Barcodes

1..Inhaltsverzeichnis

2..Einleitung

3..Terminologie

4..Der Strichcode (Barcode)

5..Der Kontrast

6..Selbstüberprüfung

7..Strichcode - Spezifikationen

Strichcodes bzw. Barcodes findet man heutzutage schon in jedem Supermarkt und in vielen Betrieben. Hier stellt sich nun die Frage, warum verwendet man gerade den Strichcode und was für eine Funktion hat er? Diese Frage soll durch diese Ausarbeitung beantwortet werden.

Ein großes Problem in der Industrie ist durch die ständig steigende Zahl der Güter gut funktionierende Lager- und Fördertechnik. Auch durch das Eindringen des Computers in die Materialflussverfolgung ist es heute unumgänglich, das einzelne Gut direkt anzusprechen. Hier kommt nun der Strichcode ins Spiel.

Durch den technischen Fortschritt in der Opto-Elektronik ist es heute möglich, die direkt auf dem Fördergut angebrachten Daten automatisch zu lesen und dem Computer zur Verfügung zu stellen. Diese Daten können als Strichcode auf Verpackungen, Lieferscheinen, Lagerkarteikarten, Etiketten gedruckt werden.

Die Daten können nun entweder mit einem Lesestift oder auch einem Handlesegerät, aber auch mit Laser-Scannern und CCD-Kameras zur Verfügung gestellt werden. Durch dieses automatische Ablesen kann man ganze automatische Lager- und Transportsysteme erstellen.

Es gibt 3 Hauptmöglichkeiten, wie man die Daten auf den Verpackungen codieren kann:

Das OCR - System:

OCR steht für Optical Character Recogintion und beruht auf der Lesung der uns geläufigen lateinischen Schriftzeichen. Der Vorteil dieses Systems liegt darin, das die Daten nicht verschlüsselt sein müssen, sondern im Klartext erhalten bleiben. Der Nachteil dieses Systems ist die doch noch etwas hohen Fehlerquoten, sowie teure Lese- und Druckgeräte.

Das Magnet - System:

Ähnlich aufwendig wie das OCR - System. Bei hohen Stückzahlen ist die Wirtschaftlichkeit schnell überschritten.

Das Strichcode - System

Der Strichcode ist relativ leicht zu erstellen und mit vergleichsweise einfachen Geräten zu lesen und zu dekodieren. Der Code kann auf alle Waren direkt oder auch nachträglich als Etikett angebracht werden.

Es gibt im Zusammenhang mit Strichcodes sehr viele übliche Ausdrücke, wobei nicht alle der Verwirrung dienen, sondern auch einige dem Verständnis. Die wichtigsten Ausdrücke sind hier erklärt:

Strich - Das dunkle Element eines Strichcodes

Lücke - Das helle Element zwischen 2 Strichen eines Strichcodes

Start- / Stoppzeichen - Jeder Strichcode beginnt mit einem Startzeichen und endet mit einem Stoppzeichen. Damit ist im Normalfall die Lesbarkeit in 2 Richtungen ausgeschlossen und eine Erkennung der Strichcodeart möglich.

Selbstüberprüfender Strichcode - Ein Strichcode, der eine Überprüfung jedes Zeichens zulässt, entsprechend eines vorgegebenen Algorithmus. Damit kann EINE Veränderung eines Zeichens erkannt werden. ZWEI Veränderungen kann man dann nur mehr durch den Einsatz einer Prüfziffer nahezu beheben.

Diskreter Code - Strichcode, bei dem jedes Zeichen mit einem Strich beginnt und mit einem Strich endet. Die Trennlücke zählt dabei nicht zum Strichcode.

Fortlaufender Code - Strichcode, bei dem die Lücke Bestandteil des Strichcodes ist.

Nichtlesung - Der Dekoder war nicht in der Lage, die gelesene Information zu dekodieren

Falschlesung - Die dekodierte Information ist ungleich dem Inhalt des Strichcodes

Leserate - Die Anzahl der korrekten Lesungen bei mehreren Leseversuchen geteilt durch die Anzahl der Leseversuche

Substitutionsfehler - Ein Zeichen wird durch ein anderes gültiges Zeichen ersetzt. Dieser Substitutionsfehler kann nur durch den Einsatz einer Prüfziffer nahezu ausgeschlossen werden.

