Eine Einführung in 1D- und 2D-Barcodes
Barcodes sind aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Sie finden sich auf praktisch jedem Produkt, das wir kaufen, und ermöglichen eine schnelle und effiziente Datenverarbeitung. In diesem Blogpost geben wir Ihnen einen Überblick über die grundlegenden Eigenschaften von Barcodes, ihre Funktionsweisen, die Unterschiede zwischen 1D- und 2D-Barcodes sowie Möglichkeiten zur Erstellung eigener Barcodes.
Was ist ein Barcode?
Der Barcode ist eine optisch lesbare Darstellung von Informationen und wird oft auch als Strich- oder Balkencode bezeichnet. Die Informationen auf dem Barcode sind in Form von ebensolchen Strichen und Balken unterschiedlicher Breite und Lücken codiert. Stellen Sie sich einfach vor, jeder Strich und jede Lücke ist ein Buchstabe in einem speziellen Alphabet, das nur Maschinen verstehen. Die Informationen werden dann durch optische Lesegeräte wie Scanner oder Kameras maschinell eingelesen und elektronisch weiterverarbeitet. Der Hauptzweck von Barcodes ist die Identifikation von Objekten. Jeder Barcode ist einzigartig und dient dazu, ein Produkt, eine Person oder einen Ort eindeutig zu kennzeichnen.
Es gibt dabei zwei Arten von Barcodes, zum einen den 1D-Barcode, der, wie schon oben genannt, über Striche, Balken und Lücken verfügt, und den 2D-Barcode.
Der 1D-Barcode (eindimensionaler Strichcode) hat eine lineare Struktur und bietet eine geringere Datenkapazität als sein Pendant, den 2D-Barcode. Der 2D-Barcode (zweidimensionaler Code) wiederum hat eine quadratische Struktur und kann dadurch wesentlich mehr Informationen aufnehmen, wie z.B. Texte, Bilder oder URLs.
Die Funktionsweise von Barcodes ist eigentlich ganz simpel:
Die gewünschten Informationen wie zum Beispiel Artikelnummern, Preis, Ort oder Person werden in ein bestimmtes Codesystem übersetzt. Man spricht hierbei von der sogenannten Codierung. Diese codierten Daten werden als Muster grafisch dargestellt, welches ein Barcode-Lesegerät mit z.B. einem Laser oder LED-Licht aus Reflektionen (hell und dunkel) erfasst. Das Lesegerät übersetzt dieses Lichtmuster wieder in seine ursprüngliche Information. Man spricht dabei von einer Decodierung. Das Barcode-Lesegerät dient somit als Übersetzer, um es einmal ganz grob auszudrücken.
Wie funktioniert ein 1D-Barcode?
Wie bereits erwähnt ist der 1D-Barcode grundlegend eine Abfolge von schwarzen und weißen Strichen/Balken unterschiedlicher Breite. Diese Balken und Striche enthalten die codierten Informationen, die ein Barcode-Lesegerät entschlüsseln und übersetzen kann.
In 1D-Barcodes finden sowohl numerische als auch alphanumerische Daten Verwendung. Meist überwiegen in der Regel numerische Daten, da diese effizienter codiert werden können und der Zeichensatz weniger komplex ist als der alphanumerische. Das liegt auch daran, dass viele Anwendungen, wie Artikelnummern, Preise, Seriennummern, Mengenangaben im Einzelhandel oder die Verfolgung von Sendungen in der Logistik, primär numerische Daten erfordern.
Obwohl numerische Daten dominieren, können einige 1D-Barcode-Symbologien auch alphanumerische Zeichen darstellen. Dabei ist der sogenannte Code 39 einer der ältesten und bekanntesten 1D-Barcodes, da dieser alle Ziffern, Großbuchstaben des englischen Alphabets und einige Sonderzeichen darstellen kann.
Ein sehr flexibler 1D-Barcode, der hier noch genannt werden muss, ist der Code 128, der alle 128 ASCII-Zeichen darstellen kann einschließlich aller alphanumerischen-, Sonder- und Steuerzeichen.
Beide genannten alphanumerischen 1D-Barcodes werden z.B. für die Kennzeichnung von Produkten in der Logistik verwendet, in Bibliotheken und Buchhandlungen zur Identifizierung von Büchern mit ISBN-Nummer sowie in Produktionsstätten für die Kennzeichnung von Bauteilen und Produkten mit alphanumerischen Seriennummern.
Wie funktioniert ein 2D-Barcode?
