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KnowHow zum Thema Barcode Scanner:
Barcode Scanner Einleitung
Barcode CCD Scanner
Barcode Laser Scanner
Barcode 2D Barcode / Barcode Imager
Barcode Scanner Anschlußoptionen

Barcode Scanner - Wie man den Barcode mit einem Barcode Scanner wieder in den Computer bekommt

In diesem Abschnitt wird der Begriff "Scanner" oder "Leser" für Geräte verwendet, die einen Barcode lesen oder scannen und die kodierten Daten über eine geeignete Schnittstelle an den Computer übertragen.

Es ist erwähnenswert, daß ein solcher (Barcode-)Scanner nichts mit einem Scanner zu tun hat, wie er für den Import von Bildern oder Dokumenten verwendet wird.

Sinnvollerweise werden Barcodescanner in zwei Gruppen eingeteilt:

Die erste Gruppe umfaßt Scanner, die den gescannten und dekodierten Barcode direkt an den angeschlossenen Computer übertragen. Ein typisches Einsatzgebiet für einen solchen Scanner wird der POS (point of sale, Kassen- oder Thekenbereich) sein. Außer einem Knopf zum Auslösen haben diese Geräte kein weiteres Bedienungselement. In manchen Fällen fehlt sogar dieser Schalter; der Lesevorgang wird dann über einen Sensor (z.B. Infrarot) ausgelöst.

Der Anschluß an den Computer erfolgt i.A. kabelgebunden oder drahtlos über eine Tastaturweiche oder USB.

Der Rest dieses Abschnitts wird sich hauptsächlich mit diesen Scannern befassen.
Demgegenüber stehen die Geräte, die die gescannten Daten in einem internen Speicher ablegen und erst bei Bedarf an den Computer übertragen. Dies wird auch als "Datenerfassung" bezeichnet; die entprechenden Geräte nennt man auch "Terminals". Typische Anwendung ist zum Beispiel die Inventur.

Die Geräte verfügen über ein Display und eine eigene Tastatur (etwa vergleichbar mit einem Mobiltelephon), z.B. um die Anzahl vorhandener Einheiten eines Artikels einzugeben, dessen Barcode man zuvor gescannt hat.

Am Ende des Tages oder nach Abschluß der Datenerfassung werden die Daten an den PC übertragen, i.d.R. über die serielle Schnittstelle. Geeignete Software auf dem PC übernimmt dann die Weiterverarbeitung und Auswertung der erfaßten Daten.

Barcode CCD Scanner und Pistolen

Man kann davon ausgehen, daß die Mehrzahl aller heute produzierten und verkauften Barcode Scanner sogenannte CCD Barcode Scanner sind. Ein CCD Scanner für unter EUR 100 wird von der Leseleistung jeden Lesestift und, unter bestimmten Umständen, manchen Laser Scanner übertreffen.

Wie funktioniert ein CCD Scanner? Man kann sich einen solchen Scanner wie einen erweiteren Lesestift vorstellen. Anstelle eines einzelnen Paars aus Leuchtdiode und Phototransistor, verfügen diese Scanner über eine ganze Reihe dieser Elemente. Das eigentliche Leseelement ist eine sog. CCD (Charged Coupled Device) Zeile, die diesen Scannern ihren Namen gibt. Statt den Lesestift über den Code zu bewegen, wird hier der Barcode also mit einem Scanvorgang komplett erfaßt. Die Lesegeschwindigkeit erhöht sich auf diese Weise drastisch.

Um einen Code zu scannen hält man den Scanner über den Code und betätigt den Auslöser:

Man muß darauf achten, daß der Scanner den Code komplett "sehen" kann. Ein häufiger Fehler ist, den Scanner zu verkanten:

Im Regelfall kann ein CCD Scanner Barcodes lesen, die maximal so breit sind wie das Lesefenster des Scanners (bei gängigen Geräten zwischen etwa 60-100mm). Es ist nicht möglich, den Scanner nach links und rechts zu bewegen, um Codeteile zu scannen, die außerhalb des Fensters liegen.

