Aufbau von Barcodes

Barcode-Identifikationssysteme basieren auf Informationsspeichern, die aus parallel angeordneten Zonen mit ausgeprägten Unterschieden im optischen Reflexionsvermögen bestehen. Die Bezeichnung Barcode stammt vom englischen Wort bar für Balken, mit dem die strich- bzw. linienartigen Grundelemente des Lesesymbols bezeichnet werden.

Abhängig von der Symbologie werden unterschiedliche Balkenbreiten, Lückenbreiten und sich daraus ergebende Kombinationen als Codeelemente benutzt. Das kleinste geometrische Element, aus dem ein Lesesymbol zusammengesetzt ist, wird als Modul bezeichnet. Das Modul bestimmt, neben der Symbologie und der daraus resultierenden Anordnungsweise, die Abmessungen eines Lesesymbols und legt indirekt das Herstellverfahren fest. Die Ruhezone dient dem Lesesystem dazu, die Helligkeit des Untergrundes zu messen.

Abbildung: Aufbau eines linearen Barcodes

Codierung eines Barcodes

Barcodes sind aus codierungstheoretischer Sicht Binärcodes, die den Zuständen „0“ und „1“ unterschiedlich breite Striche als Codeelemente mit geringer Reflexion und Lücken als stark reflektierende Zonen, zuordnen.

Strich - Bar: Dunkle Linie eines Strichcodesymbols. Synonyme: Balken, Streifen

Reflexion - Reflectance: 1. Die Lichtmenge einer spezifischen Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs, die von einem Substrat, einer Farbe oder einem anderen Mittel zur Darstellung von Strichen und Lücken eines Strichcodes reflektiert wird. 2. Die Reflexion (teilweise auch Reflexionsfaktor genannt) wird an einer Skala von 0 bis 1 über eine Wellenlänge oder eine Bandbreite von Licht (Spektralempfindlichkeit) gemessen, die in den jeweiligen Anwendungsspezifikationen festgelegt ist. Barium-Sulfate oder Magnesium-Oxid dienen dabei als Weißreferenz (ein perfektes Weiß würde eine Reflexion von 1,00 bei jeder Wellenlänge des Lichtes erreichen). Die Abwesenheit von Licht in einem Vakuum wird als Referenz zu Schwarz gesetzt. Proben (wie z.B. Substrate, Farben etc.) werden gegen die Standards unter annähernd gleichen Lichtverhältnissen getestet.

Lücke - Space: Jedes helle Element zwischen den Strichen eines Strichcodesymbols. Je nach Symbologie kann es codierte Informationen enthalten.

Zweibreiten-Codes lassen nur zwei diskrete Elementbreiten zur Verschlüsselung zu, wobei üblicherweise das breite Element den Wert „1“ und das schmale den Wert „0“ repräsentiert. Mehrbreiten-Codes verwenden entsprechend mindestens drei unterschiedliche Elementbreiten.

Zur Erhöhung der Erkennungssicherheit werden Barcodes häufig mit Prüfziffern ausgestattet. Diese Methode kann grundsätzlich bei jeder Symbologie angewendet werden, bei dem der Anwender die Bedeutung der Nutzzeichen frei definieren kann. Das trifft auf die meisten Barcodes zu.

Prüfziffer / -zeichen - Check Digit / Character: Eine Zeichen oder eine Ziffer, die auf der Basis anderer Zeichen in einem Code berechnet wird. Dient zur Kontrolle der Zusammensetzung des Codes. „Ein Prüfzeichen im Sinne der Nummerierung ist ein Nummernzeichen, das aus einer gegebenen Nummer nach bestimmten Regeln ermittelt wird, um das Prüfen dieser Nummer auf ihre Richtigkeit zu ermöglichen.“ (DIN 67663) Siehe Symbolprüfzeichen und Datenprüfzeichen / -ziffer.

Ein weiteres Charakteristikum eines Barcodetyps ist der Vorrat der darstellbaren Zeichen, der sich allgemein aus Ziffern, Buchstaben und Sonderzeichen sowie Steuerzeichen zusammensetzt. Numerische Barcodes können demzufolge nur numerische Nutzinformationen zuzüglich einiger Steuerzeichen verschlüsseln, während alphanumerische Codes auch Buchstaben und Sonderzeichen enthalten.

Alphanumerisch - Alphanumeric: Eigenschaft eines Zeichensatzes, nur aus Ziffern und Buchstaben zu bestehen, also alphabetisch und numerisch, inklusive Interpunktionszeichen.

Numerisch - Numeric: Bezeichnet einen Zeichensatz, der nur aus Ziffern besteht. Vergleiche Alphanumerisch.

Der Aufbau eines Zeichens ist bei einigen Barcodes selbstüberprüfend angelegt, wodurch bereits während des Leseprozesses eine Plausibilitätskontrolle der Einzelzeichen vorgenommen und dadurch die Gefahr einer Falschlesung reduziert werden kann.

Selbstüberprüfend - Self-Checking: Eigenschaft von Strichcodesymbolen, die einen Prüfalgorithmus verwenden. Dieser kann auf jedes Zeichen im Code angewendet werden; Substitutionsfehler können dabei nur dann auftreten, wenn zwei oder mehr individuelle Druckfehler innerhalb eines Zeichens vorkommen. Codes, die nicht selbstprüfend sind, verfügen normalerweise über ein den codierten Daten hinzugefügtes Prüfzeichen.

Neben den einzelnen Symbolen muss eine Regel vereinbart sein, wie der gesamte Barcode zusammengesetzt wird. D.h. wie die Gesamtnachricht inklusive Rahmen (Start, Stopp) und Zeichenfolge (meist einfach aneinandergehängt) definiert ist.

Strichcodesymbol - Bar Code Symbol: 1. Eine Anordnung von parallelen rechteckigen Strichen und Lücken, die den Regeln einer bestimmten Symbologie -Spezifikation entsprechen und für den Menschen lesbare Daten in einer maschinenlesbaren Form repräsentieren. 2. Die Kombination von Symbolzeichen und Merkmalen, die von einer speziellen Symbologie benötigt werden - inklusive Hellzonen, Start- und Stoppzeichen, Datenzeichen und Prüfzeichen, die zusammen eine vollständige, von einem Scanner lesbare Einheit bilden.