Spis treści:
XBee to rodzina modułów bezprzewodowych wykorzystujących różne technologie łączności. Z ich użyciem można zadbać o sprawną komunikację w wielu układach.
XBee - podstawowe informacje
Moduły XBee to produkty, które cieszą się szczególnie dużą popularnością w dziedzinie Internetu Rzeczy. Ich działanie opiera się na wykorzystaniu technologii radiowej do komunikacji – dzięki temu mogą one przesyłać dane bezprzewodowo nawet na dość dużych dystansach. Propozycje XBee charakteryzują się zaawansowaną konstrukcją oraz wszechstronną funkcjonalnością, dzięki którym znajdują zastosowanie w wielu projektach o różnym przeznaczeniu.
Digi International, XBee i ZigBee - generacje modułu komunikacji bezprzewodowej
XBee to moduły komunikacji bezprzewodowej o niewielkich wymiarach produkowane przez markę Digi International. Firma wypuściła na rynek już trzy wersje XBee – po pewnym czasie ze sprzedaży wycofano jednak drugą edycję, przez co obecnie można kupić jedynie rozwiązania z serii pierwszej i trzeciej.
Podstawowym, pierwszym typem modułów XBee są moduły zgodne ze standardem IEEE 802.15.4, wykorzystywanym do tworzenia bezprzewodowych sieci lokalnych. Jedną z jego implementacji jest ZigBee – protokół wykorzystywany właśnie m.in. przez XBee. Takie rozwiązanie pozwala na komunikację point-to-point oraz point-multipoint na niewielkich odległościach. Warto przy tym podkreślić również niskie zużycie energii oraz korzystną cenę, dzięki czemu jest to ciekawe rozwiązanie m.in. w amatorskich projektach czy instalacjach prototypowych. Należy jednak zaznaczyć brak możliwości programowej konfiguracji docelowego układu.
XBee Series 3 to z kolei generacja modułów XBee wyposażonych w bardziej zaawansowane funkcje, a także zgodnych z najnowszą wersją ZigBee – 3.0. W porównaniu ze wcześniejszymi rozwiązaniami oferują większy zasięg transmisji radiowej oraz skuteczniejszą ochronę przekazywanych informacji.
Wszystkie moduły XBee są kompatybilne z protokołem ZigBee, jednak zgodność z poszczególnymi wersjami może się różnić w zależności od wybranego urządzenia. Warto także podkreślić różnice między tymi dwoma rozwiązaniami: XBee to moduł radiowy, z kolei ZigBee to protokół komunikacyjny dla lokalnych sieci bezprzewodowych.
XBee - funkcje
Urządzenia z rodziny XBee cieszą się sporą popularnością m.in. ze względu na szeroką funkcjonalność. Wśród ich możliwości można wskazać:
- kompatybilność pinów, dzięki której przełączanie się między rozwiązaniami nie stanowi większego problemu;
- wspólną platformę sprzętowo-programową dla poszczególnych linii produktów i protokołów, dzięki której poruszanie się pomiędzy nimi jest bardzo łatwe;
- możliwość obsługi różnorodnych protokołów komunikacyjnych – oprócz ZigBee jest to m.in. DigiMesh oraz Bluetooth LE;
- elastyczność w tworzeniu sieci, która wynika z możliwości działania w różnych topologiach;
- obecność wbudowanych czujników w niektórych modułach XBee, np. sensorów temperatury, wilgotności lub ruchu;
- prosty interfejs szeregowy, dzięki któremu integracja z mikrokontrolerami czy komputerami jest bardzo łatwa.
Zalety modułów XBee
Moduły XBee chwali się przede wszystkim za kompaktowe wymiary i łatwe podłączanie. W zależności od konkretnej wersji produktu urządzenie może różnić się pod względem konstrukcji, liczby pinów czy rodzaju anteny. Dzięki temu można bez problemu wybrać właściwe rozwiązanie pod kątem potrzeb danej instalacji. Najnowsze wersje XBee wyróżniają się pod względem zasięgu, który znacznie przekracza możliwości innych, podobnych rozwiązań – dla XBee 3 ZigBee 3.0 sięga on nawet 1,2 km, z kolei w przypadku wersji PRO można liczyć aż na 3,2 km.