Übliche CCD Scanner lesen bis zu einer Entfernung von etwa 150mm, die Lesebreite beträgt bis etwa 100 mm.

Sonderbauformen von CCD Scannern haben ein optisches Element vor der Leseeinheit, wodurch Leseabstand und Lesebreite noch einmal gesteigert werden können. Diese Scanner werden ihrer Form wegen auch "Pistolen" genannt:

CCD Pistolen sind etwas teurer als normale CCD Scanner, sie kosten ab etwa EUR 150. Der größere Leseabstand (bis etwa 500mm) kann sich bezahlt machen, wenn Barcodes z.B. von einem hohen Regal oder ganz allgemein an unzugänglichen Stellen gelesen werden müssen.

CCD Scanner haben ein hervorragenden Preis / Leistungsverhältnis und eignen sich für viele Anwendungen, z.B. in Lager und Versand, am POS in Bibiotheken oder Tankstellen usw.

Auch wer selbst Barcodes druckt und gelegentlich die Lesbarkeit der Codes überprüfen will, sollte zu einem CCD Scanner greifen.

Barcode Laser Scanner- für den POS mit hohem Durchsatz

Für einige Anwendungen reicht die Leseleitung von CCD Barcode Scannern oder gar Lesestiften nicht mehr aus. Hier stellt oft ein Barcode Laser Scanner die bessere Alternative dar:

Laser Scanner haben ihren Namen von einer Laserdiode im Lesekopf (neudeutsch auch als "engine") bezeichnet. Der Laserstrahl wird über ein System von Prismen und Spiegeln auf den Barcode projiziert; bei einem gängigen Ein-Strahl Laser zeigt sich dann die charakteristische rote Laserlinie.

Ein-Strahl Laser Scanner

Laser Scanner mit einem einzelnen Laserstrahl, wie der oben abgebildete, projizieren eine einzelne Linie Laserlicht auf den Barcode. Leseentfernungen sind typisch bis etwa 50 cm, die Lesebreite bis etwa 25cm. Diese Scanner erfordern, daß der Barcode, ähnlich wie bei CCD SCannern, präzise zum Laserstrahl ausgerichtet ist.

Die meisten dieser Geräte haben zwei Betriebsarten: Sie können in einen Ständer gesetzt werden (s. Bild oben) und lösen den Lesevorgang automatisch aus, wenn ein Barcode vor das Lesefenster gehalten wird. So bleiben die Hände des Anwenders frei, ein großer Vorteil im Kassenumfeld. Aus dem Ständer genommen, wird der Lesevorgang i.d.R. über einen Auslöser vorgenommen, ähnlich wie bei einem CCD Scanner.

Diese Scanner kosten etwa von EUR 200 aufwärts, je nach Lesegeschwindigkeit und Leseabstand. Sie sind eine gute Wahl an der Kasse oder Theke. Die Projektionseinheit besteht aus beweglichen Teilen, wie Spiegeln und Linsen, so daß der Einsatz im harten industriellen Einsatz nicht unbedingt ratbar ist.

Omnidirektionale Laser Scanner

Die meisten Scanner in Supermärkten sind heute sogenannte omnidirektionale Scanner. Diese Scanner projizieren statt einer einzelnen Linie ein ganzes Muster von Linien auf den Barcode. Es spielt dann keine Rolle mehr, ob der Barcode verkippt oder verdreht vor das Lesefenster gehelten wird.

Außer am POS werden solche Scanner auch in anderen Bereichen eingesetzt, wo es auf hohe Lesegeschwindigkeit ankommt, z.B. bei der Paketsortierung.

Fortgeschrittene Anwendungen

2D Barcode Scanner (PDF417 / Datamatrix / QR Code / Maxicode)

Alle bisher vorgestellten Scanner-Bauformen können nur normale, d.h. lineare Barcodes scannen. Mit der steigenden Verbreitung von zweidimensionalen Flächencodes steigt auch die Bedeutung von dedizierten 2D Barcode Scannern, auch "Imager" genannt:

Der Name rührt daher, daß diese Geräte ähnlich einer Kamera arbeiten. Um einen 2D Code zu dekodieren, wird zunächst vom Scanner eine Art Schnappschuß des Codes gemacht, der dann von der Scannerelektronik verarbeitet wird.

