XBee zigbee 使用指南---XBee设备如何通信

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目录

XBee设备如何通信

无线通信

编址

PAN地址

通道

串行通讯

操作模式

应用程序透明操作模式

API操作模式

透明模式和API模式的比较

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XBee设备如何通信

XBee设备通过无线相互通信，发送和接收无线消息。这些设备仅传输那些无线消息。他们无法管理接收或发送的数据。但是，它们可以通过串行接口与智能设备通信。

XBee设备通过空中传输来自串行输入的数据，并将无线接收的任何内容发送到串行输出。无论是出于通信目的还是仅用于配置设备，这两个过程的结合使XBee通信成为可能。这样，诸如微控制器或PC之类的智能设备可以控制XBee设备发送的内容并管理传入的无线消息。

利用此信息，您可以识别XBee通信过程中的两种无线数据传输类型：

 

 

1. 无线通信：此通信在XBee模块之间进行。应该一起工作的模块必须属于同一网络，并且必须使用相同的射频。满足这些要求的所有模块都可以彼此无线通信。
2. 串行通信：此通信在XBee模块和通过串行接口与其连接的智能设备之间进行。

无线通信

XBee模块通过空中相互通信，通过调制电磁频谱中的波来发送和接收信息。换句话说，它们充当射频（RF）设备。为了将数据从一个XBee模块传输到另一个模块，两个模块必须位于同一网络中。

本节介绍了在学习如何管理网络以及如何在XBee模块之间传输信息时要理解的关键概念。

编址

XBee设备地址类似于人们的邮政和电子邮件地址。一些地址是唯一的，例如电子邮件地址，而其他则不是。例如，几个人可以住在同一邮政地址。

每个XBee设备都可以通过几个不同的地址来识别，每个地址都有其用途。

类型	例	独特
64位	0013A20012345678	总是
16位	1234	是的，但仅在网络内
节点标识符	鲍勃的模块	不保证唯一性

64位地址

每个XBee设备都有一个64位地址，以区别于其他设备并防止重复信息。该地址（也称为MAC）由IEEE分配给Digi，并保证是唯一的，因此两个设备不能具有相同的地址。

您可以通过读取任何设备上的序列号高（SH）和序列号低（SL）参数来确定64位地址的值。它还打印在设备的背面。

注意 SH+SL的串联形成了设备的64位或MAC地址。它以两个32位值的形式存储在设备的内存中：高部分SH和低部分SL。对于所有XBee设备（0013A200），高部分通常是相同的，因为这是标识Digi设备的前缀。每个设备的最低部分是不同的。

保留000000000000FFFF的64位地址用于发送广播消息。

16位地址

设备加入Zigbee网络时会收到一个随机的16位地址，因此该地址也称为“网络地址”。仅当检测到地址冲突或设备离开网络并随后加入（它可以接收其他地址）时，此地址才能更改。

可以通过16位网络地址（MY）参数读取16位地址的值。16位地址0000保留给协调器，而FFFE的值表示设备尚未加入PAN。

节点标识符

节点标识符是一小段文本，允许用户使用更人性化的名称来寻址模块。在这种情况下，不能保证唯一性，因为您可以将相同的节点标识符分配给多个模块。

您可以通过Node Identifier（NI）参数读取或设置节点标识符的值。

PAN地址

Zigbee网络称为个人区域网或PAN。唯一的PAN标识符（PAN ID）定义每个网络，并且该标识符在同一网络的所有设备之间是公用的。Zigbee设备预先配置了PAN ID以加入，或者可以发现附近的网络并选择PAN ID来加入。

可以通过PAN ID（ID）参数设置个人局域网的值。如果该值为0，则XBee会自动选择PAN ID，因此您可以使用Operating PAN ID（OP）参数读取它。

通道

为了使设备能够通信，它们必须以相同的频率运行。XBee S2C / S2D和XBee3设备支持802.15.4物理层中定义的所有16个通道，但以下情况除外：

• 通道26降低了S2C / S2D部件的最大输出功率（〜3dBm）。
• S2C XBee-PRO设备支持16个通道中的15个；它不支持频道26。
• XBee3-PRO部件支持通道26，但最大输出功率降低（〜8dBm）。

要确定设备正在运行的特定通道，必须阅读“运行通道”（CH）参数。与802.15.4不同，CH参数不能写在Zigbee应用程序中。但是，您可以通过在SC参数中设置一位来选择操作通道。该单个位迫使协调器在该单个位指定的通道上进行操作。它还可以防止路由器和终端设备通过SC中指定的通道以外的任何通道加入网络。如果所选通道不重要，则可以使用SC参数选择多个通道。

