浅谈Xbee模块组网，顺带推荐下《例说XBee无线模块开发》 DF创客社区

花了一个多星期把《例说XBee无线模块开发》大致了研究了一遍，怎么着也算好好看完一本书了，小时候落下的毛病，总觉得该写个读后感之类的东西才算完整，所以趁着新鲜出炉的热劲决定写些什么。

关于XBee模块，书的封皮有介绍：

XBee模块时美国Digi公司的ZigBee模块产品，XBee是系列产品的名称。XBee模块是一种远程低功耗的无线模块，频段包含2.4G、900M、868M三种，同时可兼容802.15.4的协议。XBee模块可用于组建Mesh网络，每个模块都可以作为路由节点、协调器，以及终端节点。XBee模块的配置方式有两种，分别是AP和API命令。XBee模块分为嵌入式和贴片式两种，可即插即用自组网，使用起来非常方便。XBee模块的应用范围非常广泛，包括智能家居、远程控制、无线抄表、传感器、无线检测、资产管理等，同时还有对应的iDigi平台，提供各种常用的接入方式，更加方便远程控制。

下面粗略介绍下一个利用XBee模块进行的组网实验

从官网（http://www.digi.com/support/productdetail?pid=3352&osvid=57&type=utilities）下载了最新版的XBee调试软件：X-CTU5.2.8.6。

将两个XBee模块贴上标签，XMTR表示发射端，RCVR表示接收端，当然，XBee模块兼具发送和接收信息的功能，作为接收端同时也可以发送信息，这里贴上标签主要为了区分。

采用DFRobot出品的XBee转USB适配器v2连接到电脑：

此时再打开X-CTU软件，对XBee模块进行设置。

这里将RCVR和XMTR分别设置为协调器和终端，修改设置如下：

	RCVR	XMTR
MY-16-Bit Address	1111	2222
NI-Node Identifier	CASPER	TEDDY
CE-coordinator Enable（协调器使能）	1	0
A1-End Device Association（终端设备关联配置）	----	6-0110B （与任意信道中的协调器配对，并不断尝试与协调器发送配对请求）
A2-Coordinator Association（协调器关联配置）	6-0110B （发现一个未使用的无线信道，并让所有终端设备与协调器配对）	----
AP-API Enable（API使能）	1-API ENABLED	1-API ENABLED

保持RCVR插在USB转XBee适配器上连接电脑。将XMTR经过XBee适配器插到面包板上，电源和地端口连接3.3V电源，DIO5-Associate端口接led和330欧电阻。led在这里作为一个可视化的指标进行测试和调试。

打开面包板电源，给XTMR模块供电，观察led，led点亮并保持4秒左右开始闪烁，说明该终端设备与协调器配对成功。只要配对的终端设备模块有电，它上面的led将一直闪烁。

打开X-CTU软件Terminal窗口，使用AT指令格式，输入“+++”（注意这里要检查输入法，全角输入的“+++”是无效的），等待来自连接到主机PC上的协调器回复“OK”。输入“ATND[ENTER]”，可以查看所有关联的终端设备模块信息。这里我只设置了一个终端，根据之前的参数设置，在窗口可以看到信息如下：

结果反映了终端设备XMTR的信息：

FFFE	MY-16-Bit Address
13A200	SH-Serial Number High
40AACFA7	SL-Serial Number Low
24	DB-Received Signal Strength
TEDDY	NI-Node Identifier

MY-16-Bit Address为0xFFFE，似乎很意外。为什么不是之前设置的0x2222呢？根据digi公司的XBee和Xbee PRO模块手册：

当一个终端设备与一个协调器配对时，它的MY参数设置成0xFFFE来使能64位寻址。模块的的64位地址被存储为SH和SL参数。发送一数据包到指定的模块，发送器的目的地址（DL+DH）必须匹配指定接收器的源地址（SL+SH）。

所以0xFFFE为临时MY值。

用API数据包检查数据响应。清空X-CTU终端窗口，单机“十六进制显示（Show Hex）”按钮，单击“生成数据包（Assemble Packet）”按钮。在“显示（Display）”标签中选择“十六进制（HEX）”，在“发送数据包（Send Packet）”窗口内输入：

7E 00 04 08 52 4E 44 13

这一系列十六进制值代表用来发现XBee模块的API ND命令数据包。

如图所示在终端窗口观察到终端设备模块XMTR的信息。

关于16进制命令格式的可以参考digi公司的XBee和Xbee PRO模块手册（“XBee/Xbee-PRO RF Modules”下载地址http://ftp1.digi.com/support/documentation/90000982_P.pdf）。