Im Lebensmittelbereich hat sich der EAN - Code mittlerweile weltweit durchgesetzt und auch aus dem medizinisch technischen Bereich ist der Codebar nicht mehr wegzudenken. Der Code 2/5 interleaved, der Code 128 und der Code 39 werden heute in allen Industriebereichen verwendet.

Die meisten Codes basieren auf einem Binärprinzip mit einer bestimmten Anzahl von schmalen und breiten Strichen bzw. Lücken. Diese Sequenz ergibt dann eine numerische oder sogar alphanumerische Aussage. Die Ablesung geschieht optisch. Durch die unterschiedliche Reflexion der schwarzen Striche und der weißen Lücken entsteht im optischen Empfängergerät ein Impulszug, der dieser Sequenz aus Lücken und Strichen entspricht. Die elektronische Auswertung interpretiert dann diesen Impulszug als Daten.

Die Codegröße wird von einigen Faktoren bestimmt. Dazu zählt die Art der darzustellenden Zeichen, der vorhandene Platz, die Möglichkeiten des Drucks, usw. All diese Faktoren ließen im Laufe der Zeit eine Vielzahl von Strichcodes entstehen.

Diese Vielzahl an Codes entstand deshalb, weil die meisten Codes nicht alle Anforderungen erfüllen konnten, das heißt, jeder Code zu einem eigenen Anwendungsgebiet zählt und seine Vor- und Nachteile hat. Zu diesen Anforderung zählen:

große Druck - Toleranz

große Dekodier - Toleranz

sehr enger Code, der mit einem Fotosatz gedruckt wird (High Density Code)

gleiche Breite aller Zeichen

gleiche Anzahl von Strichen für alle Zeichen

Selbstüberprüfung

Man kann grundsätzlich sagen, je besser die Druckqualität und je größer der Kontrast ist, desto sicherer wird der Strichcode erkannt. Die am häufigsten verwendeten Strichcodes sind:

2 / 5 interleaved

2 / 5 5 Striche industrial

EAN 13

Codabar

Code 128

Code 39

Damit eine Strichcodierung überhaupt erfasst werden kann, ist ein Mindestkontrast zwischen den Strichen erforderlich. Der Kontrast ist eine dimensionslose Größe und nach DIN 66 236 durch die Gleichung für die Druckkontrastzahl PCX (print contrast signal) definiert.

Um eine sichere Lesung zu gewährleisten, sollte der PCX> 70% sein. Beträgt z.B. die Reflexion des Hintergrundes 65%, so muss die Reflexion der Striche 19% sein, um eine minimale Druckkontrastzahl PCS von 70 % zu erreichen.

Als allgemein gültiger Richtwert soll gelten, dass die Reflexion des Hintergrundes das 4fache der Reflexion der Striche beträgt. Bei einem frischen Farbband liegt der Reflexionsfaktor von Zeichen im Bereich von 4 - 15 %. Das wäre bei einem normalen Hintergrund zu wenig.

Wichtig für den Druck von Strichcodes ist die Breite der Striche und Lücken. Das Verhältnis von schmalen zu dicken Strichen (bzw. Von schmaler zu breiter Lücke) liegt normalerweise im Bereich von 1:2 bis 1:3 - je nach Anwendung und Druckertyp. Durch dieses Verhältnis ist schon einmal eine große Ablesesicherheit gewährleistet.

Die meisten Prüfcodes haben zusätzlich noch eine Selbstüberprüfung. Ist z.B. die Anzahl der Striche pro Ziffer gleich, so kann man dies beim Ablesen des Codes überprüfen. Eine weitere Sicherheit bei der Ablesung garantiert die Verwendung einer Prüfziffer, die vor allem bei numerischen Codes oft eingesetzt wird und auch eingesetzt werden soll.

Die Prüfziffer wird durch eine zusätzliche Ziffer kurz vor dem Stoppzeichen eines Strichcodes dargestellt. Die wird zusammen mit dem Strichcode gelesen. Stimmt die vom Dekoder errechnete Ziffer nicht mit der gelesenen Ziffer überein, wird der Strichcode nicht übertragen.

Die folgende Berechnung der Prüfziffer ist gültig für Strichcodes der 2/5 Familie und EAN/UPC Codes nach Modulo 10 mit der Gewichtung 3. Die Gewichtungen 3, 1, 3, 1, ... werden mit 3 beginnend von rechts nach links unter der Nutzzifferfolge verteilt.