Ein 2D-Barcode nutzt eine zweidimensionale Fläche aus, um Informationen zu codieren und bietet somit eine wesentlich höhere Speicherkapazität. Er besteht aus einem quadratischen oder rechteckigen Muster, das in eine Matrix unterteilt ist. Jede Zelle dieser Matrix wird als Modul bezeichnet, in der die Anordnung und der Füllstand in schwarz und weiß die codierten Informationen bestimmen. Um sicherzustellen, dass der Barcode auch bei Beschädigungen lesbar ist, enthalten 2D-Barcodes Mechanismen zur Fehlerkorrektur. Die 2D-Barcodes werden ebenfalls über eine Lichtquelle oder eine Kamera ausgelesen und dann entsprechend im System decodiert.
Unterschiede zwischen 1D- und 2D-Barcodes
Die Entwicklung der Barcodes begann in den 70er Jahren mit einfachen 1D-Barcodes. Diese wurden zunächst im Einzelhandel eingesetzt, um die Kassiervorgänge zu beschleunigen. Das war die Einführung der EAN-13 Symbologie. EAN gibt es bis heute für den Einzelhandel und wird auch als europäische Artikelnummer (European Article Number) bezeichnet. In den 80er Jahren verbreiteten sich der bereits im vorherigen Kapitel vorgestellte Code 39 sowie der Code 128 in der Industrie. Etwa 10 Jahre später wurden die ersten 2D- Barcodes entwickelt.
Der sogenannte DataMatrix Code, der sowohl als Beschriftung für Leiterplatten in der Elektroproduktion als auch als Code auf Tickets, Freimachung eines Postversands sowie im Gesundheitsbereich für das elektronische Rezept und auf Arzneimittelpackungen Anwendung findet gehört zu den meistverbreiteten 2D-Codes in der Industrie.
Kommen wir nun zu einem weiteren 2D-Barcode, welcher in den letzten Jahren sehr an Beliebtheit gewonnen hat, dem QR Code. Dieser wurde hauptsächlich für die Automobilindustrie entwickelt, um Baugruppen und Komponenten für die Logistik der Automobilproduktion bei Toyota nachzuverfolgen. Durch die Einführung von Smartphones und Tablets wurde der Einsatzbereich des QR Codes stark erweitert und Sie finden diesen heute auf Visitenkarten, Werbeplakaten, Speisekarten in Restaurants, Tickets, Verlinkungen zu Webseiten auf Flyern und vielem mehr.
Der letzte weit verbreitete 2D-Barcode ist der PDF417. Dieser wird sowohl von Behörden genutzt, für Bordkarten im Flugverkehr, Lottoquittungen, Arbeitsunfähigkeitsbescheinigungen als auch für Ausweisdokumente in verschiedenen Ländern, da dort zu den allgemeinen Daten auch Fingerabdrücke auslesbar sind.
Trotz der unterschiedlichen Codes können die meisten erhältlichen Barcode-Scanner, so auch unser Rockscan W100, sowohl 1D- als auch 2D-Barcodes auslesen.
Wie lassen sich Barcodes erstellen?
Sie können zur Erstellung von Barcodes auf professionelle Softwarelösungen wie BarTender und Nicelabel zurückgreifen, aber auch viele ERP Systeme sind ebenfalls mit integrierten Barcode-Funktionen erhältlich. Sollten Sie die Anschaffung eines ERP-Systems planen, sollten Sie unbedingt darauf achten, welche Anforderungen Sie an Ihre Barcodes haben. Außerdem gibt es eine Reihe von Online-Tools im Internet sowie Plugins/Add Ons für Word und Excel.
Für professionelle Anwendungen empfehlen wir jedoch die Nutzung spezialisierter Software, die umfangreiche Anpassungsoptionen und eine hohe Zuverlässigkeit bietet.
Exkurs: Warum funktioniert die kostenlose Barcodeschriftart oft nicht beim Scannen?
Barcodes verfügen über Mechanismen zur Selbstüberprüfung, die die Ablesesicherheit erhöhen. Fehlt eine korrekte Prüfziffer, kann der Barcode nicht gelesen werden. Aus diesem Grund sind selbst erstellte Barcodes ohne entsprechende Software oft unlesbar. Vollständige Barcodes, Start- und Stoppzeichen spielen zudem eine weitere entscheidende Rolle bei der korrekten Erkennung und Decodierung von Barcodes. Start- und Stoppzeichen dienen zudem als eindeutige Marker, die den Anfang und das Ende eines Barcodes signalisieren. Unter Umständen schleichen sich dort Fehler ein, die zu fehlerhaften Übersetzungen führen und den Barcode letztlich unbrauchbar machen. Hier kommen Sie mit einfachen Bordmitteln wie Word oder ähnlichem schnell an Ihre Grenzen.
Fazit
Hinweis auf unsere Scan Möglichkeiten
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