Wiegand韋根卡數據格式
文章出處：http://www.xujuanpiju.com 作者：興邦科技 人氣： 發表時間：2011年01月31日
Wiegand（韋根），這一名詞適用于涉及門禁控制系統的讀卡器和卡片的許多特性。不幸的是，這個詞已被濫用，并且可能引起不必要的困擾。實際上，“Wiegand”的基本含義包括：
1. 特定的讀卡器-卡接口；
2.特定的二進制讀卡器-控制器接口；
3.電子信號載波數據；
4.標準的26-Bit二進制卡片數據格式；
5.電磁效應；
6.卡片技術。
在本文中，我們將主要探討第2項和第4項。
當消費者們說起“Wiegand格式”時，通常他們指的是一般概念上的安全卡片數據編碼。不過，請記住“Wiegand格式”也常常被理解為標準的26-Bit格式，這是一種非常特殊的二進制卡片數據排列。下面列舉了一些基本事實：
·格式描述的是一個數字所代表的意思，或一個數字是如何被使用的。格式并不僅僅是數字本身；
·除了標準的26-Bit之外，比特的數目并不能顯示出格式的類型。例如，34-Bit就一共有100多種不同的格式存在；
·在一個給定的比特長度內（34-Bit、37-Bit），每個數據元素的大小和位置都可以變化。例如，一個34-Bit格式可能有一個8-Bit的設備代碼（facility code），從Bit＃2開始；而另一個34-Bit的設備代碼則可能是12-Bit，從Bit＃21開始；
·門禁控制面板的性能決定了哪種格式是否可以工作。
當使用戶看到一串數字“19495981699”時，它可能并不代表任何意思。如果某人將其描述為一個美國的電話號碼時，那么，它將馬上被理解為：949是區號，后面的則是電話號碼。對格式的理解，讓用戶可以對數據進行解碼。由于電話公司的交換設備規定了這種格式，因此它總是以(xxx) yyy-zzzz的格式出現。
電話公司已將這種格式維持了許多年，并在一定的時間內緩慢地在每個組內增加號碼。同樣，安防設備也擁有類似的格式要求。也就是說，安防行業并不想將格式公開，安防產品公司常常更換格式，來保持產品和系統的保密性，并保證控制器能夠理解來自125kHz卡片的數據，而讀卡器也能與13.56MHz的卡片和讀卡器進行無縫連接。
標準26-Bit格式
在卡片格式內，卡片數據已被編程，它是由與門禁控制面板相兼容的數據模式來決定的。所有的HID卡（卡和標簽等）都可以通過標準的26-Bit卡片數據格式來進行編程。
開放式標準26-Bit格式
開放式格式，意味著任何人都可以購買某一特定格式的HID卡，并且這些特定格式的種類是公開可選的。26-Bit格式就是一個廣泛使用的工業標準，并且對所有HID的用戶開放。幾乎所有的門禁控制系統都接受標準的26-Bit格式，這種格式來自真正的Wiegand 卡技術。
標準26-Bit卡擁有255個可能的設備代碼（facility codes），從1到255。每個設備代碼（特征字段）可以有從1到65,535，高達65,535個卡片ID號碼。無重復排列可使用的卡片總數為16,711,425張。這種格式的使用沒有限制。那些不限制卡片編號重復的卡片供貨商沒有明文規定這一點。
大型的卡片供貨商，如HID生產和管理著1000多種其它的卡片數據格式，但這些供應商都在共同使用著26-Bit格式這樣的基本概念。另外，其它的卡片制造商也在開發獨特的、自己的卡片格式。
標準的26-Bit卡片使用的是二進制編碼數據。這種格式如圖1所示。其中：
·最大設備代碼是255，因為如果全部8個設備代碼比特都設定為1，就等于十進制255；
·最大卡片號碼是65,535，因為如果全部16位卡片號碼字段比特都設定為1，就等于十進制65,535。
校驗位被用于對傳輸中的二進制數據的準確性進行簡單的質量檢測。格式程序的設計者來決定校驗位應該是奇數還是偶數。選定的數據位組與一個校驗位相組合；整個比特號碼的結果應是奇數或是偶數。
在上面的例子中，開頭的校驗位（偶數）連接到前面的12個數據位。如果這12個數據位得到的是一個奇數，校驗位就被設置為1，使得整個13-Bit得到偶數。最后的13比特也同樣地被設置為一個奇數。
假定格式
為了進一步闡述格式是如何被組織的，我們再提供下面兩個假想的例子。
在標準26-Bit格式中，可編程字符段被指定為設備代碼。遞增字符段被稱為卡片編號。根據所討論格式的不同，這些數據分組可以擁有許多不同的名稱。在不同的格式中，相同的名稱往往代表不同的東西。所以，另一種假想的格式可能如圖2所示。
