Принцип работы магнитный ключ

Принцип работы домофонного ключа: устройство и виды ключей

Система управления доступом — это звучит солидно.

Однако с ней ежедневно сталкиваются сотни тысяч людей, чтобы попасть к себе домой.

Сегодня практически на каждом подъезде установлены панели доступа.

А их клиенты, жители дома — даже не задумываются, как называется ключ от домофона.

Это может быть привычная таблетка, бесконтактный брелок, пластина оптического распознавания и даже компактный герконовый блок.

Устройство ключа от домофона

Как устроен ключ от домофона и как именно происходит взаимодействие основного микропроцессорного модуля системы с индивидуальным «отпирателем» — зависит от конкретной модели системы.

Виды домофонных ключей

Сегодня наиболее распространены:

классические Touch Memory, привычные таблетки;
бесконтактные RFID, брелки или карты;
индивидуальные пластины оптического распознавания.

Простой ответ на вопрос, как работает домофонный ключ, звучит так: происходит постоянный опрос со стороны системы в ожидании ответа от индивидуальной таблетки, брелка. В оптических распознавателях началом процесса идентификации служит вставка пластины в соответствующий приемник.

Внутри любого индивидуального средства открывания двери — электронная схема. Устройство ключа домофона может подразумевать замыкание электрической схемы или активацию радиопередатчика, для передачи личного кода пользователя.

Принцип работы домофонного ключа

Как называется ключ от домофона от подъездной двери — наверное, знает каждый, кто его хоть раз терял и сталкивался с необходимостью заказывать новый.

Самый распространенный тип индивидуальных индентификаторов строится на Touch Memory. Внутри привычной таблетки — блок энергонезависимой памяти и схема сопряжения.

И хотя принцип работы ключа от домофона данного типа не меняется — у отдельных производителей отличаются характеристики, так сказать, его внутренней начинки.

Поэтому определенные типы домофонных блоков работают только с конкретным списком типов таблеток.

Протокол обмена данными ONE-WIRE позволяет подключить к одной линии 2 или более цифровых приборов.

Устройство ключа домофона Touch Memory работает именно в такой системе.

Схема протокола обмена данными ONE-WIRE

При прикладывании таблетки к считывателю происходит следующее:

замыкается цепь, формируя сигнал к началу считывания идентификатора;
используя разные интервалы замыкания и освобождения цепи, схема передает цифровые данные;
при совпадении идентификатора с одним из записанных в памяти хранилища — дверь открывается.

Скорость работы протокола сильно зависит от условий окружающей среды и состояния контактных площадок. Так, чистый ключ, без загрязнений поверхности, приложенный к аналогичного качества считывателю — идентифицируется практически мгновенно. Максимальное время, которое система пытается опознать индивидуальную таблетку — 2 минуты.

Взаимодействие ключа и домофона

Зная, как правильно называется ключ от домофона — можно понять принцип действия системы. К примеру, RFID уже ясно показывает на использование радиоволн.

Такой брелок (или карта) работает следующим образом:

внутри брелка или карты расположена электронная схема, энергонезависимая память, приемо-передающая антенна, одновременно выступающая в роли источника питания;
при приближении к домофону, внутри RFID системы магнитной индукцией генерируется энергия;
электронная схема посылает сигнал начала считывания, при ответе готовности домофона — передает идентификатор.

Ответ на вопрос, как устроен ключ от домофона от подъезда с бесконтактным принципом работы — всегда одинаков, выполнен ли он в виде брелка или плоской карточки.

Схема считывания ключей от домофона

Существуют и другие варианты выполнения домофонных открывашек. Один из них достаточно распространенный. Ответить, из чего состоит ключ от домофона оптической идентификации — очень просто.

Это полоска металла. В ней проделаны отверстия, позиция которых формирует индивидуальный код доступа. Такой ключ считывается приемником, при помощи светодиодов и фотоэлементов.

Заключение

Сегодня на рынке присутствуют самые разнообразные решения идентификации человека.

Домофонные системы получили громадное распространение по ряду причин. Первая и самая важная — простота и низкая цена производства.

Вторая — проверенные, надежные инженерные решения и протоколы, используемые в системах управления доступом.

Поэтому таблетки Touch Memory и все больше распространяющиеся бесконтактные RFID — еще долго останутся привычным предметом в кармане или сумочке городского обитателя.

Видео: Что внутри ключей для домофона и как это работает

Магнитный ключ-таблетка от домофона: принцип работы

Практически каждый проживающий в многоквартирном доме является пользователем домофона, и как следствие – магнитного ключа. Ключ-таблетка от домофона – самый распространенный вариант такого ключа, на втором месте идет исполнение в виде брелока. Принцип работы магнитного ключа заключается в специальной технике программирования устройства, которую толковый мастер по изготовлению ключей может выполнить в считанные минуты. Каждый ключ для домофона уникален. Далее вы сможете подробно узнать об устройстве домофонного ключа.

История развития электронных ключей

Электронные ключи «родились» в 1991 году, когда компанией «Dallas Semiconductor» была запущена в производство собственная запатентованная разработка

Электронные ключи «родились» в 1991 году, когда компанией «Dallas Semiconductor» была запущена в производство собственная запатентованная разработка — первый контактный электронный ключ, получивший название «Touch Memory» (touch переводится как «касаться», Memory — «память»), которое достаточно точно характеризовало сущность нового изделия.

Для считывания такого ключа им необходимо прикоснуться к специальному считывателю, а сам ключ состоит из двух металлических частей, являющихся электрическими контактами, по которым передается сигнал. Собственно, с этого началась своеобразная революция в системах контроля доступа, поскольку ранее не производилось чего-либо подобного. В первой модели ключа код в микросхему записывается однократно непосредственно на производстве на «всю жизнь» и изменить его невозможно.

Сам код ключа гравируется на нижней части металлического корпуса в 16-разрядном коде. Главнейшее качество каждого ключа Touch Memory (в дальнейшем такие ключи получили новое название — «i-Button»- его абсолютная уникальность, определяемая очень большой длиной кода, записанного в микросхему (64 бит), что дает общее количество возможных комбинаций, исчисляемое десятками миллиардов.