Der oben abgebildete Scanner kann zusätzlich, ganz wie eine richtige Kamera, auch Bilder, z.B. von Unterschriften o.ä., machen und an den PC übertragen.

Diese Scanner kosten etwa EUR 800 oder mehr. Es kann davon ausgegangen werden, daß jeder 2D Barcode Scanner auch alle normalen Barcodes lesen kann.

Programmierung eines Barcode Scanner

Warum würde man einen Barcode Scanner programmieren wollen? Hierfür kann es mehrere Gründe geben:
Um Falschlesungen zu reduzieren, können nicht verwendete Barcodetypen deaktiviert werden. Oder der Scanner soll nur Barcodes einer bestimmten Länge lesen. Oder an den gelesenen Code soll noch ein <TAB> angehängt werden.

Frühe Geräten (etwa bis 1990) wurden über kleine Schalter programmiert, die im Dekoder oder am Scanner selbst saßen. Heutige Geräte werden über spezielle, in der Anleitung abgedruckte, Steuer-Barcodes programmiert. In manchen Fällen können Scanner auch mittels herstellerspezifischer Software vom PC aus programmiert werden. Dazu muß der Scanner aber über eine bidirektionale Schnittstelle, z.B. RS232, angeschlossen sein.

Allgemein gesprochen wird eine Programmierung wie folgt durchgeführt:

Der Scanner wird in "Konfigurations" oder "Programmierungs"-Betriebsart geschaltet. Hierfür wird i.A. ein Steuer-Barcode gescannt, der mit "Enter configuration" o.ä. bezeichnet wird. Die meisten Scanner werden durch bestimmte Signaltöne anzeigen, daß sie jetzt programmiert werden können.
Eine Reihe von Steuerbarcodes wird gescannt, die dem Scanner mitteilen, welche Konfiguration gewünscht wird. Leider geht es hier nicht spezifischer, da diese Einstellungvorgänge nicht genormt und herstellerspezifisch sind.
Die Konfigurations-Betriebsart wird durch scannen eines weiteren Steuer-Barcodes beendet, dieser wird i.A. mit "Exit Configuration" bezeichnet. Die meisten Scanner werden wiederum durch bestimmte Signaltöne anzeigen, daß sie jetzt wieder in der normalen Betriebsart sind.

Welche Funktionalität eines Scanners durch die Programmierung verändert werden kann, hängt wieder vom jeweiligen Gerät bzw. Hersteller ab. Selbst das einfachste Gerät sollte aber die folgenden Einstellmöglichkeiten bieten:

Bestimmte Barcodetypen aktivieren bzw. deaktivieren
Nach dem Scannen noch eins oder mehrere Zeichen senden, z.B. <Enter> oder <Tab>. Alle gängigen Hersteller konfigurieren ihre Geräte schon ab Werk darauf, nach dem Scannen ein <Enter> zu senden.
Schnittstellenparameter. Bei seriellem Anschluß Baudrate, Bitlänge usw. Bei Tastaurweiche die Sprache des Tastaturlayouts.

Einige Scanner sind hier sehr leistungsfähig. Sie erlauben z.B. die Vorverarbeitung der gescannten Daten schon im Scanner, d.h. vor Übertragung an den PC. Dazu gehört die Überprüfung der Daten gegen ein vorgegebenes Muster oder eine vorgegebene Zeichenlänge. Auch das Vertauschen von Zeichen ist möglich.

Falls man sich beim Programmieren einmal "verfahren" und der Scanner sich "aufgehängt" hat, hilft i.A. ein Herunterfahren bzw. Ausschalten des PC. Bei Wiederhochfahren sollte der Scanner zurückgesetzt werden. Auf den Werkszustand zurückgesetzt werden die Geräte mit einem speziellen Steuer-Barcode (oft mit "Factory Default, "Master Default" o.ä. bezeichnet).

