Новые универсальные модули XBee для ZigBee, 802.15.4 и Thread (материалы вебинара)

zigbee-create-it

Мероприятие прошло 25.10.2017

Программа

показатьсвернуть
Компания Компэл приглашает вас принять участие в вебинаре, который посвящен новым радиомодулям XBeе. Данные радиомодули позволяют за считанные дни построить систему беспроводной связи – от самой простой «Точка-точка» до мэш-сети из сотен устройств,  имеют увеличенную в 10 раз дальность связи, защиту от перехвата и могут работать автономно, без программирования и без внешнего микроконтроллера.
Радиомодули XBee являются, пожалуй, самыми популярными модулями как среди любителей, так и профессионалов. Они используются как в космических проектах NASA, так и в устройствах, построенных на платформе Ардуино. Основная задача вебинара – рассказать простым языком о возможностях новых модулей и показать на практике, насколько легко и быстро с их помощью можно реализовать прикладную задачу, даже для тех, кто не особенно разбирается в радио.Вы узнаете:

  • о новой линейке модулей XBee, их дальности и потреблении;
  • чем отличается модуль 802.15.4 от модуля ZigBee и где лучше использовать тот или другой;
  • как работать с новой программой XCTU:
    • быстрая настройка параметров модуля XBee,
    • тест дальности,
    • графическое представление сети,
    • анализатор спектра 2,4 ГГц;
  • что такое протокол Thread.

Вы научитесь как запустить беспроводную сеть за 5 минут

Содержание

  • Компания Digi, что она выпускает и чем знаменита
  • Новые модули XBee – 802.15.4 и ZigBee в одном флаконе
  • Варианты использования модулей XBee (возможно многое, но не все)
  • Работа модулей без внешнего микроконтроллера
  • Глобальный центр управления: Программа XCTU
  • Новые недорогие комплекты для разработчиков
  • Перспективы XBee: Thread и далее

Докладчик

Олег Пушкарев — инженер по применению в компании КОМПЭЛ с 10-летним опытом работы в области беспроводных технологий. Имеет более 50 опубликованных статей.

Видео

Подпишитесь на наш канал в Youtube и группу в Фейсбук уже сейчас.
Это позволит оперативно узнавать о всех наших новых акциях, вебинарах, статьях и обновлениях на нашем сайте.

Вопросы и ответы

Как по-вашему, почему модули Xbee и вся технология ZigBee не получили до сих пор широкого распространения, не встали в один ряд по популярности с Wi-Fi и Bluetooth?

В мире рождается множество технологий, некоторые становятся более популярны, некоторые менее популярны. Причем зависит это от многих факторов, не обязательно от технических параметров того или иного продукта. Очень сильно влияет маркетинг.

Wi-Fi и Bluetooth — это протоколы, которые изначально создавались для потребительской продукции. Соответственно, внедрение в потребительские гаджеты происходило намного быстрее просто потому, что задачи, которые они решали (интернет, передача файлов изображений, звука и т.д.) была всем понятна и нужна, поэтому и обеспечивала такое широкое распространение. Если говорить про Bluetooth, то нужно вспомнить, что между запуском технологии и реальным его широким использованием прошло не менее 5 лет.

ZigBee изначально создавался как протокол для индустриальных применений. Сам по себе протокол хороший, на сегодняшний день очень зрелый, но он не был поддержан производителями потребительских устройств. Поэтому его применение на сегодняшний день — а это десятки и сотни миллионов устройств по всему миру — в основном лежит в области промышленного использования: в счетчиках энергии и устройствах автоматизации. Распространение Интернета вещей может дать ему второе дыхание. ZigBee — это достойное решение для создания mesh-сетей с большим количеством датчиков.