Такая информационная емкость позволяет выпускать электронные ключи, ни разу не повторяясь. То есть, среди настоящих ключей i-Button нет ни одного аналога. По мере развития технологии стали появляться новые модели электронных ключей, в том числе и записываемые однократно самим пользователем, а также многократно перезаписываемые.

На определенном этапе развития электронных технологий родилась идея передавать кодовый сигнал без непосредственного контакта между ключом и считывателем. Так появились бесконтактные электронные ключи, у которых кодовая посылка передается по радиоканалу. Такие ключи вместо электрических контактов имеют встроенную миниатюрную антенну, с помощью которой на микросхему поступает необходимое напряжения питания (от электромагнитного поля считывателя), а уже с нее на считыватель передается собственно кодовая посылка.

Бесконтактные ключи упакованы в полностью герметичный пластмассовый корпус, по виду напоминающий небольшой брелок (одной из разновидностей корпуса для бесконтактных ключей является всем известная пластиковая карта).

Долгое время компания «Dallas Semiconductor» была монополистом в производстве электронных ключей и, соответственно, в технологии наблюдался определенный застой. Самая распространенная модель — однократно записываемый при изготовлении ключ DS1990A. Однако, с определенного момента за столь лакомый кусок рынка взялись китайцы — и дело пошло очень активно.

На сегодня рынок полон различного рода подделками китайских товарищей (традиционно, весьма разного качества). Хуже всего то, что современные технологии позволили на определенном этапе разработать специальный программируемый ключ и программатор к нему. Это позволяет создавать дубликаты существующего ключа. При этом пропадает главное принципиальное качество такого ключа — его уникальность. Теперь есть техническая возможность создавать сколь угодно большое количество дубликатов (их еще называют «клонами») электронного ключа.

Кроме китайских, на нашем рынке присутствуют также и контактные электронные ключи российского производства: Цифрал DC-2004A и Метаком

И вся идея надежной современной системы контроля доступа практически рухнула. А ведь так называемые «электронные проходные» за основу берут именно уникальность ключа, по которому однозначно идентифицируется его владелец. Так что к существующим на рынке вариантам ключей надо относится с очень большой осторожностью.

Кроме китайских, на нашем рынке присутствуют также и контактные электронные ключи российского производства: Цифрал DC-2004A и Метаком. Ключ Цифрал имеет обрезанную кодовую посылку и применяется только для домофонов «Цифрал», ключ Метаком 2002 также имеет нестандартный формат и применяется только для домофонов «Метаком», ключ Метаком ТМ2003 является полным аналогом ключа i-Button DS-1990A.

На данный момент только один электронный ключ не дублируются никакими устройствами. Это изделия российской разработки — бесконтактные ключи «Техком ТК-13», которые применяют уникальный протокол кодовой посылки. Ключи «Техком» к тому же работают на отличной от других ключей частоте 13,56МГц. Здесь работает общий принцип охранных систем — чем нестандартнее, тем лучше. Самое хорошее и надежное — применять непохожее ни на что оборудование. Поэтому большинство Заказчиков, которых интересует эффективность и надежность устанавливаемой системы контроля доступа, применяют именно ключи «Техком» ТК-13. Справедливости ради надо отметить, что эти ключи являются некопируемыми не потому, что они такие защищенные, а потому что нестандартные, и разрабатывать комплекс оборудования для их дублирования просто экономически совершенно неэффективно. Очень хотелось бы надеяться, что подобная ситуация сохранится еще долгое время.

Как работает ключ домофона

Большинство пользователей домофонных ключей уверены, что процесс открытия двери происходит посредством размагничивания замка. Это заблуждение. Стандартный ключ — запрограммированное устройство с энергонезависимой памятью Touch Memory, куда вшито специально ПО. Соединение происходит с помощью однопроводного интерфейса (шины One-wire). Данная шина позволяет подключать к аппарату по одному проводу 2 и более устройства. В пассивном состоянии (режиме ожидания) по проводу поступает питание к блоку домофона.

Также в ключе имеется конденсатор, который обеспечивает питание устройства в момент соединения. Производитель домофонной системы прописывает в ключе и микроконтроллере аппарата специальный код открытия двери. Он уникален и не повторяется. Принцип работы ключа: при поднесении ключа к разъему происходит считывание информации с ключа и сверка с данными в базе микроконтроллера. Процесс идентификации длится не более 2 секунд. Если информация совпадает, срабатывает размыкание замка двери.

Изменить работу ключа можно только программным путем. По такому же принципу создается универсальный ключ. Его универсальность срабатывает за счет наличия свободной памяти в микроконтроллере домофона. Именно она служит для идентификации принадлежности ключа к устройству, так как ее значение прописано в ПО самого ключа. Принцип работы заключается в считывании кода ячеек свободной памяти, такой ключ распознается как прописанный в базе микроконтроллера. Процесс идентификации длится значительно дольше.

Ключи на базе Touch Memory используются чаще всего

Ключи на базе Touch Memory используются чаще всего. Существуют и другие виды домофонных ключей. Их принцип работы немного отличается. Ключ на базе Proximity — бесконтактное устройство, позволяющее дистанционно открывать двери. Изготавливается в форме карты или брелка, менее распространен, но более надежен, чем устройство на базе Touch Memory.

Резистивные ключи работают на основе вшитого в них резистора. Номинал резистора является кодом ключа. Форма пластины не позволяет подключить к ключу другой резистор, поэтому несанкционированное проникновение будет исключено. Недостаток такого ключа — легко изготовить дубликат, так как для всех пользователей домофонной системы используется только один номинал резистора.

Герконовые ключи работают на основе магнитной пары: одна часть геркона вшита в ключ, вторая ответная часть — в специальную колбу на замке внутренней зоны. При воздействии герконовой части ключа срабатывает переключатель в колбе, открывая замок. Оптические ключи работают по принципу оптопары: светодиода и фотодиода.

Ключ изготавливается в форме пластины, на которую нанесены отверстия в определенном порядке. Данные кодовые комбинации считываются при поднесении ключа к фотодиоду. Недостаток ключа — появление загрязнений, которые препятствуют считыванию. Такой ключ подлежит замене.

