英創(chuàng)信息技術(shù)Linux工控主板對韋根信號的支持

Wiegand(韋根)協(xié)議是由摩托羅拉公司定制的一種通訊協(xié)議，它適用于涉及門禁控制系統(tǒng)的讀卡器和卡片的許多特性。韋根數(shù)據(jù)輸出由兩條數(shù)據(jù)線DATA0和DATA1，和公共的信號地GND組成。在沒有數(shù)據(jù)輸出時，DATA0和DATA1都保持高電平（典型為+5V電平），若輸出'0'時，DATA0輸出低脈沖而DATA1保持為高電平，輸出'1'時，DATA1輸出低脈沖而DATA0保持為高。典型的低脈沖寬度為50us，輸出每一bit之前的間隔為1ms（如下圖，實際的信號電平和時序由實際的韋根讀卡器決定）。

韋根協(xié)議包含很多種格式來傳輸串行數(shù)據(jù)，英創(chuàng)公司工控主板支持最常用的韋根26 bit和韋根34 bit格式。韋根26是已經(jīng)廣泛使用的通用工業(yè)校準，一個“韋根包”有26位數(shù)據(jù)，第1位為第1到第13位的偶校驗，最后1位為第14到第26位的奇校驗，中間24位為數(shù)據(jù)位。

對于韋根34格式，即一個“韋根包”有34位數(shù)據(jù)，常見的格式為第1位為第1到第17位的偶校驗，最后1位為第18到第34位的奇校驗，中間32位為數(shù)據(jù)位。

英創(chuàng)公司為Linux工控主板提供了支持韋根協(xié)議的設(shè)備驅(qū)動模塊，在命令行輸入insmod wiegand-gpio.ko即完成驅(qū)動程序的加載。linux韋根驅(qū)動支持應(yīng)用程序通過非阻塞的輪詢操作（select）和異步通知的方式讀取韋根數(shù)據(jù)，這里我們建議使用非阻塞輪詢方式。以非阻塞方式O_NONBLOCK打開設(shè)備文件后，使用num = read(fd,buffer,len)讀取韋根數(shù)據(jù)，只讀取Site Code和User Code，不包含奇偶校驗位，各參數(shù)意義如下：

輸入?yún)?shù)：

fd：int, 韋根設(shè)備文件描述符；

len：buffer長度，固定4字節(jié)，小于4字節(jié)提示錯誤；

輸出參數(shù)：

buffer：char *, read結(jié)果緩存，固定4字節(jié)，根據(jù)不同返回值num，具有不同意義；

返回值：

num：int, 讀取成功時，表示讀取的字節(jié)數(shù)，具體意義如下：

num = 4，讀取成功，數(shù)據(jù)格式為wiegand 34，buffer [0-1]為Site Code，buffer [2-3]為User Code；

num = 3，讀取成功，數(shù)據(jù)格式為wiegand 26，buffer [0]=0，buffer [1]為Site Code，buffer [2-3]為User Code；

num = 1，讀取成功，數(shù)據(jù)格式為鍵盤按鍵（部分讀卡器有此功能），buffer [0]=0, buffer [1]為按鍵值；

num = -1，讀取失敗，buffer [0]存錯誤碼：

-1//格式錯誤，長度不匹配

-2//偶校驗錯誤

-3//奇校驗錯誤

-4//用戶傳入buffer空間太小

英創(chuàng)各個主板連接韋根信號的定義如下：

	Wiegand_DATA0	Wiegand_DATA1
ESM928x / ESM335x / EM335x	GPIO14	GPIO15
EM9280 / EM9281 / EM9287	GPIO26	GPIO27

韋根讀卡器通常輸出5V TTL電平，而英創(chuàng)工控主板的GPIO要求輸入電平不能超過3.3V，所以韋根讀卡器輸出的信號需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換后才能與英創(chuàng)主板的GPIO相連。下圖是一個簡單的5V轉(zhuǎn)3.3V的電平轉(zhuǎn)的電路，WG_DATA0和WG_DATA1為韋根讀卡器輸出信號，注意要將韋根讀卡器與英創(chuàng)工控主板共地。

以下是讀取韋根數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序示例代碼：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#defineWIEGAND_ERROR_FORMAT -1 //格式錯誤，長度不匹配

#defineWIEGAND_ERROR_EVEN_PARITY -2 //偶校驗錯誤

#defineWIEGAND_ERROR_ODD_PARITY -3 //奇校驗錯誤

#defineWIEGAND_ERROR_LESS_BUF -4 //用戶傳入buf空間太小

intexitflag; //退出標志

charbuffer[4]; //read結(jié)果

intreadWiegandThreadFunc(void* lparam)

{

intfd = * (int*)lparam;

fd_set fdRead;

structtimeval aTime;

intret;

while(1)

{

FD_ZERO(&fdRead);

FD_SET(fd,&fdRead);

aTime.tv_sec = 2; //s

aTime.tv_usec = 0; //us

ret =select( fd+1, &fdRead, NULL, NULL, &aTime );

if( ret>0 )

{

if( FD_ISSET(fd, &fdRead) )

{

//用戶可以在此加入處理操作

intnum = 0;

num =read(fd,buffer,4);

if(num < 0)

{

interrorCode = (signedchar)buffer[0];

printf("ERROR:read failed! num: %d\n",num);

switch(errorCode)

{

caseWIEGAND_ERROR_FORMAT:

printf("ERROR CODE: %d, wiegand data format did not match wiegand-26,weigand-34 or 4 bits for keyboard!\n",errorCode);

break;

caseWIEGAND_ERROR_EVEN_PARITY:

printf("ERROR CODE: %d, wiegand data even parity was wrong!\n",errorCode);

break;

caseWIEGAND_ERROR_ODD_PARITY:

printf("ERROR CODE: %d, wiegand data odd parity was wrong!\n",errorCode);

break;

caseWIEGAND_ERROR_LESS_BUF:

printf("ERROR CODE: %d, buffer was too small, please set it to 4 bytes!\n",errorCode);

break;

default:

printf("ERROR CODE: %d, Unknown Error!\n",errorCode);

break;

}

}

else

{

printf("result: %x,%x,%x,%x\n",buffer[0],buffer[1], buffer[2], buffer[3]);

}

}

}

if( exitflag==1 )//exitflag在程序其他線程中改變

{

printf("exit!\n");

break;

}

}

pthread_exit( NULL );

return0;

}

intmain(intargc,char* argv[])

{

intfd;

inti = 0;

exitflag = 0;

fd =open("/dev/em9280_wiegand",O_RDONLY | O_NONBLOCK);

if(fd < 0)

{

printf("ERROR:open failed!\n");

return-1;

}

pthread_attr_t attr;

pthread_t m_thread;

int res;

res = pthread_attr_init(&attr);

if( res!=0 )

{

printf("Create attribute failed\n" );

}

// 設(shè)置線程綁定屬性

res = pthread_attr_setscope( &attr, PTHREAD_SCOPE_SYSTEM );

// 設(shè)置線程分離屬性

res += pthread_attr_setdetachstate( &attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED );

if( res!=0 )

{

printf( "Setting attribute failed\n" );

}

// 創(chuàng)建select線程，在此線程中讀韋根數(shù)據(jù)

res = pthread_create( &m_thread, &attr, (void*(*) (void*))&readWiegandThreadFunc, &fd );

if( res!=0 )

{

return-1;

}

pthread_attr_destroy( &attr );

while(1)

{

//執(zhí)行其他任務(wù)

printf("%d\n",i++);

sleep(1);

if(i==50)

{

exitflag = 1;

printf("over\n");

break;

}

}

close(fd);

return0;

}