XBee模組通訊實驗（二）：認識XBee

XBee是Digi公司生產，支援802.15.4或者ZigBee通訊協定的微控制器模組。

筆者借用的是XBee S1，它和S2的主要差異：

• S1支援Digi公司自訂的802.15.4，點對點網路通訊協定。
• S2支援ZigBee Mesh Network（網狀網路）協定。

註：多數的S1都可以寫入DigiMesh韌體來支援網狀網路，詳請參閱Digi公司的線上文件；S1和S2的詳細比較，請參閱Digi公司的這份線上文件。

XBee的通訊頻道、PAN和位址

就像每個電視台都有一個頻道編號，收視戶必須轉到對應的頻道才能收看節目，同一網路中的每個XBee裝置，都必須調到相同的頻道，才能接收到彼此的訊息。實際上，每個XBee都要設置三個網路相關參數：

• 頻道：設定XBee模組之間的無線通訊操作頻道。頻道的數值範圍（註：0x代表該數字為16進位格式）：
  • 0x0B~0x1A（XBee，如：S1和S2）
  • 0x0C~0x17（XBee Pro）
• PAN識別碼：代表Personal Area Network（個人區域網路），相當於在同一個通訊頻道中分組交談。PAN值範圍：0~0xFFFF。
• 位址：有64位元（MAC位址）和16位元（自訂位址）兩種格式。MAC位址相當於XBee的出廠序號，標示在裝置後面，每個都不一樣：

XBee的MAC位址分成高（High）、低（Low）兩部份，凡是Digi公司生產的XBee裝置，其高位址一定是0013A200；低位址則是Digi公司設定的唯一值，如上圖的40CA509A。

頻道、PAN識別碼和位址的關係如下圖：

註：「頻道」也代表無線電的運作頻率，802.15.4協定的中心頻率計算式為：

2.405GHz + (頻道值 – 11) x 5 MHz

使用序列轉換板連接XBee

XBee模組本身具有TTL形式的序列輸出入腳，可以直接和Arduino或USB轉序列埠板相連。不過，XBee模組的接腳間距是2.0mm，而Arduino板和麵包板的腳位間距是2.54mm，所以實驗XBee時，通常會將它接上一個轉接板。

像下圖這個轉接板上面包含與XBee相容的排插，以及一個USB轉序列埠的IC（FT232RL），可連接個人電腦：

這個轉換板通常只用在透過電腦設置XBee參數，跟Arduino板相連時，不一定要用轉換板。

使用X-CTU軟體設置XBee裝置的參數

XBee裝置可透過「序列埠通訊軟體」連線，並以AT命令設置參數。或者，採用Digi公司提供的X-CTU軟體設置。新版的X-CTU軟體支援Windows, Mac OS X及Linux系統，請在Digi公司的X-CTU網頁下載並安裝。X-CTU軟體的操作示範：

先把XBee插入USB序列埠轉換板，再接到電腦的USB埠，然後開啟X-CTU軟體。

按下「新增XBee」或「搜尋XBee」鈕，加入XBee裝置。這是按下「搜尋XBee」鈕的畫面，筆者在電腦上連接兩個XBee裝置，因此點選兩個序列埠：

接下來的設定畫面用於選擇XBee模組的序列通訊參數，通常使用預設值即可：

按下Finish（完成）鈕，X-CTU工具將依據上圖的序列通訊參數，嘗試連結XBee模組。下圖顯示找到兩個XBee模組（註：XBee模組預設是「終端」裝置）：

點選要加入的模組，並按下「加入選取的裝置」按鈕，即可開始在X-CTU中讀取與設置XBee模組的參數：

底下列舉即將使用的幾項「網路與安全（Networking & Security）」參數：

• CH（通訊頻道）：連線設備的頻道必須一致，預設為C。
• ID（PAN識別碼）：連線設備的PAN識別碼必須一致，預設為3332。
• DH（目標高位址）：連線對象的高位址，預設為0。
• DL（目標低位址）：連線對象的低位址，預設為0。
• MY（16位元位址）：用戶自訂的位址，可能值為0~0xFFFF。
• SH（裝置序號－高）：裝置的出廠高位序號，不可修改。
• SH（裝置序號－低）：裝置的出廠低位序號，不可修改。

未完待續…