Конструкция и сравнение контактных и бесконтактных ключей

Контактные ключи выполняются в металлическом корпусе, похожем на таблетку, который состоит из двух изолированных прокладкой частей (верхней и нижней). Каждая из этих частей является отдельным электрическим контактом (поэтому и необходим изолятор), соединенным с контактом расположенной внутри микросхемы. Таблетка для удобства вставляется в специальный изогнутый пластиковый держатель.

Бесконтактные ключи полностью заливаются в пластмассовые корпуса, поэтому они полностью герметичны.

Вариантов исполнения таких корпусов великое множество, поскольку конструктивных ограничений здесь практически не существует. Чаще всего используются корпуса в виде небольшого брелка с крепежным колечком.

Контактные ключи появились существенно раньше бесконтактных и пока что более распространены, но у бесконтактных есть определенные преимущества:

На данный момент среди электронных ключей широкого применения имеются только один, который не дублируются никакими устройствами
герметичный корпус
удобство пользования
большое разнообразие корпусов
в целом более высокая надежность.

Благодаря перечисленным достоинствам, бесконтактные электронные ключи в настоящий момент на новых объектах применяются гораздо более широко. Кроме того, именно среди бесконтактных ключей есть модели, которые не подлежат копированию (проблема «клонирования» ключей описана в данном материале ниже).

На данный момент среди электронных ключей широкого применения имеются только один, который не дублируются никакими устройствами. Это изделия российской разработки — бесконтактные ключи «Техком ТК-13», в которых применяется уникальный протокол кодовой посылки.

Как правильно выбрать электронный ключ

Различные принципы работы и протоколы, большое количество вариантов конструктивного исполнения, множество производителей и (важно!) возможность бесконтрольного копирования некоторых моделей ключей — все это делает задачу выбора весьма сложной.

В этом материале мы постараемся дать Вам информацию по электронным ключам, которая позволит сделать правильный выбор.

Электронные ключи являются непременным атрибутом современной системы контроля доступа. Диапазон применения электронных ключей чрезвычайно широк: домофоны, охранные сигнализации, турникеты и другие системы контроля доступа.

Электронный ключ — это, по сути, специальная микросхема, содержащая строго индивидуальный код и «упакованная» в какой-либо корпус. Иногда у нас электронные ключи называют «магнитными таблетками», что, конечно же неправильно. И если внешний вид такого ключа еще и напоминает «таблетку», то в нем уж точно нет ничего магнитного.

Различаются электронные ключи следующими параметрами:

форматом и длиной передаваемой кодовой посылки (это и есть код, содержащийся внутри микросхемы)
способом передачи информации: различают контактные (ключом необходимо непосредственно коснуться специального считывателя) и бесконтактные (срабатывают на определенном расстоянии от считывателя, как правило до 1см)
видом применяемого корпуса: существует большое разнообразие различных брелков, «таблеток», «пластинок», браслетов и т.п.

При применении электронных ключей обязательной частью системы являются:

считыватель ключей (к нему, собственно, и подносится сам ключ); считыватель может быть выполнен в виде отдельного устройства, а также может быть встроен в какое-либо другое устройство (например, домофон)
контроллер ключей — «мозг» системы (запоминает коды всех «своих» ключей и, соответственно, дает команду на открывание двери или срабатывания какого-либо другого исполнительного устройства
источник питания (обеспечивает необходимое напряжение на считыватель и контроллер).

ТМ ключ «таблетка»

Многие ошибочно думают, что в ключах «таблетках» находится некий магнит, который при контакте с лузой домофона открывает замок. Это миф! На самом деле в этой «таблетке» находится микросхема, которая является обычным ПЗУ (очень маленькая флешка) с зашитым в него кодом. Эта память называется Touch Memory марки DS1990A. С помощью шины One-wire, ключ «общается» с домофоном. Другими словами, все что нужно для работы устройства передается по одному проводу.

Завод-изготовитель домофонных систем производит ключи с уникальным не повторяющимся кодом. Установщики же домофона прописывают эти уникальные коды ключей в память панели домофона. Во время работы, когда прислоняем к лузе считывателя ключ, домофон сверяет код ключа с кодом, записанным в его памяти и в случаи если код совпадает, дверь открывается.

Исходя из этой информации, очевидно, что универсальных ключей НЕ СУЩЕСТВУЕТ, которые бы открывали любой домофон. Принцип работы физически не дает возможности иметь такой ключ, который бы подходил к любым панелям домофонов, так как завод-изготовитель производит ключи с уникальным не повторяющимся кодом, а фирмы установщики вписывают эти коды в память панелей, то один код не может открыть дверь другого домофона, куда не записан этот уникальный шифр.

Распространенный стандарт ключа, так называемая «таблетка» — ТМ ключ, использовался на большинства домофонных системах Санкт-Петербурга

Как утверждает корпорация Dallas Semiconductor, количество кодовых комбинаций более 280 трлн. и этого должно хватить на очень долгий срок, до момента когда код повториться еще раз.

Это распространенный стандарт ключа, так называемая «таблетка» — ТМ ключ, использовался на большинства домофонных системах Санкт-Петербурга. В настоящее время существуют более удобные бесконтактные RF ключи EM-marine стандарта, тем не менее ТМ ключи по прежнему пользуется спросом.

Большинство домофонов в Санкт-Петербурге работают именно с ключами «таблетками» и поэтому этот стандарт все еще актуален. Заказать установку электромагнитного замка с ТМ ключем можно на любую дверь, считыватель ТМ ключа выполнен в красивом хромированном корпусе с подсветкой по контуру, что смотрится весьма красиво.

Принцип действия ТМ ключа построен не на принципе магнита, вопреки названию «магнитного ключа». В ключ встроен чип, уникальный код которого считывается при подаче питания. Если рассмотреть ключ повнимательней, то можно увидеть, что корпус состоит из двух частей: центральной части, через которую считывается информация, и «землей» — второй ответной частью. Именно поэтому прикладывая ТМ ключ к считывателю, нужно создать контакт, немного его пошевелить, тогда произойдет чтение данных ключа контроллером.

RFID брелок

Это наиболее популярный вид идентификаторов на сегодняшний день, выполненный в виде брелока на ключи, «капли». Данный вид ключей удобен тем, что не требует физического контакта, как ТМ ключ «таблетка», считывание информации происходит на расстоянии, в пределах 3-5см на стандартных считывателях.

