XBee 购买指南

罗布-法鲁迪 罗布-法鲁迪,IoT 顾问,Faludi.com
2023 年 10 月 30 日

XBee® 是 Digi International 的注册商标。Digi XBee 是一个蜂窝调制解调器和射频模块系列,提供一系列流行的无线协议,用于快速原型开发和快速上市。但如何选择呢?本Digi XBee 比较指南将帮助您选择最适合您使用情况的 XBee。
 
XBee 模块为机器对机器 (M2M) 和物联网 (IoT) 市场中的联网设备提供无线连接。完整的 Digi XBee 生态系统 包括模块、代码库和 开发人员工具.这些资源有助于简化和加快设计、编码、制造和部署。预认证模块消除了认证过程中的痛苦和费用。
 
无论何时您需要额外的设计和工程协助,Digi 的专家们都能满足您的需求。 无线设计服务 随时为您提供帮助。

什么是 XBee 模块?

Digi XBee 模块族XBee 模块是一种非常小的无线电设备,它使用各种通信协议来发送信息,例如来自传感器的数据。射频(RF)XBee 模块通过网关进行通信,而蜂窝 XBee 则通过蜂窝网络进行连接。这就是Digi XBee 的定义。下面我们来谈谈 XBee 的功能、使用案例以及如何进行比较。
 
Digi XBee Digi XBee 无线电模块具有坚固耐用、用途广泛、安全可靠等特点,是为互联产品添加无线通信功能的热门选择。从工业传感、智能农业、资产跟踪到智能城市照明, 。IoT

灌溉领域的无线系统
 
以下是 XBee 的一些主要功能:

  • 针脚兼容性,使解决方案之间的切换既简单又经济。
  • 通用的硬件/软件平台、配置界面和编程环境,使产品线和协议之间的过渡更加方便。
  • 多地区部署的全球认证。
  • 易于使用的Digi XBee 工具、API 和代码库、MicroPython编程能力以及可选的蓝牙配置使开发人员能够开发、部署和管理设备。

让我们来看看 XBee 协议、频率、天线和外形尺寸的选择。

  • XBee 范围比较Digi XBee-PROSX 900模块的室外传输距离可达 65 英里,可满足远程部署所需的长距离传输要求。对于本地网络,Digi XBee 3PRO模块可创建点对多点或网状网络,节点之间的室内距离约为 300 英尺。
  • XBee 的功耗Digi XBee 3ZigbeeDigi XBee RR等较短距离模块的传输电流仅为 33 mA。Digi XBee-PROSX 900等长距离模块可能消耗高达 900 mA 的电流,但覆盖距离却比它大 300 多倍。Digi XBee 3Cellular LTE-M/NB-IoT等蜂窝设备的平均电流约为 200 mA,可为移动设备提供较长的电池寿命。
  • 频率Digi XBee 3Global Cellular模块支持多个 LTE频段,可在多个大洲部署移动设备。其他 Digi XBees(如Wi-FiXBee RRZigbeeDigiMesh802.15.4模块)在全球许可的 2.4 GHz 频段上运行。Digi 的 1 GHz 以下长距离模块在北美的 900 MHz 频段和欧洲的 868 MHz 频段上运行。
  • 天线:Digi XBees 有多种天线可供选择,包括简单的导线或鞭状天线、PCB 线迹天线和芯片天线。连接器选项包括 RPSMA 和 U.FL。某些模块还支持用于 SMT 天线连接的射频焊盘。(更多详情请见下文)。
  • 协议:可选择点对多点 802.15.4、采用 Zigbee 或 DigiMesh 的网状网络、基于标准的 Wi-Fi、远距离 900/868 MHz 解决方案,以及各种IoT 就绪的蜂窝模块,它们都具有通用的占地面积和接口。

下载我们的 XBee 系列功能比较表

比较我们的各种 XBee 模块,找到最适合您应用的模块

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XBee 模块有哪些用例?

