Описание интерфейса Wiegand

Wiegand — простой проводной интерфейс связи между устройством чтения идентификатора (карточки) и контроллером, широко применяемый в системах контроля доступа (СКУД) и охранных системах (ОС). Предназначен для передачи уникального кода идентификатора или pin-кода с клавиатуры в контроллер.

Существует несколько разновидностей интерфейса Wiegand, различающихся цифрами в названии интерфейса. Эта цифра в названии обозначает количество бит в посылке. Наиболее распространенны следующие варианты Wiegand:

• Wiegand-26. Самый распространенный. Состоит из 24 бит кода и 2 бит контроля на четность.
• Wiegand-33. Состоит из 32 бит кода и 1 бита контроля на четность.
• Wiegand-34. Состоит из 32 бит кода и 2 бит контроля на четность.
• Wiegand-37. Состоит из 35 бит кода и 2 бит контроля на четность.
• Wiegand-40. Состоит из 40 бит кода, контроля на четность нет.
• Wiegand-42. Состоит из 40 бит кода и 2 бит контроля на четность.

Существуют разновидности считывателей с длиной Wiegand до 128 бит. На самом деле количество бит в формате Wiegand может быть практически любым, в разумнымных пределах. Когда встречаешь новую цифру в названии остается неясным только наличие контрольных битов четности и методика их расчета.

Для связи между считывателем и контроллером СКУД используется трехпроводная шина — два провода сигнальных, один земля.

Рисунок 1

Связь односторонняя, в момент обнаружения карты происходит однократная передача кадра с кодом карты от считывателя к контроллеру СКУД. Передача идет вперед старшим битом кода.

Передача ведется короткими импульсами. Наличие импульса в линии «Data0» означает, что был передан логический 0, наличие импульса в линии «Data1» означает, что был передана логическая 1. Ширина импульсов и их период сильно варьируется в зависимости от изготовителя считывателя. Стандарт допускает ширину импульсов в диапазоне 20…200 мкс., а период следования импульсов – 300…3000 мкс.

Если используется контроль четности, то к коду карты добавляется два бита. Один в начале кода, второй в конце. Весь код делится на две части. Первым битом контролируется старшая часть кода, последним – младшая. В случае, если код имеет нечетное количество битов, то центральный бит входит в обе контролируемые группы. Первый бит четности (старшей половины кода) ставится в единицу, если количество единиц в его половине кода нечетное. Последний бит четности (младшей половины кода) ставится в единицу, если количество единиц в его половине кода четно.

Так как Wiegand-26 имеет самое большое распространение его и рассмотри на конкретном примере. Имеем: считыватель прокси-карты подключенный к контроллеру СКУД, логический анализатор (для просмотра пересылаемого пакета данных) и, конечно же, саму карту с номером 105 51238. Этот номер зачастую производители пишут на самой карте, как показано на рисунке 2. 

Рисунок 2

Итак, смотрим логическим анализатором, какие данные передаются в контроллер считывателем.

Рисунок 3

В текстовом виде это выглядит так: 0 01101001 11001000 00100110 1. Первый и последний биты – это биты контроля четности, который мы разобрали ранее. Теперь у нас остались 24 символа, то есть 3 байта: 01101001 11001000 00100110.

Исторически сложилось так, что для экономии внутренней памяти контроллеров СКУД производители делили код на две не равные части. Младшая часть, как правило, состоящая из 16 бит – это и есть номер карты и оставшаяся часть – серия. То есть на одном предприятии использовались карты одной серии, и памяти контроллера сохранялся только номер карты, этим и достигалась экономия памяти. В наше время актуальность такого деления/экономии уже утратила силу.

Первый байт (серия) 01101001  в десятичной системе равен 105, оставшиеся два 11001000 00100110  (номер) – 51238. То есть наша карта имеет серию 105 и номер 51238, или просто 105 51238. Что мы и видим на рисунке 2.