Данный вид ключей называется еще Проксимити (Proximity) идентификатором и может быть выполнен в любом корпусе: брелок, карта, метка, водонепроницаемый браслет и др. RFID ключ является пассивным, другими словами ему не требуется питание от батареек. В этом основное преимущество электронных ключей такого типа.

При использовании в домофонных системах, а так же офисных системах контроля доступа наибольшим спросом пользуется именно электронные ключи в виде брелока, т.к. его удобно носить на общей связке ключей. Наиболее качественные и практичные ключи по нашему опыту являются брелоки фирмы Vizit (Визит).

Карта EM-Marine

Бесконтактная карта EM-Marine, это все тот же proximity идентификатор, выполненный в виде карты. Электронную карту доступа заказывают обычно работники офисов и бизнес центров, т.к. на нее удобно наносить информацию, возможна ламинация и нанесения рекламной информации.

Карты доступа используются при установках турникетов со сборником гостевых карт. Дистанция считывания карты зависит исключительно от самого считывателя. На дорогих считывателях возможно считывания карты до одного метра. Картами EM-Marine удобно пользоваться и офисным работникам и в малых офисах.

Источники:

http://arze.ru/intercom/ustrojstvo-princip-raboty-domofona-i-klyucha.html
http://n-fort.ru/index.php/elektronnye-klyuchi.html
http://satmontage.ru/news/kliuchi_domofona
https://www.liveinternet.ru/users/den_tod_meine_88/post356609766

Ключ от всех дверей. Эмулятор ключей от домофона.

Ты потерял ключи от домофона и не можешь сделать дубликат. Хочешь ходить в гости к подруге, но у тебя нет ключей от её подъезда. Либо просто тебе нужно подосрать твоему недругу, но ты не можешь попасть к нему в дом, тогда эта статья для тебя.

Пара слов о принципе работы… Бытует мнение, что в таблетках от домофона находится магнит, и он открывает дверь. Нет, это не так. Таблетка представляет собой ПЗУ, с жёстко зашитым в ней ключом. Называется это ПЗУ — Touch Memory, марки DS1990A. DS1990A — это и есть марка домофонных ключей. Общается с домофоном по шине one-wire (однопроводной интерфейс). Эта шина разработана фирмой Dallas и позволяет общаться двум устройствам всего по одному проводу. Если устройство пассивное (как в нашем случае), то оно ещё и передаёт ему питание по этому проводу. Надо ещё заметить, что необходим ещё общий провод (чтобы цепь замыкалась), но, как правило, все земли устройств подключённых к этой шине соединены воедино. В ключе находится конденсатор на 60 пикофарад, который обеспечивает кратковременное питание ключа на момент ответа. Но ведущее устройство должно постоянно (не реже чем в раз 120 микросекунд) генерировать сигнал единицы, для зарядки этого конденсатора, чтобы ПЗУ в таблетке продолжало питаться.

Потроха таблетки. Как видно, никаких магнитов там нет! Короче говоря, отбросив все умные термины можно сказать просто, все, что необходимо для работы устройства передаётся только по одному проводу. Для сравнения для работы USB необходимо 4 провода, а тут будет всего два, а при соединении земли, то только один. К слову сказать, шина 1-Wire оказалась столь удачной, что на ней даже организованны промышленные сети, в том числе и в нашей стране.

Внутреннее устройство таблетки

Организация шины One-wire Шина One-wire работает следующим образом. Есть ведущее устройство Мастер, и ведомое устройство, в нашем случае пассивный ключик . Основные сигналы генерирует мастер, сигналы логической единицы и нуля. Ведомое устройство может только принудительно генерировать сигналы нуля (т.е. просто просаживать шину на землю через транзистор). Упрощённая схема ведущего и ведомого устройства показана на картинках.

Схема таблетки

Схема мастера

Если взглянуть на схему, нетрудно заметить, что по умолчанию у мастера стоит всегда +5 вольт, а ля логическая единица. Для передачи логического нуля мастер через транзистор замыкает шину на землю, а для передачи единицы — просто размыкает. Это сделано для того, чтобы обеспечить питание ведомого устройства. Ведомое устройство сделано аналогично, только оно не генерирует +5 вольт. Оно может только просаживать шину на землю, тем самым, передавая логический ноль. Логическая единица передаётся просто «молчанием» устройства.

Протокол работы Сразу можно однозначно заметить, что парадом правит только Мастер, сам ключик DS1990A либо удерживает землю (мастер её сам выставляет шину в ноль), либо просто отмалчивается, в случае, если он хочет передать единицу, то он просто молчит. Смотрим рисунок.

Импульс сброса и импульс инициализации.

Домофон, в режиме простоя постоянно генерирует импульс RESET. Когда подключается таблетка, то она отвечает ему импульсом PREFERENCE, показывая мастеру о том, что можно с ней работать. Это одни из самых длинных импульсов. (подробнее о длительности импульсов ты можешь узнать в даташите лежащей в архиве).

Пример чтения домофоном ключа.

После генерации ключом импульса PREFERENCE, мастер девайс выжидает некоторое время и выдаёт команду на чтение ПЗУ, обычно это код семейства, в нашем случае 33H. Обрати внимание, как сделана передача нуля и единицы. В любом случае импульс «роняется» на землю, но если передаётся единица, то он быстро восстанавливается (около 1 микросекунды), если же должен быть ноль, то импульс некоторое время «висит» на земле, затем возвращается опять в единицу. Возвращение в единицу нужно для того, чтобы пассивное устройство постоянно пополняло энергию конденсатора, и на ней было питание. Далее домофон выдерживает некоторое время и начинает генерировать импульсы приёма информации, всего 64 импульса (т.е. принимает 64 бита инфы). Ключ лишь должен правильно сопоставить длительности. Если он хочет вывести ноль, то он удерживает шину некоторое время в нуле, если же нет, то просто молчит. Всё остальное за него делает домофон.

Содержимое ключа DS1990A. В домофонах, и просто устройствах, где для открытия дверей используется подобные устройства, применяется ключ стандарта DS1990A. Это устройство представляет собой 8-ми байтовое ПЗУ, с информацией записанной лазером.

