Zig Bee 模块：深入了解无线设备

您是否需要比蓝牙复杂且电池寿命长的灵活网络模型结构？或者，您是否正在寻找支持多个节点且易于安装的目标设备？然后，如果你有一个 Zig bee 模块会有所帮助。

它是如何工作的？本文将为您提供设备的全面细分。因此，您将了解它是什么、协议、无线模块的工作原理等。

开始吧！

什么是 Zigbee 模块？

由于 Zigbee 模块适用于浅数据 IoT 绑定设备，因此低网格无线发射器在 IEEE 802.15.4 Zigbee 系统上运行。该无线模块使用 2.4GHz、900 MHz 和 868 MHz 等低频段。此外，它还适用于电池供电的设备。

但这还不是全部。您可以在一个网络中连接多达 65,000 个节点。它与 DSSS（直接序列扩频调制）完美配合。

由于延迟低，该协议运行 128 位 AES 加密。

自新千年之初推出以来，它已经进行了多次更新。所以，Zigbee 3.0 是 Zigbee 模块的最新版本。

您应该了解有关 Zigbee 模块 USB 的哪些信息？

Zigbee 模块 USB 与用于存储一组信息或数据的常规 USB 模块有许多相似之处。但这还不是全部。

这种独特的 USB 加密狗可以轻松地与周围的其他 Zigbee 设备握手，通过无线 Zigbee 连接发送信息流。

此外，它还支持稳定的 2.4GHz 频段 (ISM)。 Zigbee USB 模块具有 IEEE 802 的 WPAN 标准。此 USB 加密狗还使用 RF 收发器模块来运行 DSSS 调制。

Zigbee USB 加密狗兼作网络传感器/协调器和路由器设备。也就是说，您可以轻松地将其添加到 Zigbee 网络系统中。

Zigbee 协议的独特之处是什么？

Zigbee 的协议层与 OSI（开放系统互连）和 ISO（国际标准组织）参考模型结盟。 Zigbee 仅执行 OSI 和 ISO 提供的七层中的严格低数据和低输出功率的无线网络系统。

当然，MAC 和 PHY 是低 ISO 和 OSI 层，它们与 Zigbee 协议完美配合，在 IEEE 802.15.4 上运行。此外，这两层还嵌入了独特的安全功能。

下面是一个执行 Zigbee 网络模型网格所有层的标准系统：

Zigbee 网状网络

图片来源：Sciencedirect

如何将 Zigbee 模块与 Arduino 连接

将您的 Zigbee 模块与 Arduino 连接的最佳方式是首先确定您正在使用的 Zigbee 系列。我们将在本文中使用系列一 Zigbee 模块，因为它是新手最喜欢的选择。

首先，你需要意识到如果 Zigbee 模块是相同的模型，你可以让它们相互握手。

步骤

因此，要将两个相似的 Zigbee 模型连接到 Arduino，请执行以下步骤：

步骤 1

将第一个模块连接到 Arduino 板，将第二个模块连接到 PC、微控制器或传感器。完成此操作后，配置两个 Zigbee 模块。

以下是配置 Zigbee 模块所需的步骤：

首先，使用串口适配器将两个 Zigbee 模块连接到 PC 串口。
接下来，如果您使用 Windows 操作系统或获取虚拟终端，请下载 PuTTy 应用程序。
然后，确认您在 PC 的串口上正确安装了 Zigbee 模块，波特率设置为 8 个数据位、1 个停止位、无奇偶校验和 9,600。
接下来，选择本地 Echo 框并“按 OK”。
之后，保存会话时间。
然后，在虚拟终端仪表板上，查找连接按钮并单击。
接下来要做的是在与 Zigbee 模块连接后命名会话。
在此阶段，您与 Zigbee 模块的连接已完成。
然后，您可以使用 AT 命令配置模块。

第 2 步

在这里，请记住您的模块的电压应在 3.3 到 5 伏之间。幸运的是，Adafruit XBee 适配器具有两种电压。但是，如果您无法获得适配器，则必须适应不同的电源。

Arduino与Zigbee模块的连接

第 3 步

在上图中，我们可以看到 Arduino 和 Zigbee 的 RX 和 TX 端子正在加入。

第 4 步

连接成功后，Arduino 会向第一个 Zigbee 模块发送指令或消息代码。然后，第二个 Zigbee 从第一个 Zigbee 获得一组指令，因为它们共享相似的网络地址并在设置上连接。

第 5 步

接下来，第二个 Zigbee 通过连接的串行引脚将来自第一个 Zigbee 的指令重新发送到 Arduino。

第 6 步

以下是通过串行引脚通信成功将 Arduino 连接到模块后键入的代码行：

如何将 ZigBee 模块连接到树莓派

您可以将 Raspberry Pi 与两个合并的 Zigbee 模块连接。

所需材料和组件

树莓派 4
Zigbee 1mW 有线天线 - 系列一 (2)
Zigbee Explorer 加密狗 (2)

步骤

1. 首先，使用 X-CTU 软件将两个具有相似波特率的 Zigbee Raspberry Pi 4 配对。

2. 然后，将两个 Zigbee 连接到 USB 加密狗，并将一个 USB 端口合并到树莓派。

3. 接下来，将另一个 USB 端口连接到 PC。

4. 然后，在您的 PC 上安装 FTDI 驱动程序以进行 USB 通信。

5. 然后，在选择连接设备通信的相关端口之前，建立波特率和超级终端。

Zigbee 模块的应用

无线机器人和遥控器
无线网络设备
家居自动化（无线控制）
无线控制温度传感器

Zigbee 模块项目：如何创建 Zigbee 网桥

您需要的材料

Zigbee 特殊设备（如欧司朗灯泡、飞利浦 Hue、贝尔金开关等）
支持 Zigbee 的 USB 适配器加密狗（如 CC2531）
树莓派
Zigbee2mqtt 应用程序

步骤

1. 首先，运行 Zigbee2mqtt 应用程序，因为鸭嘴兽在后端使用它与 USB 加密狗进行通信。您可以按照网站上的说明开始使用您的操作系统并查看支持的设备。

2. 在本地设备上安装 MQTT 后，检查您的系统是否有正在运行的服务器。如果您使用的是 Raspbian、Ubuntu 或 Debian，并且想要更改为 Mosquitto，您可以使用以下代码：

代码截图1

3。接下来，在下面输入此代码以安装 zigbee2mqtt

代码截图2

4. 然后，通过在下面键入下一行代码来创建系统服务。

代码截图3

5。擦完上面这行代码，你会注意到 zigbee2mqtt 配置文件。它通常有一个 permit_join 选项。

因此，您可以在初始阶段连接 Zigbee 设备时将此配置设置为“TRUE”。然后，将配置设置更改为“FALSE”以阻止特殊设备错误加入网络。有趣的是，您可以随时更改它。

6. 成功将 Zigbee 特殊设备与新网络配对后，确保您在“permit_join”上运行。您可以在设备上恢复出厂设置时实现此目的。而且该方法严格适用于您正在使用的绑定设备。您可以在应用程序上进行一些重置，例如 Philip Hue 灯。或者您可以单击调光系统的开关按钮并按住至少 10 秒钟。其他 Zigbee 设备可能带有重置按钮，但这仍然取决于您使用的品牌，如前所述。

7. 完成所有 Zigbee 设备连接到网状网络的设置后，您将开始看到如下日志：