodelesegerät

Barcodeleser gehören prinzipiell zu den Datenerfassungsgeräten. Es gibt verschiedenste Arten von Lesern:

  • Lesestift: Es wird der Lesestift von Hand über den Barcode bewegt. Ein Dekoder empfängt das Hell/Dunkel-Signal und entziffert so den Barcode.
  • CCD-Scanner: Der Barcode wird mit LEDs beleuchtet. Der Barcode reflektiert je nach Helligkeit oder Dunkelheit auf eine CCD- oder Fotodiodenzeile.
  • Laser-Scanner: Ein oder mehrere Laserstrahlen werden auf den Barcode gerichtet und werden abhängig von der Farbe verschieden reflektiert und dekodiert.

Hauptartikel: Barcodelesegerät

ISO/IEC 15416

Strichcodeprüfgerät

Ein spezielles Messgerät zur Kontrolle der Druckqualität (Kontrast, Metrik, Systematische Eigenschaften und manchmal Datenstrukturen). Strichcodeprüfgeräte sollen die Toleranzen einhalten, die in der ISO/IEC 15426-1 (linear) beziehungsweise der ISO/IEC 15426-2 (2D) festgelegt sind.

Der wesentliche Unterschied zum Lesegerät ist, dass für eine Qualitätskontrolle das Prüfgerät unter definierten Bedingungen arbeiten muss. Das heißt, es wird ein gleich bleibender Winkel, Abstand und Unterlage benötigt. Eine praktische Lesepistole scheidet als Prüfmittel prinzipbedingt aus. Die Kontrolle der Druckqualität von Strichcodes ist für die effiziente Funktion eines auf Strichcodes basierten Systems unerlässlich.

In der Praxis wird dieser Aspekt sehr oft vernachlässigt, was dazu führt, dass die gewünschte Effizienzsteigerung und Fehlerminimierung nicht erreicht wird. Probleme treten oft erst einige Zeit nach der Inbetriebnahme eines solchen Systems auf, da mit schlechter werdenden Wartungszustand der Strichcodedrucker die Strichcodequalität schleichend schlechter wird und damit die Effizienz zunächst unmerklich abnimmt.

Die Prüfkriterien sind in der Norm ISO/IEC 15416 (lineare Strichcodes) festgelegt. 2-D- Matrix-Codes und gestapelte Codes werden gemäß der Norm ISO/IEC 15415 geprüft. Beide Normen legen eine Qualitätseinstufung wie folgt fest:

Grad 4 − sehr gut
Grad 3 − gut
Grad 2 − befriedigend
Grad 1 − ausreichend
Grad 0 − durchgefallen

Herstellung von Strichcodes

  • mit allen üblichen Druckverfahren für größere Mengen von Etiketten, Verpackungen etc.
  • In den meisten Fällen werden spezielle Etikettendrucker verwendet. Diese können Thermodrucker oder Thermotransferdrucker sein.
  • mit Barcodefonts, die als eigene Schrift auf dem jeweiligen PC gespeichert sind. Die Anwendung hat fast immer Probleme in der Druckqualität zur Folge, da die Schriftart die Druckerauflösung nicht berücksichtigt. Das ist bei Barcodes aber notwendig, um die Verhältnisse von Balken und Lücken einzuhalten. Bei hoch auflösenden Laserdruckern bzw. genügend großen Barcodes verliert dieser Effekt an Bedeutung.

Zu beachten ist auch, dass es je nach Symbolik nicht ausreicht, einfach die zu codierenden Zeichen unter Verwendung des gewünschten Fonts zu drucken. Vielmehr ist gegebenenfalls eine Berechnung von Prüfziffern (z. B. EAN 13), der Andruck von Start- und Stoppsymbolen (z. B. EAN-Familie) sowie die Kombination jeweils zweier Ziffern zu einem Symbol (z. B. Interleaved 2/5) zu berücksichtigen.

