Wiegand je jednoduché kabelové komunikační rozhraní mezi čtečkou ID (kartou) a kontrolérem, široce používané v systémech řízení a správy přístupu ( ACS ).
Navrženo pro přenos výsledku identifikace ze čtečky ACS do řídicí jednotky. V konkrétním případě lze přes rozhraní přenášet číslo načtené bezkontaktní karty, číslo rádiové klíčenky, vytočený PIN kód, číslo šablony otisku prstu.
Rozhraní nemělo oficiální standard, nicméně mnoho společností přijalo interní standardy pro rozhraní. Jeden z nejznámějších dokumentů navržených americkou organizací Security Industry Association"SIA AC-01-1996.10 - Řízení přístupu - Wiegand" [1] .
Rozhraní nepodporuje šifrování přenášených dat, autentizaci stran, kontrolu integrity linky mezi čtečkou a kontrolérem. Rozhraní rovněž neumožňuje řešit další problémy interakce mezi čtečkou a kontrolérem, kromě přenosu výsledku identifikace včetně správy indikace čtečky. Jako alternativu k Wiegand, bez těchto nevýhod, SIA doporučuje používat rozhraní OSDP.
Zpočátku se rozhraní používalo ve čtečkách speciálních plastových karet s drátěnými segmenty z Wiegandovy slitiny (John R. Wiegand), na rozdíl od magnetických karet (včetně bankovních), pro které se používalo rozhraní Hodiny + Data. Nejjednodušší čtečky karet Wiegand neměly vůbec žádnou elektroniku, protože slitina Wiegand při převrácení magnetizace vytvořila dostatečně silný signál v magnetické čtecí hlavě. Vzhledem k tomu, že Wiegand karty jsou mnohem bezpečnější než bankovní karty a byly široce používány v systémech kontroly přístupu, toto rozhraní se stalo de facto standardem. Později byly Wiegand karty i magnetické karty nahrazeny bezkontaktními kartami ( RFID ), nicméně rozhraní zůstalo zachováno beze změny kvůli kompatibilitě zařízení. Na území Ruské federace se původní čtečky karet s technologií Wiegand prakticky nepoužívaly, plošné zavádění systémů ACS začalo po nástupu bezkontaktních (RFID, proximity) karet.
Existuje několik variant rozhraní Wiegand, které se liší čísly v názvu rozhraní. Toto číslo v názvu udává počet bitů v balíčku.
Nejběžnější čtečky a řadiče ACS podporují následující varianty Wiegand:
Existují různé čtečky s délkou Wiegand až 128 bitů. Ve skutečnosti může být počet bitů ve formátu Wiegand téměř cokoliv rozumného. Když se v názvu setkáte s novou číslicí, zůstává nejasná pouze přítomnost paritních bitů a způsob jejich výpočtu.
Pro podobná rozhraní existují i jiná jména. Běžné je například rozhraní KSF, což je ve skutečnosti Wiegand-32.
Pro komunikaci mezi čtečkou a ovladačem ACS je použita třívodičová sběrnice - dva signálové vodiče, jeden společný. Na obrázku je klasické schéma zapojení, ze kterého jsou zřejmé i elektrické parametry rozhraní.
Maximální délka komunikační linky silně závisí na správné volbě kabelu (hlavními kritérii jsou nízká lineární kapacita, nízký ohmický odpor) a kompetentním návrhu obvodu pro oddělení výkonu čtečky a regulátoru. Obvyklé hodnoty udávané dodavateli zařízení jsou do 150 ... 250 metrů.
Jako kabel můžete použít kroucený dvoulinkový kabel 5. kategorie. V tomto případě musí být signály "Data0" a "Data1" přenášeny v různých párech (vodič "a"), druhý vodič z páru (vodič "b") je připojen ke "společné" svorce.
Přenos se provádí v krátkých pulzech. Přítomnost pulzu v řádku "Data0" znamená, že byl přenesen log.0, přítomnost pulzu v řádku "Data1" znamená, že byl přenesen log.1. Šířka a perioda pulzu se značně liší v závislosti na výrobci čtečky. Šířka pulzu je obvykle v rozsahu 20…200 µs. Perioda opakování pulzu je 300…3000 µs.
Komunikace je jednosměrná, v okamžiku detekce karty je ze čtečky do řadiče ACS přenesen jeden rámec s kódem karty . Přenos probíhá s nejvýznamnějším bitem kódu vpřed.
Snímky jsou odděleny časovým limitem. Ve skutečnosti je minimální doba mezi snímky 0,5 sekundy, doporučený časový limit pro regulátor ACS je 50…250 ms.
Koncept zařízeníHistoricky mnoho systémů kontroly přístupu a výrobců karet běžně rozděluje kód karty na dvě nestejné části nazývané zařízení a číslo . Obvykle se spodních 16 bitů kódu odkazuje na číslo, vše ostatní je na zařízení. Důvodem tohoto rozdělení je úspora paměti u velmi starých přístupových řadičů. Při instalaci objektu byly vybrány karty se stejným zařízením a do paměti regulátoru bylo zapsáno pouze spodních 16 bitů kódu tagu ( číslo ). Od té doby uplynulo mnoho času a takové úspory jsou dávno pryč, ale mnoho systémů stále pracuje s těmito koncepty a zobrazují kód karty rozdělený na části. V naší době takové rozdělení nemá žádné sémantické zatížení.
Pokud existuje parita, pak se k bitům kódu karty přidají dva bity - jeden před kód, druhý za. Podle toho je celý kód mapy rozdělen přesně uprostřed na dvě části. Parita vyšší poloviny kódu je řízena prvním bitem, dolní polovina posledním. Pokud je počet bitů v kódu lichý, pak je střední bit kódu zahrnut do obou paritních kontrol.
První paritní bit (vyšší poloviny kódu) je nastaven na 1, pokud je počet jedniček v jeho polovině kódu lichý. Poslední paritní bit (spodní polovina kódu) je nastaven na 1, pokud je počet jedniček v jeho polovině kódu sudý.
Je třeba poznamenat, že existují čtenáři, kteří toto pravidlo parity nedodržují. Proto ve skutečnosti většina univerzálních řadičů řízení přístupu jednoduše ignoruje paritu. Některé formáty bezkontaktních karet navíc nesou informaci o počtu kódových bitů a paritě přímo na kartě, takže čtečka nemůže žádným způsobem ovlivnit aktuální formát výstupních dat. Takový je například formát HID ProxPass, Indala ASP atd.
Mnoho systémů řízení přístupu podporuje identifikaci zadáním PIN kódu na klávesnici. Volaný kód může v tomto případě sloužit jako hlavní identifikační prvek i jako doplňkový. Obvykle je volený kód přenášen také přes rozhraní Wiegand. Existují různé přístupy k jeho přenosu, nejběžnější jsou následující:
V obou přístupech, kromě čísel jako takových, mohou čtečky často přenášet servisní znaky jako # a * přes Wiegand, pokud jsou na klávesnici přítomny.