Нам нужна mesh-сеть с дальностью в сотни метров между узлами. Попробовали модуль DIGI на 2,4 ГГц и получили дальность связи 15 метров. В чем может быть подвох?
Трудно однозначно ответить на этот вопрос. Нужно обратить внимание на то, какие антенны использовались, какие модули и в каком окружении. Если мы используем маломощные модули внутри здания, то 15 метров — вполне реальный результат, который можно получить, например, внутри квартиры через 1-2 железобетонных стены. Если мы говорим про мощные модули Xbee, работающие на открытом пространстве, то конечно этот результат явно не соответствует тому, что должно быть. Типичные дальности для модулей Xbee — это километры на открытом пространстве (прямая видимость) для мощных модулей и 2-5 этажа (до 15 через лестничные пролеты) внутри здания через железобетонные перекрытия.
В чем отличие модулей Xbee от Xbee PRO?
Модули Xbee — это маломощные модули 1—6 мВт, Xbee PRO — модули с повышенной выходной мощностью 63 мВт. При выходной мощности модуля 63 мВт с типичной полуволновой антенной (усиление в 2,1 дБ) изотропно излучаемая мощность составит 100 мВт. Эта мощность соответствует предельно разрешенному значению для диапазона 2,4 ГГц.
Какое количество линий ШИМ и АЦП на новых модулях?
Столько же, сколько и на старых, если мы говорим про 802.15.4. На борту есть 4 АЦП и 2 выхода ШИМ.
Использую Xbee P24 без ZigBee. Подключаю через UART, использую PyPI. Стабильно «глючит» на скоростях, больше 38400. Пробовал разные прошивки. Можно ли это поправить?
Скорость 38400 близка к практической предельной скорости для модулей серии 1. В теории, можно «выжать» большую скорость, но есть нюансы.

Алгоритм работы связи между двумя точками при использовании протокола 802.15.4 следующий: модуль отправляет пакет и получает подтверждение. Если он не получил подтверждение, он делает несколько повторных попыток. Число ретрансляций может быть разным — если сигнал сильный, то пакеты будут доходить с первого раза, при помехах и слабом сигнале модуль может делать несколько ретрансляций (их количество задается в настройках). Каждый повтор занимает некоторое время, что влияет на общую пропускную способность канала.

Напомню, что скорость манипуляции для 801.15.4 — 1 Мбит/сек, при этом скорость данных в радиоканале 250 Кбит/сек, максимальная полезная скорость — около 90 Кбит/сек. Эти данные приводятся для стабильного и сильного сигнала и без повторов.

Возможно ли подключиться модулем Xbee к сети ZigBee, построенной на модулях TI CC2531?
Да, такая возможность есть. По умолчанию Xbee используют проприетарный профиль передачи данных. Но есть специальный тип API-фрейма (Explicit Addressing ZigBee Command frame, явно заданные параметры отправки пакета), где есть все необходимые поля (конечная точка, кластер, профиль и т.д.), которые необходимы, чтобы создать 100% совместимый пакет в соответствии со спецификацией ZigBee. На практике это обеспечивает обмен пакетами с ZigBee-модулями любых других производителей.
Имеют ли новые модули нотификацию ФСБ?
Новые модули лежат у нас на складе. Компэл — компания на 100% исполняющая все нормы законодательства. Поэтому да, на новые модули есть нотификация ФСБ.
Можно ли связать модуль с мобильным телефоном или планшетным компьютером, если предполагается управление модулями с этих носимых устройств?
Нам не известно о потребительских устройствах, содержащих радиомодуль 802.15.4. В этих случаях задача рещается с помощью шлюза Wi-Fi—ZigBee или Ethernet—ZigBee.
Каким образом механизм обнаружения помех доступен для внешнего микропроцессора?
Этот механизм вы можете реализовать сами — для модулей есть AT-команда, позволяющая сканировать все каналы и выдающая уровень RSSI для каждого канала. Это позволяет оценить помехи на каждом канале.

Дополнительные материалы

Новая серия модулей Digi XBee 802.15.4 для Интернета вещей
Недорогой набор для создания беспроводной MESH-сети

Презентация
•••
О компании Digi Int.

Компания Digi International, Миннеаполис, США выпускает беспроводные устройства, процессорные модули и Ethernet-продукцию. После приобретения в 2007 году компании Maxstream, в линейку продукции вошли ZigBee-модули и конструктивно законченные модемы для передачи данных в диапазонах частот 800 МГц...2,4 ГГц. Компания делает простым подключение к сетям разнородных устройств, развивая продукты и технологии доступные по цене и легкие в использовании. Digi продвигает свои продукты через глобальную сет ...читать далее