Общие сведения о беспроводной связи XBee

Название говорит само за себя. Беспроводная связь позволяет связывать и общаться двум и более устройствам без проводов. Беспроводные передатчики передают данные через свободное пространство, излучая электромагнитные волны на определенной частоте. Модуль ХВее передает данные на частоте

2,4 ГГц, на которой работают и многие другие устройства, например WiFi-маршрутизаторы

Модули ХВее, как правило, соединяют согласно конфигурации PAN "точка-точка" или "точка-многоточка". Схема "точка-точка" удобна, когда необходимо

заменить проводную последовательную связь между двумя удаленными устройствами беспроводной. Конфигурация "точка-многоточка" часто используется для создания распределенных сетей датчиков.

Радиомодули XBee компании Digi относятся к классу ZigBee-модулей с уже предустановленным программным обеспечением, благодаря которому значительно сокращаются сроки разработки конечного изделия и упрощается процесс передачи данных. При этом предполагается, что модуль, в большинстве случаев, работает под управлением внешнего хост-процессора. В то же время производитель допускает загрузку в модуль собственного приложения пользователя, которое при этом должно самостоятельно взаимодействовать со стеком ZigBee, подключаемым на этапе компиляции программы.

Платы расширения для ХВее

Существуют специальные переходники— платы расширения (рис. 11.4), позволяющие легко подключить модуль ХВее к плате Arduino. Есть несколько разновидностей ХВее-переходников, обладающих одинаковыми функциями и незначительно отличающихся друг от друга.

Рассмотрим функции плат расширения ХВее.

Arduino Wireless Shield

Sparkfun ХЬее Shield

Cooking Hacks ХВее Shield

Большинство плат Arduino работает от источника 5 В, логические уровни также находятся в диапазоне от 0 (низкий уровень) до 5 В (высокий уровень). Напряжение питания модулей ХВее равно 3,3 В, логические уровни тоже другие. Хотя у Arduino есть встроенный стабилизатор на 3,3 В, его ток недостаточен для питания ХВее-модуля. Поэтому на большинстве ХВее-переходников установлен линейный стабилизатор для питания модуля ХВее.

Согласование логических уровней

Для реализации обмена UART соединяют контакты Тх и Rx платы Arduino и модуля ХВее, однако при этом необходимо учитывать разный логический уровень для Arduino и ХВее. Сигналы нужно привести к одному уровню ( согласовать логические уровни). В различных моделях плат расширения это реализовано поразному.

Светодиодные индикаторы

На большинстве плат расширения установлены два светодиодных индикатора:

+ Associate -мигает, когда модуль работает в режиме последовательного обмена данными;

+ RSSI-загорается на короткое время при получении данных.

- 227 -

Перемычка или переключатель выбора UART

Модули ХВее общаются с Arduino через последовательный универсальный асинхронный приемопередатчик (UART) по контактам Rx и Тх. На многих платах Arduino (кроме Mega и Due) есть один доступный UART, который к тому же осуществляет USB-соединение с компьютером для программирования и отладки. На плате Leonardo тоже один UART (контакты Rx и Тх), но они не дуплексированы, т. к. программный интерфейс USB непосредственно встроен в микроконтроллер.

В случае платы Arduino Uno возникает вопрос: как модуль ХВее и компьютер подключить к одному разъему UART. Схема соединения контактов Rx и Тх (при подключении модуля ХВее через плату расширения) приведена на рисунке:

Обратите внимание на надпись "Коллизии" на рисунке. Подумайте, что произойдет, если модуль ХВее и ваш компьютер будут одновременно передавать данные на плату Arduino. Как Arduino узнать, откуда приходят данные? Если данные будут передаваться одновременно, произойдет так называемая коллизия, и информация исказится. Значит, плата Arduino не сможет одновременно общаться с компьютером и модулем ХВее по последовательному порту. Решить эту проблему можно двумя способами:

• отсоединять переходник ХВее при программировании платы Arduino;

• установить на переходнике ХВее перемычку или переключатель для подключения к плате Arduino.

Теперь при необходимости запрограммировать плату Arduino нужно либо отсоединить переходник ХВее, либо установить в требуемое положение переключатель (перемычку).