Anschluß eines Barcode Scanners an den Computer

Tastaturweiche

Die überwiegende Zahl aller Scanner wird an handelsübliche PC's mittels einer Tastaturweiche angeschlossen:

Eine Tastaturweiche ist ein Y-förmiges Kabel, das den Scanner, die Tastatur und den Computer miteinander verbindet.

Aus Sicht des Computers werden die im Barcode kodierten Daten als Tastatureingabe angeliefert, weder Computer noch Software können feststellen, daß die Zahlen, anstatt eingetippt zu werden, aus einem gescannten Barcode stammen. Die Tastatur funktioniert natürlich weiter.

Die Vorteile liegen auf der Hand: Vorhandene Software muß nicht angepaßt werden, Treiber sind nicht notwendig, die Lösung funktioniert mit jedem Betriebssystem: Linux, Windows usw.

Die Installation ist einfach: Rechner ausschalten, Scanner zwischen Tastatur und Rechner stöpseln, Rechner wieder einschalten, fertig! Die Stromversorgung des Scanners (wie der Tastatur) erfolgt über den Tastaturport des PC.

Mit normalen Tastaturverlängerungen kann die Entfernung PC-Scanner bis etwa 5m betragen. Wenn das nicht genügt, kann man die Verbindung PC-Scanner auch per Funk überbrücken, s.u.

Tastaturweichen sind jedoch in einigen Fällen nicht einsetzbar: Sie funktionieren nicht mit Mac Rechnern und für viele moderne Laptops kommen sie auch nicht mehr in Frage, da Tastaturports an neueren Laptops oft nicht mehr anzutreffen sind. Hier ist der Anschluß per USB die beste Alternative.

USB Anschluß

Viele moderne Scanner bieten die Möglichkeit, statt der herkömmlichen Tastaturweiche einen USB Anschluß zu verwenden. Im USB Sprachgebrauch verhält sich der Scanner dann wie ein "Human Interface Device", also ebenfalls wie eine Tastatur.

Moderne Betriebssysteme wie Mac OS X oder aktuelle Windows Varianten haben die entsprechenden Treiber i.d.R. bereits vorinstalliert, so daß der Scanner nur an einen freien USB Port angeschlossen werden muß.

Andere Anschlußformen

Gelegentlich werden andere Anschlußformen verwendet. In der Industrie werden im Regelfall serielle Verbindungen nach RS 232 oder RS 485 eingesetzt. Auch Scanner, die direkt an ein LAN angeschlossen werden können, sind von einigen Herstellern verfügbar.

Drahtlose (Funk) Scanner

PC-seitig verfügen drahtlose Modelle ebenfalls über einen Tastaturweichen- oder USB-Anschluß, jedoch wird die Verbindung zum Scanner drahtlos vorgenommen. Da der Scanner keine Kabelverbindung zum PC (und damit zu einer Stromquelle hat) werden drahtlose Scanner per Akku betrieben. Im Lieferumfang ist i.d.R. eine Ladestation enthalten, in die der Scanner bei Nichtgebrauch eingesetzt wird. Normalerweise sollte eine Akkuladung einen ganzen Arbeitstag halten.

Die von den Herstellern angegebene Funkreichweite sollte stets mit "Vorsicht genossen" und unbedingt unter realen Bedingungen überprüft werden. Besonders im Industriebereich können Maschinen, Stahlbeton usw. die Reichweite drastisch reduzieren. So wird aus dem 30m Scanner mit einem Mal einer mit nur noch 6m Reichweite!

Scanner mit größerer Reichweite, bei denen nicht davon ausgegangen werden kann, daß der PC auf dem die Daten einlaufen, in Sichtweite ist, verfügen oft über bi-direktionale Funkverbindungen. So können nach dem Lesevorgang Bestätigungs- oder Statusmeldungen vom PC wieder an den Scanner zurückgesendet werden.

Funkscanner liegen bei EUR 500 oder höher. Grundsätzlich bedeutet eine höhere Reichweite der drahtlosen Verbindung auch einen höheren Preis.