  • Mit Laserdruckern, in die die Schrift vorher hineingeladen wird, oder die ein Barcodemodul eingebaut haben, kann man wie mit einem Barcodefont Probleme bekommen. Wenn ein Barcodegenerator im Drucker eingebaut ist, sollte es keine Probleme geben.
  • mit Tintenstrahldruckern auch in Industrieanwendungen. Die Barcodes hängen vom Trägermaterial ab (z. B. Wellpappe). Das kann zu massiven Problemen führen.
  • Barcodes in der Druckvorstufe (üblich Druckverfahren wie z. B. Flexodruck, Tiefdruck, Offsetdruck) sollten immer nur mit dafür geeigneten speziellen Programmen erzeugt werden. Diese Programme erlauben die Vorgabe einer Balkenbreitenkorrektur (engl. Bar Width Correction, Abk. BWC) bzw. Balkenbreitenreduktion (engl. Bar Width Reduction, Abk. BWR), um den immer vorhandenen Druckzuwachs auszugleichen. Die Auflösung bestimmt dabei die Skalierungsschritte des Barcodes. Das Ergebnis muss die Anforderungen der Norm ISO/IEC 15421 einhalten.
  • Für Etikettendrucker (meistens Thermotransfer, Thermodirekt) empfiehlt sich der Einsatz von Etikettendesignprogrammen. Diese Programme müssen die druckerinternen Barcodegeneratoren verwenden können. Da Laserdrucker normalerweise keine Barcodegeneratoren eingebaut haben, eignen sich nur sehr wenige Etikettendesignprogramme für den Einsatz mit Laserdruckern (die auftretende Punktüberlappung wird nicht berücksichtigt).
  • Letztlich können Barcodes auch geätzt, gefräst, gestanzt, genadelt, gelasert oder auf jede andere beliebige Art erzeugt werden, sofern nur eine den Barcode-Spezifikationen gemäße Veränderung der Oberfläche vorhanden ist, die durch ein optisches System (Laser/CCD) erkannt werden kann. Dabei wird z. B. bei streifendem Licht der Schattenwurf des Höhenversatzes durch die Bearbeitung im Scanner ausgewertet.

Datenstrukturen

Eine Datenstruktur ist im einfachsten Fall nur die Kenntnis über die Bedeutung der Zeichenfolge, die in einem Strichcode kodiert wurde. Datenstrukturen sind sehr wichtig, wenn Strichcodes in großen, firmenübergreifenden logistischen System eingesetzt werden. Jeder Einführung einer Strichcodeanwendung sollte die Überlegung über die einzusetzenden Datenstrukturen vorausgehen. Es gibt allgemein verfügbare Datenstrukturen, die in der ISO/IEC 15418 normiert sind.

Geschichtliches

  • 1949 Erste Versuche mit der Barcode-Technologie von Joseph Norman Woodland und Bernard Silver.
  • 1973 Einführung des UPC in Nordamerika.
  • 1976 Einführung des EAN-Code in Europa.

In der Schweiz gab es um 1968 Versuche, Artikel elektronisch zu lesen. Beteiligt war die Supermarktkette Migros und die Firma Zellweger. Da das Verfahren noch nicht ausgereift war, wurden keine weiteren Versuche unternommen.

Durchgesetzt hat sich der Strichcode unter anderem durch den Druck, den die amerikanische Supermarktkette Wal-Mart in den 1970er Jahren auf die Produzenten ausgeübt hat.

In einer Filiale der amerikanischen Supermarktkette Marsh wurde am 26. Juni 1974 in Troy, Ohio das erste mit einem Strichcode markierte Produkt, eine 10er Packung Juicy Fruit des Herstellers Wrigley, von einer Scannerkasse der Firma Datalogic (ehemals PSC / Spectra Physics) erfasst und verkauft.

Der Wuppertaler Gewürzhändler Wichartz ließ als erstes deutsches Unternehmen am 1. Juli 1977 ein Produkt mit einem Strichcode bedrucken.

In Österreich war es die Supermarktkette BILLA, die als erste 1979 zwei Filialen in Wien mit Scannern ausrüstete und den EAN-Code, der auch unter den Lieferanten nicht sehr verbreitet war, zu benutzen versuchte.

Anekdotisches

In Japan wird mit „bākōdo na kamigata“ (バーコードな髪型) jene „barcodemäßige Frisur“ für glatzköpfige Männer beschrieben, die entsteht, wenn die seitlichen Haare so über den Kopf gekämmt werden, dass sie die haarlose Fläche bedecken.[5]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. http://www.gs1-germany.de/content/e39/e56/e552/e295/datei/32003/c303_20.pdf
  2. http://www.uni-weimar.de/cms/mitteilung.455.0.html?mitteilungid=32973
  3. Website von GS1, der Organisation, die die herstellerspezifischen Barcode-Basisnummern weltweit vergibt
  4. Weitere Infos zum Aztec Code sind unter folgendem Weblink zu finden
  5. siehe „Sonstiges“ im Artikel zum Barcode in der japanischen Wikipedia und en:Comb over

Literatur

  • Oliver Rosenbaum: Das Barcode-Lexikon ISBN 3-89360-948-2
  • Bernhard Lenk: Handbuch der automatischen Identifikation Band 1 Identifikation allgemein, Strichcodes ISBN 3-935551-00-2
  • Bernhard Lenk: Handbuch der automatischen Identifikation Band 2: 2D Codes ISBN 3-935551-01-0
  • Bernhard Lenk: Handbuch der automatischen Identifikation Band 3: Strichcode-Praxis, Implementierung ISBN 3-935551-02-9

Weblinks


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