XBeeとZigBee

前の記録: じゃあXBeeとはなにか？

XBeeとはZigBeeプロトコルを使って通信をする機器のことだった. そんなXBeeを使う前に知っておきたいことがいくつかある. ここでは実際にXBeeを触る前に知っておくと良い情報を載せておく. 具体的にはトポロジの種類とアドレス方式だ. 先ずは復習を兼ねて,XBeeの種類について.

XBeeの種類

最初の考えどころはどちらのシリーズを購入するか？である.

Series 1
ZigBeeの簡易版プロトコルを使っているシリーズ. Arduino-Arduino間通信やPC-Arduino間通信といった1対1なペア通信を無線化したい場合,設定の簡単なこちらがおすすめ.

Series 2
自己修復型メッシュネットワークのような複雑なネットワークを組める. もちろんペア通信も可能だがSeries1に比べ設定は少し複雑. ZigBeeプロトコルを余すこと無く使える.

ここで目安をひとつ. とにかく簡単な設定でシンプルなネットワークを組みたいと考えている方はシリーズ1を,たくさんのXBeeを使って複雑なネットワークも組みたいと考えている方はシリーズ2を購入すると良いかもしれない.

ファームウェアの種類

お気に入りのXBeeを購入できたら,各々のXBeeにファームウェアをインストールしよう. インストールするファームウェアによってそれぞれの役割が変わってくる.

ファームウェア名	説明
コーディネータ	言うなればリーダ. 1つのXBeeネットワーク中に必ず1人だけ必要. 他のXBeeにローカルアドレス(詳細は後述)を配ったり,ネットワークの維持/管理に必要なことを一括に担ってくれる. もちろん情報の送受信や伝達(ルーティング)も行う. 同一ネットワーク中にリーダが2人いるとケンカしてしまうので注意. ネットワークの中枢.
ルータ	サブリーダのような存在. 情報を送受信したり,伝達もしてくれる. サブリーダは1つのXBeeネットワーク中に複数存在しても仲良く共存できる. ネットワークの交差点.
エンドデバイス	愛すべき働き蜂のような存在. 情報の送受信だけを行う. ネットワークの端.

ファームウェアのインストールはX-CTUというソフトウェアで行う. ただ,たくさんのXBeeがあるとどのファームウェアが入っているのか分からなくなってしまうことがある. "XBeeに対する愛情があれば判別できる"という人はそのままで良いかもしれないが,ここは素直に分かりやすいステッカーを貼り付けることをおすすめする. これで左がコーディネータ(C),右がルータ(R)であることが分かる.

トポロジの種類

XBeeが組めるネットワークトポロジには主に次の3種類がある.

左が最もシンプルなペア型である. 1対1通信なのでSeries 1でもSeries 2でも組むことができる. 中央はスターネットワークと呼ばれ,コーディネータを中心にエンドデバイス(もしくはルータでも良い)が接続されている. 残るトポロジはSeries 2にて組むことができるメッシュネットワークだ. メッシュならば例えルータが1台故障しても故障箇所を迂回して通信を行う"自己修復型"なので可動性と柔軟性が高い.

グローバルアドレスとローカルアドレス

XBeeにはそれぞれ64ビットのアドレスが割り振られている. これは世界でただひとつのアドレスである. IP通信でいうグローバルIPアドレスに相当するこのアドレスはXBee本体裏に印刷されている(右の写真の場合グローバルアドレスは"0013A200 40C4529C").
また,あるXBeeネットワークに参加した時にはコーディネータから16ビットの短いアドレスを割り当てられる. IP通信でいうローカルIPアドレスに相当するこのアドレスは参加しているネットワーク内で固有のアドレスである. 更に各XBeeにはニックネームをつけることもでき,これは英数字のテキスト文字列を割り当てることができる. このニックネームは"ノード識別子"と呼ばれる. ここまで,ひとつのXBeeが3つの異なるアドレス/識別子を持てることを説明した.

PAN ID とチャネル

PANIDとはPersonal Area Network Identificationの略で簡単に言うと仮想的なグループ分け番号のことである. 正体は16ビット(0から65535まで)の数字. このIDが同じXBee同士は通信をし合うが,異なるXBee同士は無視をし合うようになる.
一方のチャネルとは通信をする周波数帯のことを指す. 基本的にはコーディネータが12チャネルの内から自動的に設定してくれるので私たちが気にする必要は無いのだが,通信に不具合があった場合に確認したい項目のひとつである.

XBeeに触る

7745176911770284721 https://www.storange.jp/2015/03/xbeezigbee.html https://www.storange.jp/2015/03/xbeezigbee.html XBeeとZigBee 2015-03-02T20:25:00+09:00 https://www.storange.jp/2015/03/xbeezigbee.html Hideyuki Tabata Hideyuki Tabata

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