Схема дампа ключа.

В младшем байте содержится код семейства. Для DS1990A он всегда будет равен 01h. В шести последующих байтах содержится серийный номер ключа. То самое сокровенное, что идентифицирует ключик. Последний байт называется CRC, это контроль чётности, обеспечивающий подлинность переданных данных. Он вычисляется из семи предыдущих байт. К слову заметить, что это не единственный стандарт. Существуют перезаписываемые ПЗУ, на которых можно носить информацию, также есть ключи шифрования. Но всё многообразие таблеток Dallas просто нереально рассмотреть в рамках одной статьи, о них можно почитать на диске.

Физическое устройства ключа. Наверное, всё вышесказанное отбило всякое желание заниматься эмуляторами ключей, ведь ключ надо прочитать, а это такой геморрр. Оказывается нет! Производители Dallas позаботились о нас и всю необходимую для нас информацию разместил непосредственно на ключе, при том в шестнадцатеричной системе! Она выгравирована на нём и её вполне можно прочитать, а потом в дальнейшем зашить в наш замечательный эмулятор.

Морда ключа

Нас интересует из всей этой информации следующее:

CC = CRC — это байт контроля чётности 7-й байт в прошивке SSSSSSSSSSSS = двенадцать ниблов //нибл = 1/2 байта// серийного номера, т.е. самого ключа в хекс кодах.

FF = код семейства, в нашем случае равен 01h — нулевой байт нашего ключа.

Получается, что мы можем просто написать программу, забить в неё ключ весь, переписав ручками визуально с настоящего ключа дамп, и получим готовый эмулятор. Достаточно просто взять у недруга ключик в руки и переписать то, что на нём написано. Что я в общем-то с успехом и сделал. :)

Эмулятор. Вот и дошли мы до самого вкусного — эмулятора ключей от домофона. Сначала я нашёл на каком-то сайте готовый эмулятор, зашил его в свой АТ89С51 и он не заработал (что не удивительно). Но это не спортивно юзать чужие прошивки и отлавливать чужие, специально оставленные, баги в коде. По сему я начал делать свои эмуляторы и писать под них свои программы. В общем, я попробовал сделать эмулятор на 6 различных микроконтроллерах, разных архитектур, принадлежащих двум семействам AVR и i8051, все производства Atmel. Заработал не на всех, и программ было написано уйма. По началу ставились вообще наполеоновские задачи сделать универсальный эмулятор с возможностью подборки ключа, но потом я оставил эту затею в силу её геморойности и бессмысленности, пусть ей займутся другие люди, кого заинтересует данная статья. Но себестоимость эмулятора, не считая затраченных трудов меньше 70-80 ре, можно даже уложиться в 30 ре, если делать, например на ATtiny12.

Принцип действия эмулятора. Мы достаточно подробно рассмотрели принцип работы домофона, и соответственно не составит большой проблемы описать алгоритм программы эмулятора DS1990A. Смотрим внимательно диаграмму, и думаем, что надо сделать. А делать надо следующее. Висящая в воздухе нога микроконтроллера (пока не присоединена к земле, импульс ресета) будет считаться контроллером логической единицей. Значится так, мы после подачи питания на котроллер должны ждать того пока наша ножка не уйдёт на землю, а ля в ноль. Как мы услышали ноль, радуемся, ждём некоторое время и переводим порт из режима чтения в режим записи. Затем роняем шину в ноль, и держим её некоторое время — генерим импульс PRESENCE (длительности импульсов смотри в даташите). Дальше снова переводим шину в режим чтения, и ждём что же нам скажет мастер — домофон. Он нам скажет команду чтения, состоящую из 8-ми бит. Декодировать её не будем, т.к. в 99,999% случаев он нам скажет команду дать свой дамп, а ля 33H, просто отсчитываем 8-мь импульсов и не паримся. Дальше ждём. И начинается самое сложное и интересное — надо быстро смотреть, что нам говорит домофон и отвечать ему тоже быстро. Нам нужно побитно выдать серийный номер, состоящий из 8-ми байт, о которых я говорил выше. Я это делал следующим образом (не важно, какой микроконтроллер, принцип везде один будет), загружал байт в какой-нибудь свободный регистр, и сдвигал его вправо, и смотрел бит переноса. Как только домофон роняет шину в ноль, то если у меня флаг переноса установлен в еденицу, то я просто отмалчиваюсь на этот импульс, и жду генерации следующего импульса чтения бита от мастера. Если же у меня во флаге переноса находиться ноль, то после того как домофон уронит шину на ноль, я перевожу порт микроконтроллера в режим вывода и принудительно удерживаю шину в нуле некоторое время, потом отпускаю и обратно перевожу порт контроллера в режим чтения. По длительности импульса в земле устройство мастер понимает, передана была ли ему единица или нуль. В принципе всё, дальше домофон должен радостно запипикать и открыть дверь.

Практика.

Схема эмулятора

Настало время проверить всё вышесказанное на практике. Для отладки, чтобы не бегать постоянно к домофону, я достал плату, читающую домофонные ключи (читай домофон). Устройство называется Wachdog, и на самом деле это универсальный комбайн, но из всего изобилия функций мне необходима была только возможность чтения ключей. Данная платка считывает ключики в USB порт, и мне любой программой работающей с СОМ портом (виртуальный СОМ порт) можно было получить ключ.

Плата тестер. Видня надпись dallas.

После небольшого гемороя и войны с отладчиком получился код. Вот пример кода вывода данных домофону на AT89C2051. (Вообще AT89C2051 это хоть и популярный, но устаревший контроллер. Один из первых которые я программировал. Периферии минимум, памяти тоже всего ничего. Шьется только высоковольтным программатором. Хотя есть его новая замена AT89S2051 его уже можно прошить внутрисхемно через какой нибудь AVR ISP, а может и через AVRDUDE — не проверял. Самое любопытное в том, что он совместим по ногам с ATTiny2313 так что код можно портировать и на Тиньку. прим. DI HALT)

DI HALT: Этот адов код мы писали в с Длиным в далеком 2006 у него в квартире. Уржались до икоты над своими тупняками. Я тогда еще впервые пощупал AVR. Сидел фигачил на совершенно незнакомом мне ассемблере процедуры чтения из EEPROM, Длиный же ковырял демоплатку для своего будущего эмулятора. Особо запомнился мой прикол с вачдогом, когда у меня МК сбрасывался во время записи в ЕЕПРОМ и выпиливание микросхемы i2c памяти из платы с помощью отрезного круга. Эх… ничо, сгоняю в Москву мы снова отожгем!

