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2D-Codes

Die zweidimensionale Weiterentwicklung des Barcodes

2D-Barcodes untergliedert man in Matrix Codes, die da wären QR, Data Matrix, Aztec, Code One, sowie in Dot Codes, wie zum Beispiel den Dot Code A und gestapelte Codes, wie PDF 417, Codablock und Code 16K. Wir gehen nachfolgend näher auf die QR-Codes, hauptsächlich bekannt aus den Bereichen Marketing, Werbung und Öffentlichkeitsarbeit, ein und den DataMatrix-Codes, mit den Haupteinsatzgebieten in der Industrie und in der Logistik.

QR steht für „Quick Response“, also schnelle Antwort, was sich auf den sekundenschnellen Zugriff auf die im Code verschlüsselten Informationen bezieht. Der QR-Code wurde von dem japanischen Unternehmen Denso Wave (Tochterfirma des Toyota-Konzerns) im Jahre 1994 entwickelt. Dabei sollten zwei Komponenten gewährleistet werden: Mehr Informationen auf weniger Platz und eine höhere Lesetoleranz bei fehlerhaften Codes. Durchgesetzt hat sich der QR-Code jedoch in der Werbung und der Öffentlichkeitsarbeit und dient in diesen Bereichen als Marketing Instrument.

Wie ist ein QR-Code aufgebaut?

Der QR-Code besteht aus einer quadratischen Matrix (schwarzen und weißen Quadraten) die kodierte Daten maschinenlesbar darstellt. In drei der vier Ecken des Quadrats befindet sich eine spezielle Markierung, die die Orientierung vorgibt.

1. Die Positionsmarkierungen zeigen die Richtung an, in der der Code gedruckt wurde.

2. Die Ausrichtungsmarkierung dienen bei einem großen Code als zusätzliches Hilfsmittel für die Orientierung.

3. Die Synchronisationslinien, auch Taktzellen genannt, zeigen dem Scanner wie groß die Datenmatrix ist.

4. Die markierten Felder zeigen die Version auf.

5. Die Formatfelder enthalten Informationen über die Fehlertoleranz und die Datenmaske des Codes. Zusätzlich erleichtern sie das Scannen.

6. In den kleinen Quadraten werden die Informationen verschlüsselt.

7. Die Ruhezone ermöglicht dem Scanner den QR-Code von seiner Umgebung zu unterscheiden.

Wie hoch ist die Fehlertoleranz und die Kapazität eines QR-Codes?

Durch die horizontale sowie vertikale Darstellung von Informationen (2-dimensional), benötigt man beim QR-Code im Vergleich zum herkömmlichen Strichcode nur noch ein Zehntel des Platzes. Darüber hinaus ist der QR-Code aufgrund von Fehlerkorrekturlevels weniger anfällig bei Verschmutzung oder Beschädigung. Mit dem Fehlerkorrekturlevel, den man selbst bei der Erstellung eines QR-Codes wählen kann, bestimmt man einen Grad zur Fehlerkorrektur, sodass der Code lesbar bleit, auch wenn er beschädigt oder verschmutzt ist. Im höchsten Level können bis 30% der Daten beschädigt sein und dennoch ist die Lesbarkeit gewährleistet.

In einem QR Code können bis zu 7.089 Ziffern oder 4.296 Buchstaben sowie Satz- und Sonderzeichen hinterlegt werden. Neben Zahlen können also auch Wörter und Sätze und damit Internet-Adressen verschlüsselt werden. Je mehr Informationen im QR-Code verschlüsselt werden, desto mehr Code-Struktur entsteht.

Wie erstellt man eine QR-Code?

Die Erstellung eines QR Codes ist schnell und einfach. Auf einer Website, die QR-Codes wählt man erstmal aus welche Funktion der Code erfüllen soll und gibt anschließend die entsprechenden Daten ein. Mit einem Klick auf „QR-Code erstellen“ ist der persönlicher QR-Code generiert. Nach der Entscheidung in welchem Datenformat der QR-Code dargestellt werden soll können die Datei heruntergeladen werden.

Wie scannt man einen QR-Code?

Zunächst benötigt man eine Scanner-App auf dem Smartphone, die in großer Auswahl kostenlos im App-Store angeboten werden. Indem man die Kamera des Smartphones über den zu scannenden QR-Code hält, scannt man diesen ein. Ist der Code lesbar, wird nun automatisch die verschlüsselte Adresse oder Aktion aufgerufen.

Einsatzmöglichkeiten von QR-Codes

Der QR-Code hat seine flächendeckende Verbreitung unter anderem der Technologie "Open Source" - also für jeden verfügbar - zu verdanken. Entscheidende Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Barcode (Strichcode) sind die größere Datenkapazität und eine hohe Fehlertoleranz. Mittlerweile hat der QR-Code durch die breite Nutzung von Smartphones auch Einzug in das Mobile Marketing gehalten.