串行通讯

XBee模块可以作为独立设备运行，也可以连接到智能设备。例如，您可以将多个电池供电的XBee模块放置在远程位置以收集数据，例如温度，湿度，光线或液位。

• 当作为独立设备运行时，XBee模块仅将传感器数据发送到中央节点。
• 当XBee模块连接到智能设备（例如计算机，Arduino或Raspberry Pi）时，它使用串行通信：
  • 智能设备通过串行接口将数据发送到XBee模块，以无线方式传输到其他设备。
  • XBee模块从其他设备接收无线数据，然后通过串行接口将数据发送到智能设备。

XBee模块通过逻辑级异步串行端口连接到主机设备，例如微控制器或计算机。他们使用UART与这些设备进行串行通信。

有关串行通讯的其他信息，请转到 XBee / XBee-PRO Zigbee射频模块。

连接到XBee模块的微控制器可以处理模块接收到的信息，从而可以通过本地XBee模块发送消息来监视甚至控制远程设备。对于原型，您可以使用外部微控制器，例如Arduino或Raspberry Pi，插槽和面包板。

 

该套件中包含的板可让您在两种模式下使用XBee模块：

• 如果将模块插入板上，并使用micro USB电缆将它们连接到计算机或微控制器，则可以配置XBee模块，测试连接以及向其他模块发送数据或从其他模块接收数据。
• 如果将模块插入板卡并将它们连接到电池，则XBee模块将自动工作。例如，他们可以从传感器收集数据并将其发送到中央节点。

操作模式

XBee设备可以以非常不同的方式使用其本地串行连接。“操作模式”建立了主机设备通过串行接口与XBee模块通信的方式。

XBee模块支持两种不同的操作模式：

• 透明的应用程序（“透明模式”）
• 应用程序编程接口（“ API模式”）

应用程序透明操作模式

此模式称为“透明”模式，因为无线电在接收信息时会准确传递信息。无线电模块接收到的所有串行数据都以无线方式发送到远程目标XBee模块。当另一个模块接收到数据时，该数据将通过接收到的串行端口完全发送出去。透明模式的功能有限，但是是XBee设备入门的简单方法。

要了解有关透明模式的更多信息，请参见XBee透明模式。

API操作模式

应用程序编程接口（API）操作模式是透明模式的替代方法。在API模式下，协议确定信息交换的方式。数据以数据包（通常称为API帧）进行通信。此模式允许您形成更大的网络，更适合于创建传感器网络来执行任务，例如从多个位置收集数据，远程控制设备或使您的房屋自动化。

要了解有关API模式的更多信息，请参见XBee API模式。

透明模式和API模式的比较

XBee设备可以使用透明或API操作模式通过串行接口传输数据。您可以在网络中混合使用运行API模式和透明模式的设备。下表提供了两种模式的比较。

透明操作模式	API操作模式
何时使用： 使用API​​模式的条件不适用。	何时使用： 将无线数据发送到多个目的地。 在网络中配置远程XBee设备。 从多个XBee设备接收无线数据包，应用程序需要确定哪些设备发送每个数据包。 从远程XBee设备接收I / O样本。 必须支持多个端点，群集和/或配置文件（对于Zigbee模块）。 使用Zigbee设备对象（ZDO）服务（用于Zigbee模块）。
优点： 提供一个简单的界面，使您可以轻松地开始使用XBee设备。 易于应用程序支持；您发送的正是其他模块得到的，反之亦然。 XBee设备之间的双向通信非常有效。	优点： 可以设置或读取网络中远程XBee设备的配置。 可以将数据传输到一个或多个目的地；这比透明模式要快得多，透明模式下必须更新配置以建立新的目的地。 收到的数据包括发件人的地址。 接收的数据包括传输详细信息以及成功或失败的原因。 若干高级功能，例如高级网络诊断和固件升级。
缺点： 无法设置或读取网络中远程XBee设备的配置。 必须首先更新配置以建立新的目的地并传输数据。 无法识别接收到的数据的来源，因为它不包含发送者的地址。 接收的数据不包括传输详细信息或成功或失败的原因。 不提供API模式的高级功能，包括高级网络诊断和固件升级。	缺点： 接口更复杂；数据以特定格式的数据包进行结构化。 更难支持；传输以需要解析（获取数据）或创建（传输数据）的数据包的形式组织。 发送的数据和接收的数据不相同；接收到的数据包包括一些控制数据和其他信息。