Wiegand este o interfață simplă de comunicare prin cablu între un cititor de ID (card) și un controler, utilizată pe scară largă în sistemele de control și management al accesului ( ACS ).
Proiectat pentru a transfera rezultatul identificării de la cititorul ACS la controler. Într-un caz particular, numărul cardului de citire fără contact, numărul cheii radio, codul PIN format, numărul șablonului de amprentă pot fi transmise prin interfață.
Interfața nu avea un standard oficial, însă, după fapt, multe companii au adoptat standarde interne pentru interfață. Unul dintre cele mai cunoscute documente propuse de organizația americană Security Industry Association„SIA AC-01-1996.10 - Control acces - Wiegand” [1] .
Interfața nu acceptă criptarea datelor transmise, autentificarea părților, controlul integrității liniei între cititor și controlor. De asemenea, interfața nu permite rezolvarea altor probleme de interacțiune între cititor și controlor, cu excepția transferului rezultatului identificării, inclusiv gestionarea indicației cititorului. Ca alternativă la Wiegand, fără aceste dezavantaje, SIA recomandă utilizarea interfeței OSDP.
Inițial, interfața a fost folosită la cititoarele de carduri speciale din plastic cu segmente de sârmă din aliaj Wiegand (John R. Wiegand), spre deosebire de cardurile magnetice (inclusiv cardurile bancare), pentru care a fost folosită interfața Ceas + Date. Cele mai simple cititoare de carduri Wiegand nu aveau deloc electronică, deoarece aliajul Wiegand în timpul inversării magnetizării a creat un semnal suficient de puternic în capul de citire magnetic. Deoarece cardurile Wiegand sunt mult mai sigure decât cardurile bancare și au fost utilizate pe scară largă în sistemele de control al accesului, această interfață a devenit standardul de facto. Mai târziu, atât cardurile Wiegand, cât și cardurile magnetice au fost înlocuite cu carduri fără contact ( RFID ), cu toate acestea, interfața a fost păstrată neschimbată pentru compatibilitatea echipamentelor. Pe teritoriul Federației Ruse, cititoarele de carduri originale cu tehnologie Wiegand practic nu au fost folosite, introducerea pe scară largă a sistemelor ACS a început după apariția cardurilor fără contact (RFID, proximitate).
Există mai multe varietăți ale interfeței Wiegand, care diferă prin numerele din numele interfeței. Acest număr din nume indică numărul de biți din pachet.
Cele mai comune cititoare și controlere ACS acceptă următoarele variante Wiegand:
Există varietăți de cititoare cu lungimea Wiegand de până la 128 de biți. De fapt, numărul de biți în formatul Wiegand poate fi aproape orice. Când întâlniți o nouă cifră în nume, rămâne neclară doar prezența biților de paritate și metoda de calcul a acestora.
Există și alte nume pentru interfețe similare. De exemplu, interfața KSF este comună, care este de fapt Wiegand-32.
Pentru comunicarea dintre cititor și controlerul ACS , se utilizează o magistrală cu trei fire - două fire de semnal, unul comun. Figura prezintă o schemă clasică de conectare, din care sunt evidenti și parametrii electrici ai interfeței.
Lungimea maximă a liniei de comunicație depinde în mare măsură de alegerea corectă a cablului (principalele criterii sunt capacitatea liniară scăzută, rezistența ohmică scăzută) și proiectarea competentă a circuitului de decuplare a puterii cititorului și controlerului. Valorile uzuale date de furnizorii de echipamente sunt de până la 150 ... 250 de metri.
Ca cablu, puteți folosi un cablu torsadat din categoria a 5-a. În acest caz, semnalele „Data0” și „Data1” trebuie transmise în perechi diferite (firul „a”), al doilea fir al perechii (firul „b”) este conectat la terminalul „comun”.
Transmiterea se realizează în impulsuri scurte. Prezența unui impuls în linia „Data0” înseamnă că a fost transmis log.0, prezența unui impuls în linia „Data1” înseamnă că a fost transmis log.1. Lățimea și perioada pulsului variază foarte mult în funcție de producătorul cititorului. Lățimea impulsului este de obicei în intervalul 20...200 µs. Perioada de repetare a pulsului este de 300...3000 µs.
Comunicarea este unidirecțională, în momentul detectării cardului, un singur cadru cu codul cardului este transmis de la cititor la controlerul ACS . Transmisia merge cu cel mai semnificativ bit al codului înainte.
Cadrele sunt separate prin timeout. În realitate, timpul minim între cadre este de 0,5 secunde, timpul de expirare recomandat pentru controlerul ACS este de 50…250 ms.
Conceptul de facilitateDin punct de vedere istoric, multe sisteme de control al accesului și producători de carduri împart în mod convențional codul cardului în două părți inegale numite facilitate și număr . De obicei, cei 16 biți inferiori ai codului sunt referiți la număr, totul altceva este la facilitate. Motivul acestei diviziuni este de a economisi memorie în controlere de acces foarte vechi. În timpul instalării obiectului, au fost selectate carduri cu aceeași facilitate și doar cei 16 biți inferiori ai codului etichetei ( număr ) au fost scriși în memoria controlerului. A trecut mult timp de atunci și astfel de economii au dispărut de mult, dar multe sisteme încă funcționează cu aceste concepte, arătând codul cardului împărțit în părți. În timpul nostru, o astfel de diviziune nu are încărcătură semantică.
Dacă există paritate, atunci se adaugă doi biți la biții codului cardului - unul înainte de cod, celălalt după. În consecință, întregul cod al hărții este împărțit exact la mijloc în două părți. Paritatea jumătății superioare a codului este controlată de primul bit, jumătatea inferioară de ultimul. Dacă numărul de biți din cod este impar, atunci bitul central al codului este inclus în ambele verificări de paritate.
Primul bit de paritate (din jumătatea superioară a codului) este setat la 1 dacă numărul de uni din jumătatea sa de cod este impar. Ultimul bit de paritate (jumătatea inferioară a codului) este setat la 1 dacă numărul de unități din jumătatea sa de cod este par.
De menționat că există cititori care nu se supun acestei reguli de paritate. Prin urmare, în realitate, majoritatea controlerelor universale de control al accesului pur și simplu ignoră paritatea. În plus, unele formate de card fără contact transportă informații despre numărul de biți de cod și paritate direct pe card, astfel încât cititorul nu poate influența în niciun fel formatul real al datelor de ieșire. Acesta este, de exemplu, formatul HID ProxPass, Indala ASP etc.
Multe sisteme de control al accesului acceptă identificarea prin introducerea unui cod PIN pe tastatură. În acest caz, codul format poate servi ca principală caracteristică de identificare, precum și suplimentară. De obicei, codul format este transmis și prin interfața Wiegand. Există diferite abordări ale transferului său, cele mai comune sunt următoarele:
În ambele abordări, pe lângă numerele ca atare, cititorii pot transmite adesea caractere de serviciu precum # și * prin Wiegand, dacă acestea sunt prezente pe tastatură.