茨城県つくば市でモバイルアプリ(iPhone、Android)のプログラミングをする日記です。あとWordPress、Raspberry Pi、Arduinoなど。

モバイルアプリ開発@つくば

【XBee】ZigBee通信を行うための環境を構築する

投稿日:2015年3月10日 更新日:

こんにちは、okuzawatsです。
電子工作にハマっています。

本記事では、XBeeモジュールを使ってZigBee通信を行うための環境を構築する方法、およびXBeeモジュール間の違いについて説明します。

ZigBeeとXBeeの違い

ZigBeeとXBeeとが混同されることがありますので、はじめにそれぞれの違いを確認します。

ZigBeeは、無線通信のための規格です。
Bluetoothなど、ZigBeeと同様の無線通信規格と比較して、電力の消費が少ないことが大きな特徴です。

一方、XBeeは、Digi International社の保有する無線通信機器のブランド名です。
ZigBeeの他にも、WiFiなどの無線通信機器を販売しています。

XBeeモジュールの購入

XBeeモジュールは、スイッチサイエンスや秋月電子通商などで購入できます。

XBeeモジュールには、シリーズ1とシリーズ2のふたつのシリーズが存在します。
シリーズ1はZigBeeには対応していないので、ここではシリーズ2のXBeeモジュールを使います。
シリーズ1とシリーズ2には互換性がないので、注意が必要です。
ZigBee通信に対応している「XBee ZB」という名前の付いたものを購入しましょう。

また、XBee ZBには「XBee ZB Pro」という名称のものも存在します。
XBee ZB Proの方がやや大きく、通信可能な距離も長いです。
その分、値段も高くなっています。

XBee ZBは最大で屋内40メートル・屋外120メートルの通信が可能です。
XBee ZB Proは最大で屋内90メートル・屋外3.2キロメートルの通信が可能です。

XBee ZBとXBee ZB Proのどちらが良いかは、利用目的に照らして判断します。
基本的な取扱い方法はどちらも同じですので、以下、単にXBee ZBと記載します。

さらにXBee ZBは、複数のアンテナタイプのものが発売されています。
PCBアンテナ(チップアンテナ)やワイヤアンテナ(ホイップアンテナ)を備えたタイプ、および外部アンテナを接続するタイプのものがあります。
通常のプロジェクトではワイヤアンテナ、ウェアラブル端末やスペースを節約する必要のあるプロジェクトではチップアンテナを使うのが良いでしょう。

XBeeモジュールのPCへの接続

XBeeモジュールをPCに接続するためには、「USBエクスプローラ」と呼ばれるアダプタが必要です。
USBエクスプローラを作っている会社は何社かありますが、それぞれ機能と値段が異なります。
秋月電子通商のものは一通りの機能が揃っており、かつ安価なのでお勧めです。

XBee USBインターフェースボードキット

FTDI製仮想シリアルドライバのインストール

USBエクスプローラに使用されているシリアル変換ICがFTDI社製でない場合には、ドライバのインストールが必要になります。
前述の秋月電子通商のUSBエクスプローラは、シリアル変換ICにFTDI社製のFT232Rを用いておりますので、ドライバのインストールの必要はありません。

FTDI社製の仮想シリアルドライバは、FTDI社のウェブサイトから無料でダウンロードすることが可能です。

FTDI Chip Home Page

FTDIのウェブサイト

ウェブサイトのトップページ左上にある、「Drivers」をクリックします。
移動した先において、自分の環境に合ったドライバーをダウンロードし、インストールを行います。

X-CTUのインストール

XBeeモジュールの設定を行うには、XBeeの製造元であるDigi International社が提供している「X-CTU」というソフトウェアを使います。

XCTU - Digi International

「Download」をクリックした先で、「Next Generation XCTU」(次世代XCTU)および「Legacy XCTU」(従来のXCTU)をダウンロードすることが可能です。

Next generation XCTUはWindowsとMac OSに対応しています。一方、Legacy XCTUは、Windows 2000、 XP、2003、Vistaおよび7に対応しています。

Mac版のXCTUをインストールする方法については、以下の記事に書きましたので、あわせて読んでいただけると嬉しいです。

【XBee】MacにXCTU Next Generationをインストールする

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本記事では、Legacy XCTUを用いて説明を行います。

X-CTUファームウェアのアップデート

XCTUのセットアップウィザードを進めていくと、ファームウェアのアップデートを確認するかどうかを聞かれます。
アップデートを確認することが推奨されていますので、「はい」を選択してアップデートしておきましょう。

X-CTUを使ったXBeeモジュールの設定

XCTUのインストールが完了したら、XBeeモジュールをPCに接続した状態で、XCTUを軌道します。
下図のように、XBeeモジュールを接続しているポートが表示されれば成功です。

X-CTU XBeeを接続しているポートの表示

次に、「Modem Configuration」タブに移動します。

X-CTU XBeeモジュールの設定読み込み

「Read」ボタンをクリックすると、接続されているXBeeモジュールの設定情報が読み込まれ、表示されます。

X-CTU XBeeモジュールのファームウェアを選択

「Function Set」という文字の下のプルダウンメニューからファームウェアを選択することができます。
「Coordinator」はネットワーク内に必ず一機必要で、親機となるものです。「Router」は中継器、「End Device」は子機になります。

ファームウェアを選択したら、「Write」をクリックすることで設定をXBeeモジュールに書き込むことができます。

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以上で、ZigBee通信を行うための環境を構築することができました。

-雑記

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