Beliebte Einsatzmöglichkeiten für QR-Codes sind:

  • Printanzeigen, Werbeplakate und Schaufenster
  • Verkehrsmittel und Bahnhöfe für Mobile Ticketing
  • Point of Sale
  • Visitenkarten

Wo man mit Barcodes oder QR-Codes auf seine Grenzen stoßt, kommt man auf der Suche nach Alternativen, auf den DataMatrix-Code. Er wurde in den späten 80er Jahren in den USA entwickelt und ist einer der bekanntesten 2D-Barcodes. Seit seiner Erfindung durchlief der DataMatrix-Code zahlreiche Entwicklungsstufen. Wie der QR-Code ist auch  der DataMatrix-Code durch eine internationale Organisation (ISO) genormt und auf der ganzen Welt im Einsatz.

Wie ist ein DataMatrix-Code aufgebaut?

So wie der QR-Code besteht auf der DataMatrix-Code aus verschiedenen Bestandteilen. Wer diese Bestandteile kennt, kann einen DataMatrix-Code einfach von anderen zweidimensionalen Barcodes unterscheiden.

Der Finder ist eine durchgängige Begrenzungslinie in der unteren, linken Ecke. Er dient zur Mustererkennung und zur Berechnung der Drehlage des DataMatrix-Codes.

Die außen liegenden Taktzellen dienen zur Identifizierung der Anzahl von Zeilen und Spalten. Sie geben die Matrixdichte vor.

Im Speicherbereich werden die binären Informationen in codierter Form dargestellt

Die Ruhezone ist die leere Zone die den Speicherbereich umgibt. Sie speichert keine Informationen sondern grenzt den Code von eventuell umliegenden Mustern oder Strukturen ab.

Wie hoch ist die Fehlertoleranz und die Kapazität eine DataMatrix-Codes?

Von der ersten Variante des DataMatrix-Codes, der ECC00, bis hin zur heute gebräuchlichen Variante ECC200 hat sich viel getan. ECC steht für Error Correcting Code, also einer Fehlerkorrektur, die durch einen Reed-Solomon-Algorithmus durchgeführt wird. Das bedeutet das selbst ein bis zu 25% beschädigter DataMatrix-Code noch lückenlos ausgelesen werden kann. Je nach Symbolgröße und äußerer Form – Quadrat oder Rechteck – kann eine unterschiedliche Datenmenge wiedergegeben werden. Bei quadratischen DataMatrix-Codes reicht die Symbolgröße von 10 x 10 bis hin zu 144 x 144, wodurch sich ein Datenvolumen zwischen 1 und 1.556 Bytes ergibt. Rechteckige Codes können eine Symbolgröße von 8 x 18 bis 16 x 48 haben und erreichen dabei ein Datenvolumen zwischen 3 und 47 Bytes.

Wie erstellt man einen DataMatrix-Code?

Die Erstellung eines DataMatrix-Codes genauso schnell und einfach wie die eines QR-Codes. Es gibt verschiedene Websites, die kostenlos DataMatrix-Codes generieren. Mit einem Klick auf „DataMatrix-Code erstellen“ ist der persönlicher DataMatrix-Code generiert.

Zum Drucken eines DataMatrix-Codes ist ein Etiketten- und Laserdrucker ausreichend. Viele dieser Geräte haben die Voraussetzungen zum Druck von 2D-Codes in ihrer Druckersprache bereits implementiert und können einen DataMatrix-Code auf Papier drucken.

Bei der Direktkennzeichnung wird heute hauptsächlich auf Laserkennzeichnungssysteme gesetzt. Der DataMatrix-Code wird dabei per Laser direkt auf Motorteile, Platinen oder vergleichbare Objekte gebrannt. Hierbei wird der Code, beispielsweise in das Material einer industriellen Maschinen, graviert.

Wie scannt man einen DataMatrix-Code?

Um die Informationen aus einem DataMatrix-Code auslesen zu können, wird ein Kamerasystem benötigt. Nur so kann die Struktur des Codes erkannt und erfasst werden. Der DataMatrix-Code wird dabei von einer Lichtquelle beleuchtet, das reflektierende Licht wird erkannt und ausgewertet. Hierfür können verschiedene Geräte zum Einsatz kommen:

  • Smartphone
  • Mobiler Computer
  • Handscanner

Was sind die Einsatzgebiete eines DataMatrix-Codes?

Die am weitesten verbreiteten Einsatzgebiete sind in der Industrie sowie in der Logistik zu finden. Der DataMatrix-Code wird meist bei dauerhaften Direktbeschriftungen mittels Lasergravur eingesetzt, aber auch im Dokumentenhandling, wie zum Beispiel beim Postversand und Ticketing wird er immer öfter genutzt.

Beliebte Einsatzmöglichkeiten von DataMatrix-Codes sind:

  • Markierungen von industriellen Maschinen
  • Einsatz in der pharmazeutischen Industrie
  • Logistik
  • Elektronik- und Halbleiterindustrie
  • Luftfahrt

Vorteile verschiedener Technologien auf einen Blick:

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