維根及ABA磁卡編碼產(chǎn)生器原理和實現(xiàn)方法

1、維根及ABA磁卡編碼產(chǎn)生器原理和實現(xiàn)方法關(guān)鍵詞：維根編碼  aba磁卡編碼  一卡通系統(tǒng)  編碼產(chǎn)生器  讀卡器  摘  要：“一卡通”要求在整個系統(tǒng)中使用同一張卡完成所有功能，但由于組成“一卡通”系統(tǒng)的多個不同類型的子系統(tǒng)往往具有不同的讀卡器接口，給系統(tǒng)集成帶來困難。本文介紹的這種編碼產(chǎn)生器可以將RS232RS485接口的讀卡器輸出轉(zhuǎn)換成標準的維根和ABA磁卡編碼輸出，為“一卡通”系統(tǒng)的組建帶來方便， 同時還可以利用該編碼產(chǎn)生器輸出特殊編碼，供系統(tǒng)調(diào)試使用。文中介紹了這種編

2、碼產(chǎn)生器的工作原理和實現(xiàn)方法，并給出了硬件原理框圖和軟件流程圖。 一、引言    隨著社會的發(fā)展， 人民的生活水半不斷提高， 對生活質(zhì)量以及工作和生活環(huán)境的安傘性要求也越來越高。為滿足人們的這種需求， 各種相關(guān)電r了產(chǎn)品應(yīng)運而生， 而作為人機數(shù)據(jù)交換的主要工具， 各種類型的卡已經(jīng)進入生活各個領(lǐng)域。但由于不同領(lǐng)域使用的卡和讀卡器尚未形成統(tǒng)一規(guī)范， 持卡者需要使用小同的卡實現(xiàn)不同的功能， 給使用帶來了很大的不便。為了解決這一矛盾， 人們希望建立“一卡通” 系統(tǒng)。 “一卡通” 要求在整個系統(tǒng)中使用同一張卡完成所有功能， 但由于組成“一卡通” 系統(tǒng)的多個不同類型的子系統(tǒng)往

3、往具有不同的讀卡器接口， 給系統(tǒng)集成帶來困難。    通過對目前市場上常見讀卡器和控制器進行調(diào)查分析， 發(fā)現(xiàn)在停車場和消費領(lǐng)域使用較多的是RS232RS485接口方式，門禁等出入口控制領(lǐng)域的主流是維根接口，而銀行系統(tǒng)的信用卡則一般使用ABA磁卡接口。針對這種狀況， 我們研制了這種維根及ABA磁卡編碼產(chǎn)生器。利用這種編碼產(chǎn)生器可以將RS2 32RS48 5接口的讀卡器輸出轉(zhuǎn)換成標準的維根和ABA磁卡編碼輸出。這樣在組建“一卡通” 系統(tǒng)即只選用帶RS232RS48 5接口的讀卡器， 保證系統(tǒng)中使用的讀卡器類型統(tǒng)一， 同時也確保了使用同 張卡完成所有功能。當存某些了系統(tǒng)

4、斗I必須使用帶維根或磁卡接口的控制器時， 可以使用木文介紹的編碼產(chǎn)生器完成數(shù)據(jù)交換， 為“一卡通” 系統(tǒng)的組建帶來方便。另外還可以利用該編碼產(chǎn)生器輸出特殊編碼， 供系統(tǒng)調(diào)試使用。二、維根編碼接口    維根編碼協(xié)議包括26位，34位，42位等不同的格式。以26位格式為例， 共由26位二進制數(shù)組成， 第0位和第25位是校驗位， 中間24位是數(shù)據(jù)位。第0位是第1位到第12位數(shù)據(jù)的偶校驗位， 第25位是第13位到第24 數(shù)據(jù)的奇校驗位。其它格式與26位類似， 只是數(shù)據(jù)的位數(shù)不同。    帶維根編碼輸出的讀卡器通過兩條數(shù)據(jù)線DATA0和DAT

5、A1輸出編碼信號。如圖1所示， 在正常情況下，DATA 0和DATA 1均為高電平， 而在有數(shù)據(jù)輸出時產(chǎn)生 隔為2m s， 寬度5O uS的低電平脈沖， 輸出卡號。DATA O和DATA 1分別輸出卡號二進制編碼的O和1。圖1 wiegand協(xié)議時序圖三、ABA磁卡編碼接口    磁卡是利用貼在卡上的磁條來記錄持卡人的帳戶、姓名等信息的。磁條上記錄的信息采用調(diào)頻制編碼技術(shù)，具有白同步能力， 保證磁卡以不同速度劃過讀卡器時都能輸出正確的數(shù)據(jù)。磁卡上一般有三個磁道， 并且每個磁道存卡上的位置在同際標準IS07811/4 和IS078 115都有嚴格的定義。同時國際標準

6、I SO78 112規(guī)定， 磁道1記錄字母數(shù)據(jù)型數(shù)據(jù)，可以記錄多達79個字符或數(shù)字， 每個字符由7個bit組成。磁道2記錄數(shù)字型數(shù)據(jù)， 記錄長度不超過40個數(shù)據(jù)。磁道1和磁道2兩者都是只讀磁道。磁道3記錄數(shù)字型數(shù)據(jù)， 格式與磁道2相同， 但可以記錄多達1 07個數(shù)據(jù)。磁道3是讀寫磁道。    磁道2的數(shù)據(jù)標準制定最初是由美同銀行家協(xié)會(ABA，Ameri Can Banker S A S SOCiat i On) 完成，它包含了一些最基本的相關(guān)信息， 如卡的惟一識別號碼， 卡的有效期等。由于磁道2的數(shù)據(jù)包含卡的惟一識別號碼，因此在許多身份識別系統(tǒng)如出入口控制等系統(tǒng)

