韦根(Wiegand协议)

一、概述

      韦根(Wiegand协议)是国际上统一的标准,是由摩托罗拉公司制定的一种通讯协议。
      韦根(Wiegand)协议又称韦根码,通俗来说是一种通信工具,用于读卡器(读头)到门禁控制器。当读卡器识别到有效卡后,将卡片的钥匙信息以韦根协议的方式传输,再而转换成数据发送给控制器,控制器验证钥匙信息有效后打开门。
      简而言之,韦根协议相当于一种“传声筒”,控制器无法直接读取读头发送的信息,所以需要韦根协议进行通信,才能完成读头到控制器数据的完整传输。 值得注意的是,韦根协议只能做到单向传输,读头向控制器传输信息为单向,控制器无法给读卡器发送信号,控制器做出反馈还需借助其他工具(例如LED灯)。
韦根协议并没有定义通讯的波特率、也没有定义数据长度。韦根格式主要定义是数据传输方式:Data0 和 Data1 两根数据线分别传输 0 和 1.现在应用最多的是 26bit,34bit,36bit,44bit 等等。Wiegand接口通常由3根线组成,它们是: DATA0,DATA1和 GND 。韦根码在数据的传输中只需两条数据线,一条为DATA0(通常为绿色导线),另一条为DATA1(通常为白色导线)。

韦根协议的优缺点
优点
简单、通用、成本低、技术对接容易。
缺点
1、韦根协议是一种通用的协议,几乎所有的门禁控制系统都接受,因此安全性低,无法加密,相当于明文代码,可随意复制。
2、 传输距离短,100m。
3、单向传输,限制性高。

      韦根协议虽然安全性极差,但因其简单、通用、对接容易,与IC卡的完美配合,所以总的来说使用场景还是很多,例如酒店客房、办公室、小区,几乎所有非接触式IC卡门禁系统的门禁控制器与读卡器进行通信使用的都是韦根协议。韦根可以通过其他方式进行加密,或是通过其他接线进行功能叠加,所以目前还有很大一部分门禁系统会使用韦根,使用概率极高。

二、Wiegand时序

      Wiegand接口通常由3根线组成,它们是:数据0(Data0),数据1(Data1)和 Data return。这3条线负责传输Wiegand信号。D0,D1在没有数据输出时都保持+5V高电平。若输出为0,则D0拉低一段时间,若输出为1,则D1拉低一段时间。
     输出‘0’时:DATA0 线上出现负脉冲;
     输出‘1’时:DATA1 线上出现负脉冲;
     负脉冲宽度 TP=100 微妙;周期 TW=1600 微妙

具体时序如下:
例如:数据‘01000’的时序如下:

韦根(Wiegand协议)_第1张图片

三、标准26 位Wiegand协议

      标准韦根输出是由26位二进制数组成,每一位的含义如下:

1 2             9 10                            25 26
E X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X O        二进制         
第1位为2—13位的偶校验位
第2到第9位为分组码,分组码共有8个二进制位,有256个状态;(电子卡HID码的低8位)
第10到第25位为标识码,标识码共16个二进制位,有65536个状态;(电子卡的PID号码)
第26位为14-25位的奇校验位
这26位数据在读出器的韦根输出线D0,D1上输出。
以上数据从左至右顺序发送。高位在前。

编号含义:
      HID号码即Hidden ID code 隐含码,PID号码即Public ID code 公开码。 PID很容易在读出器的输出结果中找到,但HID在读出器的输出结果中部分或者全部隐掉。HID是一个非常重要的号码,它不仅存在于卡中,也存在于读卡器中。如果卡中的HID与读卡器中的HID不同的话,那么这张卡就无法在这个读卡器上正常工作。

四、韦根26接收

    韦根的接收对时间的实时性要求比较高,如果用查询的方法接收会出现丢帧的现象:假设查询到 DATA0为 0 时主程序正在指向其他任务,等主程序执行完该任务时 DATA0 已经变为 1 了,那么这样就导致了一个 0 bit 丢了,这样读出的卡号肯定奇偶校验通不过,所以表现出 CPU 接收不到 ID 模块发送的卡号了。
唯一的办法是在外部中断里接收每个bit。 (仅仅在中断里获得开始接收 wiegand 数据还不行,因为这是尽管给开始接收 wiegand 数据标志位置位了,但是主程序还在执行其他代码而没有到达查询开始接收 wiegand 数据标志位这条指令)。

五.韦根接口定义:

      Wiegand 接口界面由三条导线组成:
     DATA0:暂定,兰色,P2.5  (通常为绿色)。
     DATA1:暂定,白色,P2.6  (通常为白色)。
     GND:(通常为黑色), 暂定信号地。 当安装商拿到读卡器时,他们希望在读卡器和门禁控制面板的连接点(终端)上都能够看到这三个名称。
目前所有的标准型读卡器都提供可选择的 Wiegand 接口。这三条线负责传送 Wiegand 数据,也被称为Wiegand 信号。


附加:
注意数据从高位输出先输出
Wiegand 26格式:
各数据位的含义:
第 1 位: 为输出数据2—13位的偶校验位
第 2—9 位: ID卡的HID码的低8位
第10-25位: ID卡的PID号码
第 26 位: 为输出数据14-25位的奇校验位

Wiegand 34格式:
各数据位的含义:
第 1 位: 为输出第2—17位的偶校验位
第 2-17 位: ID卡的HID码
第18-33位: ID卡的PID号码
第 34 位: 为输出第18-33位的奇校验位

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