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

;======================================== ; Выдача в линию серийника ; in: R0- адресс где лежит серийник с типом таблетки и CRC8 ; USES: A,B,R0,R1,R2 ;======================================================== DEMUL_SendSer: mov R2,#8 SS3: mov ACC,@R0 mov R1,#8 SS2: JB TouchFuck,$ ;ожидаем, когда шину уронят в ноль 1->0 RRC A ;C:=A.0; shift A; mov TouchFuck,C ;TouchFuck:=C; MOV B,#9 DJNZ B,$ ;Delay 20 us setb TouchFuck JNB TouchFuck,$ ;цикл пока 0 DJNZ R1,SS2 inc R0 DJNZ R2,SS3 ret ;=======================================================

Результаты. В результате я получил множество эмуляторов. Правда, некоторые ещё из них надо доводить до ума. Хотя несколько 100% рабочие. Примеры эмуляторов ты можешь поглядеть на фотках.

Фотографии эмуляторов

Наиболее интересна проверка CRC, которая осуществляется домофоном. Тебе понадобится это, если ты захочешь поставить Dallas замок например на свой комп. Пример рассчёта CRC на A89C2051 (хотя данный код будет работать на всех микроконтрерах семейства i8051.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

DO_CRC: PUSH ACC ;save accumulator PUSH B ;save the B register PUSH ACC ;save bits to be shifted MOV B,#8 ;set shift = 8 bits ; CRC_LOOP: XRL A,CRC ;calculate CRC RRC A ;move it to the carry MOV A,CRC ;get the last CRC value JNC ZERO ;skip if data = 0 XRL A,#18H ;update the CRC value ; ZERO: RRC A ;position the new CRC MOV CRC,A ;store the new CRC POP ACC ;get the remaining bits RR A ;position the next bit PUSH ACC ;save the remaining bits DJNZ B,CRC_LOOP ;repeat for eight bits POP ACC ;clean up the stack POP B ;restore the B register POP ACC ;restore the accumulator RET

Архив со всяким барахлом. Исходники. Даташит.

Заключение. Как видишь домофоные ключи устроенны не так просто, как кажется. Однако, съэмулировать их доступно каждому кто владеет программированием и паяльником.

DI HALT: Дела давно минувших дней, преданья старины глубокой… Длиный — WDR! (понятно будет только посвященным ;)))) )

Доредакционная версия статьи из журнала Хакер

Ключи от домофона. Ликбез. Вопросы и ответы

Здесь собраны любимые вопросы по ключам доступа, даны базовые знания о типах ключей, а так же приведены распространённые заблуждения, мифы и легенды из этой области. Не стесняйтесь задавать вопросы, друзья. И хочу порекомендовать очень интересный и полезный ресурс посвящённый копированию ключей — Домофон-мастер2009. Статьи содержит уникальную информацию, изложенную на редкость внятно.

Можно ли запрограммировать ключ на два домофона (контроллера)?

Ответ: Да, можно. Ключ можно прописать в любое количество совместимых с ним домофонов или контроллеров.

Подробнее: Многие думают, что при программировании ключа, в него вносится какая-то запись, и если ключ запрограммировали в домофоне подъезда, то ключ уже «не пустой» и не может открывать другой домофон, к примеру, на работе. А если этот ключ пропишут на работе, то он якобы перестанет открывать домофон в подъезде. На самом деле в процессе программирования в сам ключ вообще ничего записывается. На заводе в каждый ключ зашивается уникальный код. При программировании этот код записывается в память домофона (где уже хранятся коды ключей ваших соседей). После этого домофон считает этот ключ «своим» и открывает дверь.

Так что, будьте уверены, если вы записали свой ключ в домофон любовницы, то ваш домашний домофон так ничего и не узнает о ваших похождениях.

Откуда тогда сомнения? Многие наверняка сталкивались с тем, что ключ от одного домофона не подходит к другому домофону. Но это вовсе не из-за того, что ключ уже «занят». Просто ключ одного типа (например Cyfral) в принципе не совместим с другими домофонами (например, Eltis), даже если этот ключ ещё никуда не прописан. Ещё один повод для сомнений — появление наряду с обычными ключами ключей-заготовок, т.н. «болванок». «Болванке» можно присвоить любой код самостоятельно. Но это не меняет сути — код болванки (который необходимо присвоить ей заранее) прописывается в память домофона точно так же, как код обычного ключа. Домофон не делает никаких записей в память болванки.

Могут ли размагнититься ключи от домофона?

Ответ: Нет. Ключ от домофона не может размагнититься. Но он может выйти из строя по другой причине.

Подробнее: Ключи доступа называют «магнитными ключами» или просто «магнитками» по недоразумению. Ничего магнитного ни в домофонных «таблетках», ни в карточках доступа, ни в брелоках нет. Соответственно, сами они не магнитят и обычных магнитов не боятся. Я пытался «размагнитить» мощным неодимовым магнитом карту формата EM-Marine и ключ touch memory Dallas, но и ключ и карта полностью сохранили работоспособность. Они даже не прилипали к магниту. Конечно, ключ, как и любое электронное устройство, можно вывести из строя мощным электромагнитным излучением, например в микроволновке. Примерно с тем же успехом можно бросить карту в Ородруин.

Откуда тогда сомнения? В своё время в системах контроля доступа использовались именно магнитные ключи. Да и сейчас вход в некоторые банки обеспечивается по банковской магнитной карте. Кстати, банковскую магнитную карту размагнитить можно.

Ключи нередко выходят из строя. «Таблетки», например, погибают от статических разрядов. Если носить бесконтактную карту в заднем кармане, то регулярные приседания доведут карту до потресканного состояния и она перестанет работать. Чаще всего именно этот недуг и называют «размагничиванием». Когда вышедший из строя ключ приносят технику или администратору, он не «перемагничивает» его, а выдаёт новый.