其中，開頭的奇偶校驗位可以與數據串的一個子集相關，第二個奇偶校驗位則與一個完全不同的子集相關。這種格式也有被稱為設備代碼和卡片號碼的字符段，但如果將其與標準26-Bit卡相比較的話，就會發現這種格式非常的不同，并且可能無法在一個安裝有標準26-Bit卡片格式的用戶系統上運行。
創建格式中獨特字段名的人也有權分配其名稱。再來看圖3的假定格式。
這種格式有三個奇偶校驗位，一個5-Bit可編程字符段被稱為“工程號碼
（job number）”；一個4-Bit可編程字符段被稱為“運行編碼（run code）”，一個18-Bit增量字符段被稱為“職員號碼（employee number）”。
當從用戶那里獲取有關格式的信息時，得到他們在可編程區域的準確數值是非常重要的。這些信息是由用戶，而不是卡片供應商提供的。
請注意，用戶常常對“設備代碼”和“現場碼（site code）”兩個專業術語感到困惑。有些格式中有被稱為“設備代碼”的字符段，而其它格式中則被稱為“現場碼”，還有另外的一些格式中則兩個都沒有或兩個都有。用戶在訂購卡片時必須使用準確的專業術語。
為了避免在同一系統中使用重復的卡片號碼，用戶必須知道現有的卡片編號。
系統安裝商還需要知道格式的名稱和指定字符段的信息，以便安裝安全面板和注冊卡片。事實上，沒有這些性能，也是不可能一次性注冊卡片的。卡片供應商，如HID，一直保留著每個卡片訂單的對應清單，包含卡片格式和所有特定卡片數據的清單。同時，卡片供應商的銷售訂單和卡片盒子的標簽也包含了這些相同的信息。
Wiegand讀卡器-控制器接口
接口界面定義了兩個設備之間如何進行相互之間的通信。以HID的讀卡器為例，不同的讀卡器使用的是多種已定制完備的工業標準接口，其中包括：
·Wiegand（韋根）接口；
·串行端口（RS232、RS422、RS485）；
·時鐘及數據接口（Clock-and-Data，磁條軌道/2）--也被稱為 ABA 格式。
我們將集中關注Wiegand 接口，因為它是卡片門禁控制系統中最先進的工業接口。
Wiegand接口界面由三條導線組成，稱為“數據0”（通常為綠色），"數據1"（通常為白色）和 “data return"（通常為黑色）。當安裝商拿到讀卡器時，他們希望在讀卡器和門禁控制面板的連接點（終端）上都能夠看到這三個名稱。目前所有的標準型讀卡器都提供可選擇的Wiegand接口。這三條線負責傳送Wiegand數據，也被稱為Wiegand信號。
由于卡片數據是二進制，因此讀卡器只是簡單地接收來自卡片的無線電頻率數據，將其從無線電頻率翻譯成Wiegand協議，并將完整的二進制數據串發送給控制器。數據0走的是綠線，數據1走白線，控制器將兩個字符串結合成原來的二進制數據集。
控制面板格式設置
門禁控制面板的任務是用來拒絕不符合指定預定義格式的卡片數據。幾乎所有的控制面板都可以使用26-Bit標準格式（除了制造商專有的格式之外）。
簡單的控制面板可能只使用一到兩種格式，但較精密復雜的控制面板則具有軟件可配置的功能，并可接受各種不同的格式，甚至有些可以建立用戶定制的格式。一旦某種格式被確定下來，控制面板就被設定了。感應卡必須按照這種設置的格式來訂購，并且卡片必須進行編程，以符合控制面板的格式，實現正常的運作。
這種從控制面板到卡片的單向流程安裝信息是有目的的。它使得那些得到感應卡而未經授權的人難以知道在哪里以及如何使用它們。甚至那些具有專業技術知識和設備的人也無法肯定地識別出卡片的格式，因為格式信息存儲在控制面板中，而不是卡片中。格式并不是數字——雖然它們看上去是數字的形式。卡片數據只是遵循控制面板的格式。
以下是訂購卡片的幾個基本信息：
·格式名稱：卡片供應商可編程提供數百種現有格式的卡片，沒有默認的格式，用戶必須指定他們所要求格式的名稱；
·可編程字符段信息：開頭的1-Bit奇偶字符段，緊接著的是8-Bit可編程字符段、16-Bit增量字符段和末尾奇偶校驗位。
十進制、二進制和十六進制
雖然日常生活中的數字大多是基于十進制的，但計算機一直使用二進制算法，每個系列只包含1或0。二進制數據通常結合成方便的4-Bit十六進制，或十六進制單位，稱為“nybbles”。十六進制值顯示為0到F。
使用十六進制，24-Bit只需通過6個字符來表示。
(1111) (1111) (1111) (1111) (1111) (1111) 四個比特組合起來稱為
F F F F F F
“nybbles”。
·設備代碼255在十六進制中為FF，(15x16)+15=255；
·認證號碼65,535在十六進制中為FFFF，(15x4096)+(15x256)+(15x16)+15= 65,535。
<0>由于其緊密的結構，且可直接表示二進制，因此許多控制面板使用的是十六進制算法。