我们已经介绍了Digi XBee 模块在全球的一些应用。然而,还有更多的应用!只要机械和系统需要自动化和监控,只要需要部署传感器,只要机械和应用之间的无线通信是一项重要的业务功能,您就能找到 XBee。 

Digi XBee 模块为农业、工业、太阳能发电场、风力发电场、远程信息处理、机器人技术、水管理、自动驾驶汽车和其他交通应用案例提供远程通信。请务必阅读我们的客户案例,并按 "Digi XBee"进行筛选。

XBee Industries

XBee 的演变

XBee 的发展历程 - XBee 历年的发展历程
XBee 无线电模块由 MaxStream 于 2005 年推出。第二年,Digi 收购了 MaxStream,并推出了经过认证的 Zigbee XBee 模块。这些产品大受欢迎,Wi-Fi 模块也随之推出。第三方开始在自己的产品中内置Digi XBee 插座。随后在 2018 年,Digi 推出了Digi XBee 3 系列可编程模块。该系列不断发展壮大,增加了 XBee 模块范围和蜂窝选项,并建立了一个由支持软件、库和工具组成的生态系统,以简化 XBee 开发。以下是 XBee 发展的简要概述:

  • 802.15.4:这些 "1 系列 "模块于 2005 年推出,是首批采用经典 20 引脚 XBee 基底面并支持 IEEE 802.15.4 标准的模块。其简单的 AT 命令接口成为 XBee 产品线的标准。这种模块深受创客社区的欢迎,他们中的许多人都是物联网的先驱。
  • Zigbee:在 XBee 成功的基础上,Digi 推出了支持 Zigbee 网状网络的 XBee 模块 "2 系列"。Zigbee 模块可自动形成网络。自愈 "网络可绕过离线模块,使 Zigbee 成为工业传感系统的完美选择。
  • Wi-Fi:Digi 最初的 XBee Wi-Fi 于 2011 年发布,支持全球 Wi-Fi 协议。第二版于次年推出,提供无线更新。
  • LTE Cat 1:Digi XBee LTE Cat 1 标志着 Digi 进入蜂窝市场。它面向带宽需求较低的联网设备,支持 Wi-Fi 不可用的应用连接。
  • LTE Cat 4:LTE 系列的最新模块扩展了对更高带宽需求的支持,例如流媒体文件或传输极高频数据采样。
  • LTE-M/NB-IoT :继 XBee LTE Cat 1 之后,Digi 又开发并认证了支持 LTE-M 和 NB-IoT 蜂窝协议的模块。这些标准可使电池供电设备长时间运行并与蜂窝网络连接。
  • DigiMesh®射频模块:Digi 开发 DigiMesh 是为了弥补 Zigbee 功能的不足。在 DigiMesh 网络中,所有模块都是相同的设备类型,可由电池供电,从而改进了配置,并创建了一个弹性网络,而无需始终在线的路由器模块。DigiMesh 可在 2.4 GHz 或 868/900 MHz 频率上运行。
  • 868/900MHz:Digi XBeePRO 900HP 和Digi XBee XR 868 覆盖 9 英里范围,提供网状网络选项。Digi XBee SX 868/900 包括 DigiMesh,可配置为 65 英里范围。

视频:Digi XBee 3 可编程模块介绍

 

 

XBee 和 Zigbee

什么是 Zigbee,它与 XBee 有何不同?XBee 和 Zigbee有时会被混淆,因为两者的品牌中都有一个 "Bee"。但 XBee 是一种无线电模块,而 Zigbee 是一种安全通信协议标准,适用于在全球频率上运行的低功耗局域无线网状网络。XBee 模块可运行 Zigbee 和许多其他协议,使无线应用的开发变得简单而经济。

XBee PRO 与 XBee

Digi XBee 专业Digi XBee 系列有普通版和专业版两种。两者的主要区别在于传输功率,因此 XBee 的覆盖范围也不同。
 
常规 XBee:常规版本的 Digi XBee 3 RFDigi XBee RRDigi XBee SX 它们支持中距离应用,只需要适量的传输功率。它们耗能更少,因此电池寿命更长,产生的热量更少,成本更低,可以在只允许低功率传输的地区获得认证。
 
XBee PRO:Digi XBee-PRO 无线电设备包括 Digi XBee 3 PRO, Digi XBee RR PRODigi XBee-专业 900HPDigi XBee--PRO SX.PRO 模块被认为是远程模块,适用距离从 2 英里到 65 英里。

XBee 1 系列与 2 系列

在 2014 年之前,XBee 使用 "系列 "来描述不同的模块。如今,许多网站仍将两者相提并论,因此让我们来比较一下 XBee 1 系列和 2 系列

XBee Series 1:Series 1 XBee 与Digi XBee 802.15.4 相同。之所以称其为 1 系列,是因为它是有史以来生产的第一款 XBee,同时也是为了与后来的 2 系列产品区分开来。