Контактные ключи типа «таблетка» от частого использования утапливаются в держателе и перестают контактировать со считывателем. Тут тоже не может быть и речи о размагничивании. Просто продавите таблетку в обратном направлении ↓

Какие типы ключей бывают?

Контактные ключи. Официальное название Touch memory (сокр. TM) или iButton. Бытовое название: «таблетки». Код ключа TM передаётся по одной паре, этот протокол передачи называется «1-Wire». И о грустном — о несовместимости. Существует несколько форматов ключей TM:

Dallas. В большинстве случаев под TM подразумевается ключ семейства Dallas (например, DS1990A). С этими ключами работает множество устройств: Vizit, Eltis, Z-5R, С2000-2 и др.
Cyfral. Эти домофоны работают только с ключами DC2000А и Цифрал-КП1.
Metakom. Под эти домофоны разработаны ключи К1233КТ2. Эти ключи годятся и для многих других контроллеров.
Резистивные. Есть экзотические домофоны, работающие с резистивными ключами. Вместо кода с них считывается сопротивление. Без сомнения, это контактные ключи, но я бы не назвал их Touch memory.

Бесконтактные ключи. Официальное название RFID. Выпускаются в форме карт, брелоков, браслетов и пр. Бытовое название «карточки» и «капельки» (брелоки). Ключи действующие до 10-15 см называются Proximity (ближнего действия), а действующие до 1 м — Vicinity (дальнобойные). В домофонах используются исключительно ключи Proximity, и этот термин стал чуть ли не синонимом «бесконтактного ключа».

В мире Proximity тоже нет единства форматов:

EM-Marin — самый популярный на сегодня формат.
HID — аксакал среди бесконтактных ключей.
MIFARE — перспективный формат. Именно к нему относятся бесконтактные смарт-карты.

Магнитные карты. Экзотика. До сих пор магнитные банковские карты обеспечивают доступ в некоторые банки. Больше нигде замечены не были. По ошибке магнитными ключами часто называют ключи TM и RFID.

Ферритовые ключи. По сути дела это магнитные ключи, применяемые в экзотических домофонах производства «Сейф-Сервис».

Оптические ключи. Реликт безвозвратно ушедший в прошлое. Применялись в отечественных домофонах на рубеже 1990-х. Оптический ключ представляет собой металлическую пластину с насверленными в ней в определённом порядке отверстиями. Для считывания ключ помещался в щель с фотоэлементами. Ни о какой авторизации речи быть не могло, контроллер лишь оценивал ключ по принципу «свой/чужой», совершенно не представляя, кто именно его предоставил — у жителей всего подъезда были абсолютно одинаковые ключи. Кроме того, такой домофон успешно открывался сплющенной беломориной.

О совместимости ключей и домофонов

1. С какими ключами будет работать домофон зависит от его считывателя — контактный или бесконтактный. 2. Кроме этого должен совпадать формат ключа, например, EM-marin или Mifare. Не всегда можно различить их по внешнему виду.

3. Современные домофоны «Визит» с бесконтактными считывателями поддерживают только фирменные визитовские бесконтактные ключи. Домофонам других производителей пофиг — они работают и с простыми и с визитовскими ключами.

Что такое клон? Что такое болванка или заготовка?

Ответ: Клон это копия другого ключа. Заготовка это пустой ключ (не содержит никакого кода) для создания клона. Пока заготовка пуста, её нельзя прописать в память контроллера.

Подробнее: В обычном ключе код прошит на заводе. В заготовку можно записать любой код самостоятельно с помощью специального устройства — дубликатора. Именно заготовками пользуются в мастерских по изготовлению ключей, когда вы просите скопировать свою «таблетку». Скопированный ключ называют клоном или дубликатом. Все те домофоны, что открывались оригинальным ключом, будут встречать его клона как родного. Исключения составляют домофоны с фильтром от клонов.

Не следует путать болванку с обычным ключом, который ещё не прописан в контроллер.

Факты:

Заготовки могут быть записываемыми и перезаписываемыми в полной аналогии с дисками CD-R и CD-RW соответственно. Есть даже термин «финализация».
Если у вас есть множество клонов одного и того же ключа, то в память контроллера достаточно прописать любого из них. Все клоны и оригинал обретут одинаковые права доступа в этом контроллере, так как будут для него все на одно лицо. При отсутствии фильтра клонов.
В системах учёта рабочего времени все клоны будут регистрироваться под одной фамилией.
По ошибке болванкой нередко называют обычный ключ, который ещё не прописан в контроллер.
С клонированием ключей связана давняя война между производителями домофонов и производителями заготовок. Первые придумывают новые способы фильтрации и игнорирования клонов, вторые ищут способы обойти фильтрацию. Конца и краю этой войне не видно.

Контрольный вопрос. Правильно ответив на него, вы будете уверены, что с болванками вам всё ясно. У человека есть электронный ключ от офисного домофона. На всякий случай человек сделал клон этого ключа и оставил дома. Пока человек со своим ключом был на работе, в подъезде дома установили домофон. Жена того человека собиралась уезжать и, беспокоясь, что муж вечером не попадёт в подъезд, отдала технику клон ключа и попросила прописать его в домофон. Потом она позвонила мужу на работу и сказала, что дома поставили домофон и его ключ уже должен работать. Как вы думаете, правильно ли она решила? Откроет ли муж вечером домофон своим рабочим ключом?

Что такое мастер-ключ? Где его взять? Чем мастер-ключ отличается от обычного ключа?

Ответ: Мастер-ключ сам не открывает дверь, но позволяет добавлять в контроллер открывающие ключи.