Co więcej, moduły XBee umożliwiają bezprzewodową komunikację, zapewniając elastyczność w budowaniu sieci oraz kompatybilność z wieloma protokołami. Do tego należy podkreślić skuteczne szyfrowanie i uwierzytelnianie przesyłanych danych, dzięki czemu bezpieczeństwo transmisji stoi na najwyższym poziomie.
XBee - krótka historia
Moduły XBee zgodne ze standardem 802.15.4 pojawiły się na rynku już w 2005 roku. Prosty interfejs poleceń AT pojawił się już w tych urządzeniach i jest obecny w całej linii XBee do teraz. Po pewnym czasie firma Digi International wypuściła na rynek moduł z obsługą sieci mesh ZigBee, z kolei od 2011 roku użytkownicy mogą postawić na sprzęty XBee wspierające transmisję Wi-Fi.
W ramach oferty firmy można znaleźć m.in. moduł XBee LTE Cat 1, przeznaczony do zastosowania w rozwiązaniach mobilnych. Najnowszym dodatkiem do rodziny XBee jest Digi XBee-PRO 900HP zapewniający bardzo duży zasięg w konfiguracji mesh.
Rodzaje anten XBee
XBee to moduły radiowe – podobnie jak w przypadku innych urządzeń tego typu, do ich sprawnego działania niezbędne są odpowiednie anteny do nadawania oraz odbierania sygnałów. Propozycje od Digi International są kompatybilne z kilkoma rodzajami anten, które różnią się pod względem działania i konstrukcji.
- Wire – metalowy drut umiejscowiony prostopadle do modułu, zapewniający wysoką wydajność anteny pokładowej. Zapewnia maksymalną odległość transmisji o równym zasięgu w każdym kierunku.
- Dipol – anteny dipolowe wyróżniają się stabilną wydajnością, świetną polaryzacją i promieniowaniem dookólnym.
- Chip – anteny w tej formie to płaskie chipy wykonane z ceramiki. Stosuje się je w niewielkich konstrukcjach, a kluczową zaletą jest zapobieganie naprężeniom mechanicznym anteny.
- PCB – anteny drukowane bezpośrednio na płytce PCB modułu.
- RPSMA – charakteryzują się sporymi rozmiarami, a także możliwością obsługi anten zewnętrznych przyłączonych bezpośrednio do XBee.
Jak używać modułów XBee?
Aby korzystać z modułów XBee, wystarczy podłączyć produkt do wybranego urządzenia z użyciem wbudowanych złącz interfejsowych oraz odpowiednich przewodów. Przed rozpoczęciem właściwej komunikacji należy skonfigurować moduł – można to zrobić z poziomu aplikacji producenta. Gdy wybierzemy już tryb komunikacji, wybieramy także właściwy protokół komunikacyjny. Po wykonaniu tych kroków można zaimplementować komunikację za pomocą kodu czy programu. Następnie warto monitorować i testować przesyłanie danych w stworzonej sieci, tak aby wyłapywać ewentualne błędy.
Moduły XBee i akcesoria
Oprócz samych modułów warto wyposażyć się również w dodatkowe akcesoria, takie jak adaptery, przejściówki czy listwy. Wszystkie z nich można znaleźć w ofercie sklepu Botland. Są to rozwiązania, które wyróżniają się kompaktowymi rozmiarami oraz szerokimi możliwościami, dzięki czemu znajdują zastosowanie w wielu projektach wymagających sprawnej komunikacji bezprzewodowej. Propozycje Digi International są doceniane również ze względu na niezawodność i wytrzymałość.