XBee 2 号系列:2 号系列 XBee 与Digi XBee Zigbee 模块相同。它也类似于Digi XBee 3 Zigbee 模块,后者增加了可编程性、其他外形尺寸、蓝牙和其他功能。

虽然 "系列 "术语已被更具描述性的术语所取代,但了解这些较早的Digi XBee 定义还是很有帮助的。
 

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Digi XBee 15 岁

 

XBee 购买指南:每种 XBee 说明

Digi XBee 产品线分为三大类。有短程低功耗无线电、需要更多能量才能远距离传输信号的远程模块,以及加入移动网络的Digi XBee 蜂窝调制解调器。

  • 2.4 千兆赫(短距离、低功耗)
  • 1 千兆赫以下(距离远、功率大)
  • 细胞

下表列出了当前 Digi 射频和蜂窝模块的测距能力和功率要求。范围是预期的最大范围,受天线、局域网和蜂窝电话可用性等因素的影响。
 

模块 频率 范围 发射功率
Digi XBee SX 868 863-870 兆赫 视距(LOS):14.5 公里 +13 dBm
Digi XBee SX 900 902-928 兆赫 室内:100 米(330 英尺)
城市 LOS:2.5 千米(1.5 英里)
乡村 LOS:14.5 千米(9 英里)
+13 dBm
Digi XBee SX 900 PRO 902-928 兆赫 室内:300 米(1000 英尺)
城市 LOS: 2.5 千米(1.5 英里)
乡村 LOS:14.5 千米(9 英里)
+30 dBm
Digi XBee-专业 900 马力 902-928 兆赫 室内/城市:610 千米(2000 英尺)
室外 LOS:15.5 千米(9 英里)
+24 dBM
Digi XBee 3 802.15.4 2.4 千兆赫 室内/城市:60 米(200 英尺)
室外 LOS:1200 米(4000 英尺)
+8 dBm
Digi XBee 3 802.15.4 PRO 2.4 千兆赫 室内/城市:90 米(300 英尺)
室外 LOS:3200 米(2 英里)
+19 dBm
Digi XBee 3 Zigbee 2.4 千兆赫 室内/城市:60 米(200 英尺)
室外 LOS:1200 米(4000 英尺)
+8 dBm
Digi XBee 3 Zigbee PRO 2.4 千兆赫 室内/城市:90 米(300 英尺)
室外 LOS:3200 米(2 英里)
+19 dBm
Digi XBee 3 DigiMesh® 2.4 千兆赫 室内/城市:60 米(200 英尺)
室外 LOS:1200 米(4000 英尺)
+8 dBm
Digi XBee 3 DigiMesh® PRO 2.4 千兆赫 室内/城市:90 米(300 英尺)
室外 LOS:3200 米(2 英里)
+19 dBm
Digi XBee RR 2.4 千兆赫 室内/城市:60 米(200 英尺)
室外 LOS:1200 米(4000 英尺)
+19 dBm
Digi XBee RR PRO 2.4 千兆赫 室内/城市:60 米(200 英尺)
室外 LOS:1200 米(4000 英尺)
+19 dBm
Digi XBee XR 868 2.4 千兆赫 室外 LOS:14.5 米(47 英尺) +19 dBm
Digi XBee 3 全球 LTE Cat 1 细胞 取决于当地蜂窝网络的可用性/塔台距离 +23 dBm
Digi XBee 蜂窝 LTE Cat 4 细胞 取决于当地蜂窝网络的可用性/塔台距离 +23 dBm
Digi XBee 3 全球和低功耗 LTE-M/NB-IoT 细胞 取决于当地蜂窝网络的可用性/塔台距离 +23 dBm

 

2.4 GHz 射频模块(短距离、低功率)

这些Digi XBee 模块使用全球公认的 2.4 GHz 频率,几乎可在任何地方部署,实现短距离连接,电池寿命极长。

XBee Wi-Fi 模块
 

 

Digi XBee 无线网络:通过灵活的设计选项、简单的配置工具和本机支持的 Digi Remote Manager®,该模块使开发人员能够以最小的投入和成本将云连接的 Wi-Fi 产品快速推向市场。 
 
Digi XBee 3 模块系列

Digi XBee 3 个模块:微安装、通孔、表面贴装


Digi XBee 3 Zigbee:该模块使用 Zigbee 协议标准创建可互操作的网状网络。Zigbee 从一开始就是 XBee 产品线的一部分。Digi XBee 3 Zigbee 模块有三种兼容尺寸,内置蓝牙和可编程功能。