Подробнее: Не думайте, что это какой-то особенный формат ключа, который надо покупать отдельно. Просто контроллер вводится в специальный режим, берётся произвольный ключ из купленной охапки и записывается в память контроллера точно так же как и простые ключи, а потом на этот ключ вешается бирка «Мастер. Никому не давать!». Для контроллера разница между обычным ключом и мастером заключается лишь в том, что его коду в ячейке памяти присваивается статус «Мастер». Замечу, в сам ключ никакой электронной пометки «Мастер» не вносится. И мастером он будет только для этого контроллера. Для другого, незнакомого с этим ключом контроллера, наш мастер будет никем. Скажу больше: один и тот же ключ может быть для одного контроллера мастером, а для другого — простым открывающим ключом. Контроллеры даже знать не будут о такой двуличности этого ключа. Разумеется, при эксплуатации нескольких контроллеров нет нужды создавать индивидуальный мастер-ключ для каждого контроллера. На несколько контроллеров можно сделать один единственный мастер-ключ.

Не следует путать мастер-ключ с «вездеходом» — простым открывающим ключом, прописанным во всех контроллерах данного объекта.

Откуда такой вопрос? К некоторым устройствам в комплекте прилагается записанный на заводе мастер-ключ, дабы облегчить пусконаладку. Но в большинстве случаев остаётся возможность прописать новый мастер-ключ, если заводской был утерян.

Что такое блокирующий ключ?

Ответ: Обладатель блокирующего ключа может зайти в помещение сам, но после прохода доступ в помещение для всех остальных будет закрыт. Дверь можно открыть этим или другим блокирующим ключом, при этом блокировка будет снята. Так же, блокировку можно снять мастер-ключом.

Подробнее: «Блокирующий ключ» — статус ключа предусмотренный в некоторых (не во всех!) контроллерах, например, в Z-5R. Ключ записывается в контроллер как блокирующий, если контроллер находится в режиме добавления блок-ключей. Бывали случаи, когда блокирующий ключ создавался случайно (перед записью ключа контроллер по ошибке был введён не в тот режим) и выдавался одному из пользователей. Честные люди никак не могли понять, почему периодически пропадает доступ в ту или иную дверь. При этом счастливый обладатель такого ключа о проблеме — ни сном ни духом. Ему-то все двери открыты!

Зачем это вообще? Например, директор хочет уединиться с секретаршей в своём кабинете. Приложил блок-ключ, прошёл в кабинет и уверен, что никто уже не побеспокоит.

Универсальный ключ — правда или обман?

Ответ: Правда. Универсальный (в определённых пределах!) ключ можно создать.

Подробнее: Есть несколько совершенно разных путей создания универсального ключа.

Честный способ. Берётся один ключ и прописывается во все доступные контроллеры/домофоны. Ситуация упростилась с появлением возможности клонировать ключи. Коммунальная служба делает множество копий одного ключа, раздаёт их компаниям, обслуживающим домофоны на районе, и обязывает прописывать этот ключ во все обслуживаемые и вновь устанавливаемые ими домофоны в округе. При каждом добавлении одной из этих копий в новый домофон все собратья этого ключа «заочно» обретают доступ в новый подъезд. Копии такого ключика раздаются почтальонам, коммунальщикам и, разумеется, полицейским. Представляете? Ключи розданы, а апдейт продолжается! Однако, в этой бочке мёда есть пара ложек дёгтя:
1. Одним ключом дело не ограничивается. У кого-то в подъезде считыватель бесконтактный, у кого-то ещё touch memory доживает свой век. Приходится заводить отдельный ключ для домофонов Cyfral, да и современный Vizit не всякий ключ примет.
2. Хлопот добавляет фильтр клонов (копий) в некоторых современных домофонах. К счастью(?), мудрые китайцы выбрасывают на рынок всё новые и новые заготовки, способные обмануть фильтр.
Эмулятор — устройство с дисплеем и памятью, в которую копируются коды ключей, имеющих доступ к разным домофонам. Каждый код снабжается комментарием (типа «3-я улица Строителей, дом 25, подъезд 1»), который позволяет найти нужный код в памяти перед тем как приложить эмулятор к считывателю. Основное достоинство эмулятора — он способен имитировать ключи различных форматов: и Dallas, и Cyfral, и Metakom, и чёрта в ступе.
Хакерский способ. В новых домофонах эту лазейку устранили, но до 2005 года это работало повсеместно. Умные головы обнаружили, что в незанятых ячейках памяти домофона прописаны некие коды. Эти коды собственно и являются маркером свободной ячейки памяти. С помощью дубликатора создавались ключи с кодом «свободной ячейки», и домофоны охотно открывали двери таким ключам, благо в любом домофоне хотя бы одна свободная ячейка есть. Говорят, что в некоторых домофонах до сих пор содержится универсальный код, записанный в недоступную для очистки ячейку памяти. Ключ с таким кодом нельзя назвать вездеходом, но определённые шансы он даёт.

Что такое модуль памяти Memory iButton?

Ответ: Это ключ модели DS1996(L) для копирования и переноса всех ключей из одного контроллера в другой. Типа флешки, только выглядит он в точности как контактный ключ DS1990A.

Подробнее: В некоторых контроллерах предусмотрен режим передачи всех записанных кодов в модуль памяти и режим приёма. Это удобно для переноса ключей при замене контроллера или для записи ключей, если на объекте установлено несколько контроллеров и у всех пользователей одинаковый уровень доступа. Ёмкость модуля памяти — 64 килобит. Нетрудно подсчитать, что при объёме одного кода 64 бита, в модуль памяти можно записать ровно 1024 ключа.

Где конкретно хранятся прописанные в домофоне ключи?

Говоря в общем, ключи хранятся в памяти контроллера. Контроллер может быть как отдельным прибором, скрытым от глаз пользователя, так и встроенным в вызывное устройство или в считыватель, и тогда он как бы на виду.

Контроллеры, как отдельные устройства: Z-5R, Gate, VIZIT KTM600, С2000-2, С2000-4, КТМ-255 и др.
Контроллеры, совмещённые с Блоком Управления: VIZIT БУД-3xx и VIZIT БУД-4xx
Контроллеры, встроенные в Вызывную Панель: VIZIT-K100, VIZIT-K8, БУ-K100, БВД-SM1xx, БВД-N1xx, БВД-M2xx, БВД-C100TM, БВД-8М100, БВД-407x, некоторые вызывные панели Cyfral и Eltis
Контроллеры, встроенные в считыватель: VIZIT-KTM40, VIZIT KTM-602, MicroProx

Метки: FAQ, Визит, Домофон, СКУД