Klartext	4 0 2 2
Prüfziffer	2
Nutzziffernfolge	4 0 2
Gewichtungsfaktor	3 1 3
Einzelprodukte	12 0 6
Summe der Einzelprodukte	12 + 0 + 6 = 18
Modulo 10	18 mod 10 = 8
Different zu 10	2
Prüfziffer	2

Bei anderen Strichcodes sind die Prüfziffernberechnungen den Spezifikationen zu entnehmen.

CODE 2 / 5 interleaved

Allgemeine Informationen:

Bei diesem Strichcode handelt es sich um einen numerischen Code, der die Zahlen 0 - 9, sowie Start und Stoppzeichen darstellen kann. Dieser Code ist aufgebaut aus 2 breiten und 3 schmalen Strichen (2 breite und 3 schmale Lücken). Das Druckverhältnis V (schmales Element zu breitem Element) verhält sich 1:2 bis 1:3.

Vorteil:

hohe Informationsdichte

Selbstüberprüfbar

Nachteil:

Alle Lücken tragen Informationen, deshalb hat man eine kleinere Toleranz (+/- 10%)

Codetabelle:

ZEICHEN	S1	S2	S3	S4	S5
1	1	0	0	0	1
2	0	1	0	0	1
3	1	1	0	0	0
4	0	0	1	0	1
5	1	0	1	0	0
6	0	1	1	0	0
7	0	0	0	1	1
8	1	0	0	1	0
9	0	1	0	1	0
0	0	0	1	1	0
Start	0	0
Stopp	1	0

S1 - S5 = Strich bzw. Lücke 1 - 5

1 = breiter Strich bzw. Lücke

0 = schmaler Strich bzw. Lücke.

Code 39

Allgemeine Informationen:

Beim Code 39 handelt es sich um einen alphanumerischen Code. Darstellbar sind die Zahlen 0 - 9, dazu 26 Zeichen, 7 Sonderzeichen sowie das Start und das Stoppzeichen. Jedes Zeichen besteht aus 9 Elementen (5 Striche und 4 Lücken). Dabei sind jeweils 3 Elemente breit und 6 Elemente schmal. Das schon vorher erwähnte Druckverhältnis V ist 1:2 bis 1:3.

Vorteil:

Alphanumerische Darstellung

Nachteil:

Niedrige Informationsdichte

Kleine Toleranz

Codetabelle:

Zeichen	S1	L1	S2	L2	S3	L3	S4	L4	S5
1	1	0	0	1	0	0	0	0	1
2	0	0	1	1	0	0	0	0	1
3	1	0	1	1	0	0	0	0	0
4	0	0	0	1	1	0	0	0	1
5	1	0	0	1	1	0	0	0	0
6	0	0	1	1	1	0	0	0	0
7	0	0	0	1	0	0	1	0	1
8	1	0	0	1	0	0	1	0	0
9	0	0	1	1	0	0	1	0	0
0	0	0	0	1	1	0	1	0	0
A	1	0	0	0	0	1	0	0	1
B	0	0	1	0	0	1	0	0	1
C	1	0	1	0	0	1	0	0	0
D	0	0	0	0	1	1	0	0	1
Start	0	1	0	0	1	0	1	0	0
Stopp	0	1	0	0	1	0	1	0	0

L1 - L4 Lücken 1 - 4

S1 - S5 Striche 1 - 5

1 breiter Strich oder Lücke

0 schmaler Strich oder Lücke

EAN - Code:

Allgemeine Informationen:

Beim EAN - Code handelt es sich um einen numerischen Code, der Zahlen von 0 - 9 darstellen kann. Jedes Zeichen besteht dabei aus 11 Elementen. Alle Striche und Lücken tragen Informationen. Es können nur 8 oder 13 Zeichen dargestellt werden, deshalb auch 8 oder 13-stelliger EAN - Code.

Vorteil:

Hohe Informationsdichte in 10 verschiedenen Größen

Nachteil:

Sehr kleine Toleranz

EAN - Code 13 - Stellig:

1,2 Ländercode, internationale Normung

3 - 7 Betriebskennnummer, lokale Normung

8 - 12 Artikelnummer, frei wählbar durch den Betrieb

13 Prüfziffer

EAN - Code 8 - Stellig:

wird meist zusätzlich zur Codierung des Preises verwendet.

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