7、中， 控制器一般都使用第二磁道的數(shù)據(jù)， 本文也主要介紹該磁道的數(shù)掘編碼， 其它磁道的數(shù)據(jù)可用類似的方法實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。    IS078 13 定了第二磁道的標準結(jié)構(gòu)。第二磁道的數(shù)據(jù)采用的是ANSII S0 BCD數(shù)據(jù)格式， 每個字符長度為5個b i t(含校驗位) ， 其信息最大長度為40個字符。使用的是16字符集， 前面4位是有效數(shù)據(jù)位，最后一位為奇校驗位， 而且，發(fā)送卡信息時， 低位在前。 (如表1)    SS： 起始標記。其編碼為0BH。    PAN： 主帳號。PAN由三部分組成： 

8、60;  1)卡者標識號碼： 它是標識主要行業(yè)和發(fā)卡者的號碼。    2)人帳戶標識： 它是由發(fā)卡部門分配給獨立單位或個人的號碼， 用于標識一個獨立的帳戶。    3)校驗數(shù)字： 個人帳號，標識之后緊跟一數(shù)字，用以使PAN有效。它是根據(jù)PAN里除了校驗數(shù)字外的所有數(shù)字計算得到的。其計算是采用計算模1 0“隔位倍加”校驗數(shù)的方法。它是用來標識發(fā)行卡片的行業(yè)、卡片發(fā)行人以及帶有一位校驗位的客戶標識號， 其最大長度不能超過1 9個數(shù)字。    FS： 域分割符號， 其編碼為0DH。 

9、0;   ADATA： 附加數(shù)據(jù)， 如失效日期、加密了的個人身份碼等附加數(shù)據(jù)。    ES： 結(jié)束標記， 其編碼為0FH。    LRC： 縱向冗余校驗字符。不包括奇校驗符，LRC7符的每一位使數(shù)據(jù)信息(包括起始標記、數(shù)據(jù)、分割標記、結(jié)束標記和LRC字符)對應(yīng)位上的位編碼為“1” 的總數(shù)是偶數(shù)。LRC字符本身也附加有校驗位，同樣是采用奇校驗。不同的磁卡讀卡器可以讀取磁卡中的某個或某幾個磁道的數(shù)據(jù)， 通過PRESENT引線輸出發(fā)送開始和結(jié)束信號，CLOCK和DATA兩條數(shù)據(jù)線輸出同步時鐘和數(shù)掂編碼信號。ABA協(xié)議規(guī)定

10、為負邏輯， 數(shù)據(jù)發(fā)送之前，PRSENT管腳變?yōu)榈碗娖讲⑷找恢本S持到數(shù)據(jù)傳送完畢，DATA管腳傳送數(shù)據(jù)， 每當CLOCK有一個下降沿之后，DATA管腳就傳送一個b i t的數(shù)據(jù)， 之前的 DATA值在CLOCK下降沿來臨之前的1 0U silt持有效， 當前的DATA值在下一 個CLOCKT 降沿來臨前1 0us有效。磁條的開頭是一連串的“0” 比特數(shù)據(jù)流， 保證時鐘得到同步而開始解碼。四、編碼產(chǎn)生器工作原理    編碼產(chǎn)生器硬件原理框圖如圖2所示。系統(tǒng)以PHI LI PS的8 7 LPC7 64為控制核心， 包括看門狗電路、串口電半轉(zhuǎn)換電路以及編碼輸出電路。 圖2

11、 處理轉(zhuǎn)換電路    87 LPC7 64是由Ph i l i P s生產(chǎn)的增強型5 1單片機，它在基本結(jié)構(gòu)、匯編指令等方面與80C51系列兼容，它的時鐘頻率可高達20MHZ。圖中DATA 1和DATA 0管腳輸出Wi egand信號， 從PRESENT和CL0CK、DATA管腳輸出ABA格式的信號，由于都采用負邏輯輸出，空閑狀態(tài)位高電半， 因此每一個輸出管腳都接上拉電阻。當有信號輸出時， 管腳上會出現(xiàn)低電半脈沖。開關(guān) S 1用于選擇輸出模式， 當S 1閉合時輸出wiegand信號，否則輸出ABA格式的信號。    看門狗和系統(tǒng)參數(shù)存儲由x25043完成。該芯片內(nèi)含電源監(jiān)控、看門狗和可擦寫非易失存儲器， 保存通訊波特率、卡格式等參數(shù)。五、編碼產(chǎn)生器軟件工作流程程序的流程圖3所示。六、結(jié)論：    目前， 該編碼產(chǎn)生器作為RS48 5到維根輸出的碼轉(zhuǎn)換器， 已經(jīng)在某水電樞紐工程的車輛出入控制中得到應(yīng)用：而作為從RS485到磁卡格式輸出轉(zhuǎn)換器， 則被成功地應(yīng)用于交通銀行某大樓的員工出入控制系統(tǒng)中。作者簡介：北京航空航天大學理學院 許丹 徐平【參考文