一个被配置作为协调器的模块能通过扫描来发现未使用的信道。XBee模块的非信标网络能够让你快速地“点名”来确定是否有特定终端设备已经配对协调器。

再次清空X-CTU终端窗口，开启十六进制显示。在左侧窗口输入“+++”，等待回复“OK”。接下来输入“ATDN”，紧随其后输入终端模块的名称（NI-Node Identifier信息），这里即“TEDDY”。执行该步骤后，可以观察到：

发聩的“OK”表明名为“TEDDY”的终端设备模块仍然运行在这个网络中，与我的协调器器RCVR配对。

那么如果协调器或者终端发生断电的情况会有什么变化呢？

先来看终端设备断电后。关掉XTMR模块的供电，等待几秒，这时从X-CTU“终端”窗口发送ATND节点发现命令到协调器，已经看不到终端设备XTMR的信息。给终端设备XTMR重新上电，与开始的时候类似，led点亮后几秒后开始闪烁表明已接入网络。

接下来断开协调器RCVR和USB转XBee适配器的USB数据线，关闭协调器。终端的led继续闪烁了30分钟。所以led在这里仅仅能够用作配对测试，而不能指示忘了的连接情况。重新连接协调器RCVR和USB转XBee适配器的USB数据线，需要重新打开XCU软件检查通讯连接。连接正常后在X-CTU终端窗口发送一条ATND指令给协调器，可是仍然看不到反馈终端设备XTMR的信息，说明设备没有配对。当网络中有带电终端模块，而协调器掉电，它不会自动与终端设备模块配对，此时可以发送给协调器一个RF（强制复位）命令强制重新配对。

在终端窗口输入“+++”并等待回复“OK”，然后输入“ATFR[Enter]”。你应该会看到终端窗口中的“OK”消息，并在十六进制窗口跟随两个数据包：

7E 00 02 8A 01 74 and 7E 00 02 8A 06 6F

表明终端设备已经重新配对。

以上是书中其中一个实验，包含了XBee模块的常用功能，更多精彩还有待小伙伴们亲身实践。

笔者在看完本书和进行了相关XBee的实践之余，不禁参考了当下几种主流无线射频或组网手段的应用情况。

ZigBee

　　Zigbee是IEEE 802．15．4协议的代名词，这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

蓝牙

蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布正式采纳蓝牙规格4．0版本，并启动对应的认证计划。在3．0+HS版本标准加入高速传输技术的基础上，4．0版本又加入了之前诺基亚力推的Wibree低功耗传输技术。

　　至此，蓝牙已经不是当初大家熟悉的只适用于WPAN的“蓝牙”了。而是集IEEE 802．15．1传统蓝牙，IEEE 802．11物理层和MAC层以及Wibree标准的“三合一”的蓝牙。

　　低功耗传输部分作为蓝牙4．0版本的重点，沿用了曾经的Wibree标准。采用简单的GFSK调制，拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。

　　毫无疑问，新的低功耗蓝牙将挑战诸如ZigBee、NFC等技术，低功耗蓝牙的网络拓扑相比ZigBee的星型拓扑简单得多，而传输距离又比NFC有很大优势，尽管是个后来者，但凭借其在手机和音频领域的领先地位，未来发展还是值得期待。

蓝牙技术的缺点和优点一样明显：

　　数据传输瓶颈问题。高速跳频使得蓝牙传输安全性极高，同时也限制了蓝牙传输过程中数据包不可能太大，哪怕是在宣传的高保真蓝牙耳机中，它的高低频部分也是被严重压缩的。

WiFi

　　WiFi(Wireless Fidelity，无线保真技术)即IEEE 802．11协议，是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接人的无线电信号。WiFi的第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。

覆盖范围广蓝牙的电波覆盖范围很小，半径大约只有15 m，而WiFi的半径可达100 m，甚至可以覆盖整栋大楼。

　　WiFi的传输速度很快

　　最高可达54Mb／s，符合个人和社会信息化的需求。在网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问网络，随时随地享受诸如网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务。并实现移动办公。

健康安全

　　IEEE 802．11规定的发射功率不可超过100 mW，实际发射功率约60～70 mW，而手机的发射功率约200mW～1 W，手持式对讲机高达5 W。与后者相比，WiFi产品的辐射更小。

在ZigBee和蓝牙的关系上，ZigBee联盟认为ZigBee和蓝牙是互为补充，而不是互相竞争。比较了蓝牙和ZigBee的各项技术指标，将两者相结合具有较好的发展前景。有研究表明两者共存以及相互干扰的特性，证明两者互联工作的方案切实可行。

其他还可以参考以下文章，除本书外可以从网上取得：

《例说XBee无线模块开发》

《XBee/XBee PRO Modules》

《ZigBee 、WiFi 、蓝牙等常用24Ghz 无线技术的区别》

《三种近距离技术ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi介绍》

开发, 无线, 组网