Digi XBee 3 802.15.4:802.15.4 IEEE 标准提供快速连接,通常无需配置。这些模块既灵活又省电,有三种尺寸可供选择Digi XBee 3,具有 BLE、MicroPython 和 Digi TrustFence® 安全功能。

Digi XBee DigiMesh 2.4:对于不需要与第三方设备互操作的应用,DigiMesh 提供了出色的网状网络,与 Zigbee 相比具有一些明显的优势,包括简单性和改进的电源管理。Digi XBee 3 版本是可编程、BLE 寻址和安全的。

Digi XBee RR:Digi XBee RR 无线模块通过快速实现无线连接和易于添加的功能,加快了设计人员、OEM 和解决方案提供商的产品上市时间。

现场指南:改进IoT 设计的 5 个技巧 

 

1 千兆赫以下射频模块(射程更远、功率更大)

Digi XBee 的几个长距离模块分别在北美和欧洲免许可证的 900 MHz 和 868 MHz 频段工作。较低的频率范围允许更大的信号传播,但通常需要消耗更多的功率。

Digi XBee PRO XSC 模块
Digi XBee-PRO XSC:该 900 MHz 模块提供与传统 9XStream 产品的空中兼容性。对于新设计,应使用Digi XBee-PRO 900HP。
Digi XBee XTend 900 HP 模块
Digi XTend 900 MHz:这些模块支持 Digi 传统的 9XTend 模块外形,传输距离可达 40 英里。

网络拓扑结构包括点对点、点对多点和网状。
Digi XBee SX 868 和 900 HP 模块
Digi XBee SX 868和 900:作为 XBee 产品线中功能最强大、技术最先进的解决方案之一,1 瓦 900 MHzDigi XBee-PRO SX 900 和电池优化型 20 mW XBee SX 900 和 868 MHz 模块的视距范围分别为 65 英里或 9 英里。这两种模块均可选择 DigiMesh 或点对多点拓扑结构,并采用 AES 加密技术确保数据通信安全。
Digi XBee PRO 900HP 模块
Digi XBee-PRO 900HP:这款长距离 900 MHz 模块的视距连接范围可达 28 英里。它采用兼容的通孔 XBee 基底面、多区域灵活性和高达 200 Kbps 的数据传输速率,非常适合需要提高数据吞吐量的远距离应用。

 

视频:使用 Digi XCTU 进行范围测试 

 

XBee 蜂窝调制解调器

Digi XBee 蜂窝模块以熟悉的外形尺寸提供移动数据连接。这些预认证模块为将蜂窝连接集成到 OEM 设备中提供了最简单的方法。每款模块均针对IoT 的低功耗/低带宽要求进行了优化,并附带用于快速原型开发的开发套件。所有模块都集成了 MicroPython 编程功能、对 Azure 和 AWS 等云平台的 MQTT 支持、用于信标的低功耗蓝牙、连接传感器以及使用Digi XBee Mobile 应用程序进行本地配置。

如今,您可以使用Digi XBee Studio(一款免费的多平台应用程序)配置和测试Digi XBee 蜂窝解决方案,并使用我们先进的云平台Digi Remote Manager® 管理您的蜂窝调制解调器。在我们的教程 了解有关Digi XBee Studio的更多信息。

将 XBee 的覆盖范围与蜂窝调制解调器进行比较会产生一些矛盾,因为虽然与最近的基站塔的距离通常很小,但模块几乎可以从任何地方进行连接,因此其有效覆盖距离非常大。

以下是Digi XBee Cellular 目前提供的产品:

 
Digi XBee LTE Cat 1 模块
Digi XBee 3 蜂窝 LTE Cat 1:该模块具有 Cat 1 扩展运营商认证,包括 AT&T、Bell、Telus 和 Verizon。它与其他Digi XBee 蜂窝设备一样,具有出色的可编程性、安全性和省电模式,下行链路带宽为 10 Mbps,上行链路带宽为 5 Mbps。模块可预装 SIM 卡,以便即时激活蜂窝网络。
Digi XBee LTE Cat 1 模块
Digi XBee 3 蜂窝 LTE Cat 4:该模块具有 Cat 4 的扩展运营商认证,并提供与其他Digi XBee 蜂窝模块同样出色的可编程性、安全性和省电模式。它是每月需要 100 MB 至 1 GB 可变带宽的理想应用。Digi XBee 3 Global LTE Cat 4 模块的成本与基于最新 LTE 标准的其他模块相比更具竞争力。
Digi XBee 全球和低功耗 LTE-M/NB-IoT
Digi XBee 3 全球和低功耗 LTE-M/NB-IoT :对于带宽和长电池寿命要求,LTE-M 和 NB-IoT 是极好的蜂窝协议。该模块可配置为其中之一,在 LTE-M 模式下最高可达 375 kb/s,在 NB-IoT 模式下约为 50 kb/s。省电和睡眠模式可将电池寿命延长数月或数年。标准的可编程性、MQTT 支持、Digi TrustFence 安全性和终端设备认证使该模块成为快速、可靠的IoT 开发的尖端产品。
 

白皮书:了解Digi XBee Cellular 的优势

 

XBee 天线类型

无线电需要天线来发射和接收信号。合适的天线取决于设备尺寸、材料、距离要求和机械限制。Digi 针对 XBee 的距离和范围要求提供了多种选择。有些天线需要连接器。

  • 2.4 GHz,半波偶极子天线偶极:偶极子天线是一种非常高效的天线,具有稳定的性能、全向辐射模式和可靠的极化。
  • 导线导线:一根经过精心调试的金属导线,垂直于模块,为板载天线提供出色的性能。它结构简单,可提供全向辐射,这意味着所有方向的最大传输距离相同。
  • 芯片:芯片天线是一个平面陶瓷芯片,与 XBee 机身齐平。芯片天线适用于非常小的设计,并能防止天线受到机械应力。
  • PCB:这些天线印制在 XBee 电路板上。它们由一系列以分形模式铺设的导电迹线组成,具有与芯片天线类似的优点,通常还能提高性能。
  • U.FL:这是外部连接器中较小的一个。如果模块安装在金属盒内,则天线必须位于外部,以避免外壳衰减。此外,使用具有特定方向或辐射模式的特殊用途天线,有时可以将信号聚焦到更远的距离。
  • RPSMA:这种外部天线连接器比 U.FL 连接器大得多,但由于其尺寸和坚固性,它可以支持直接安装到 XBee 上的外部天线,而无需任何连接电缆,从而节省了空间和成本,同时提高了性能。
  • 射频垫:某些项目需要在主机设备的电路板上集成天线或连接器。为此,Digi XBee 模块带有一个简单的射频焊盘;将模块焊接到主机 PCB 上,它就会自动连接到主机的预存天线或连接器上。

白皮书:10 大天线设计考虑因素 

 

XBee 兼容设备

Digi XBee 生态系统提供了大量硬件和软件工具,以加快开发、集成和制造速度。Digi 和第三方合作伙伴可提供这些工具。以下是支持Digi XBee 系列的众多工具中的一些。
 

Digi XBIB-C 开发板
Digi XBIB-C 开发板:支持快速验证 XBee 应用开发。开发板包括板载传感器、电压/电流监控、按钮输入、LED 输出以及用于Digi XBee GPS 子板等附加设备的扩展头。
Digi ConnectCore 8M 纳米开发板
Digi ConnectCore® 系统级模块:适用于工业和医疗应用的高扩展性开发平台,基于最新的 NXP 处理器构建,与 XBee 无缝集成。
Digi XBee 多编程器
Digi XBee 多编程器:结合了应用界面和易于使用的硬件,可同时将固件配置文件加载到六个Digi XBee 模块上。该程序简单、自动化,专为产品知识有限的操作员设计。
Digi XBee 3 USB 适配器
Digi XBee 3 USB 适配器:提供从笔记本电脑或 PC 到无线Digi XBee 网络的本地连接,实现本地调试。
Digi IX15 工业网关
Digi XBee 网关:将 Zigbee、DigiMesh 和 802.15.4 等无线协议转换为互联网协议,然后通过以太网、蜂窝电话或 Wi-Fi 传输数据。网关还可以汇总数据,将其从模拟转换为数字,并在传输前进行加密。

与 Digi International 一起探索 XBee 的可能性

准备好探索了吗?Digi XBee 生态系统支持您的开发之旅,从快速原型开发到持续管理,并为任何规模的网络提供快速空中固件更新。本 XBee 购买指南概述了Digi XBee 系列产品。请联系Digi 销售团队,开始洽谈!

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