ZigBee是給予無線通信標準的一個名稱，基本上為工業應用而開發的。從歷史角度來看，ZigBee改良早前稱為“Home RF”的標準，該標準起初前景一片光明，可是因著競爭對手Wireless Fidelity（Wi-Fi）標準的成功，它就被廢棄了。Home RF壽命如此短促，至少發人深醒，也教人憂慮，是否歷史不斷在重復之中。然而，可保證這個想法是莫須有的，因為ZigBee由主要的參與者如Freescale（此乃Motorola的子公司）、Honeywell、Philips、Microchip及Mitsubishi等所支援，并且聯同大約一百家其他制造商組成名為“ZigBee Alliance”的財團。這財團也獲得Microsoft創辦人之一的Paul Allen的支持 ─ 最近在該財團投資數百萬美元。

 
圖5. XBee模塊的內部方框圖

圖6. XBee一切功能就安放於這大小不足7立方厘米的封裝內

ZigBee原是依據於IEEE 802.15.4標準，并且采用與Wi-Fi同一頻帶（2.4GHz），它有16個分開的頻道，換言之在單一位置上可提供多達16個網絡而不會互相干擾。最大數據傳輸速率為250Kb/s ─ 在100米范圍內，相比於Wi-Fi的54Mb/s或BlueTooth的1MB/s，此數據速率實在很低了，可視之為ZigBee的弱點。可是，正如先前提到，這協議原意用作工業用途，在速度上不是主要考慮的。ZigBee是為滿足低電流損耗和尤其是低成本需求而開發的。表1比較上述提到三種無線通信技術。

XBee模塊

MaxStream是一家非常有名的無線通信元件制造商，在其最近的產品上加了一個很貼切的名稱 ─ XBee，XBee是小型但不過是完備的ZigBee收發器（即接收器/發射器），它是雙向操作，在意義上來講它可交替地發射或接收數據（半雙工式）。

MaxStream提供有兩種版本；XBee和XBee PRO兩版本都是有相同的功能和引腳兼容（查明名稱“interchangeable”（可互換） ─ 圖1），唯一的差異是發射功率，XBee為最大1mW，而XBee PRO則最大63mW。發射功率當然是一個重要因素，因為最終產品的距離就決定於它的身上，但這絕不是唯一你要考慮的事情。

另一項至少認為重要的考慮，發射功率高意味著電流損耗也大。1mW的發射功率經已花費大約45mA，而從天線輻射63mW出外就要從電源中轉移可觀的270mA，換言之勿妄想以電池來供電給電路 ─ 你想要的只是一個無線模塊罷了！

進一步考慮的是要符合法定的需求，最大輻射功率是由使用者當地的法律制定，在歐洲的應用限制為10mW。為要令它可以符合這個要求，MaxStream已在XBee內實行一個配置參數，可用來設定發射功率。

各位如小心察驗本文附隨的照片時，應見到XBee帶有三種不同類型的天線（圖2）。
1. 整合於芯片內里，在這情況下輻射能量實際是非定向。
2. 備有天線插座，供連接外部天線。
3. 整合有垂直（鞭型）天線，給予比選擇1有更佳的方向特性。

軟件

低成本的XBee模塊很容易經標準串行接口連接，譬如常見於微控制器的UART或PC上的COM接口（RS232），在115,200 baud的最高速率上傳輸，可是，XBee是由3.3V電源操作，而并非像大多數數字電路的5V電源，正如在圖3的方框圖上所見，換言之萬不能只將“正常”數字信號施加至XBee輸入去，所以兩類邏輯之間作直接相連是不可行的，在後面再有深入講述這一方面。

除此以外，你不需有使用該模塊的任何特殊知識，所以無須查考ZigBee協議才去開始，模塊為你做好每一樣事情，它是一個“智能”系統，即是說模塊含有可接受來自使用者命令的控制邏輯。這些命令乃由制造商規定。

倘若你開始恐懼事情發展下去看越來越復雜，任何人只要對微控制器編程略有經驗都不會為此而皺眉頭，查實該等命令只是ASCII碼（字符串），就好像你見到的調制解調器命令一樣，發送命令給XBee就如數據一樣。而這是有小小的軟件告知兩者誰是誰，工作情況如下。

在你可以發出一個命令之前，須將XBee置於“等待命令”狀態。要使它進入此狀態，便要給它一串三個+字符（hex 2B），即文字上是“+++”，之後，XBee期待收到一個以Hayes格式的命令，這命令總是以ASCII碼的“AT”（此代表“attention”），緊跟著的才是實際命令及任何命令參數（如有），命令串由一個Carriage Return（CR）回車字符作終結。圖4舉出一個例子，XBee模塊執行該命令，然後報告命令是否成功處理，如一切已按意旨去做，XBee便回應“OK”；否則，會從模塊收到一個錯誤信息。

MaxStream也提供一個名為X-CTU的簡短程序，令到一切事情甚至更加方便，這程序在MaxStream網均供免費下載，可用它來配置XBee模塊的所有參數，不過先要將XBee模塊連接至你PC的COM接口（因信號電平不同須經適配器），另外亦可用X-CTU來測試模塊和將之升級。

軟件緩衡器

無線鏈路上總是半雙工式通信，用一條天線作發射或接收，但非兩者在同一時間。不過，你的應用是可經由串行鏈路往你界面上的UART便能達至同時發射和接收（全雙工模式）。圖5揭示該原理。

XBee模塊內有發射（RF TX）緩沖器和接收（RF RX）緩沖器，每一緩沖器提供100bytes暫時停靠的地方，數據可以從兩個方面同時抵達 ─ 發射數據來自UART及接收數據來自RF鏈路經天線而來。當天線正在接收數據之時，它不能同一時間發射數據，因為這理由，將要發射的數據唯有暫時停靠在發射緩沖器里，而收到數據就堆放在接收緩沖器內。只要RF端數據流停止，XBee模塊將天線從接收切換至發射，并且騰出發射緩沖器，把其內含數據發送到大氣去，與此同時，UART倒空接收緩沖器，把內里的數據送交你的應用設備。

這雖是一個單純系統，但不是完全完美。應用上如有大量數據要發送時就很容易令發射緩沖器過載，關於這個問題MaxStream提供一個“滿載”警告。只要應用設備填入數據至已屆發射緩沖器最後的17bytes（換言之有83 bytes正等待發送），第12腳即轉高位，告知系統須暫時停止注入數據。發射緩沖器內容已減少至66bytes之後，第12腳再轉低。這可視為一類的軟件遲滯。

在實踐中的XBee

現在是時候要講講電路了，謹慎的設計師一般以其電路進行初步研究開始，而大多數設計師寧愿從一些經已湊效的電路來取得靈感。

在制造商網址四周搜尋會發現有大量、有系統的資料，可找到你心目中的概念，又或者找到你心中問題的答案。網址∶www.maxstream.net/support/knowledgebase/full-list.php

圖5也示出XBee模塊的內部方框圖，此是組成特定應用的核芯，模塊有20只引腳（圖6），也許你立時想到是數字IC所采用的DIL封裝，這就錯了，由於模塊非常細小的關系，引腳分隔只有2毫米，所以它們不適合於安放在IC插座上。幸而，任何人想使模塊可以更換，亦有適合的PCB連接器供使用。

為求安全起見，再次提醒，最高電源電壓是3.3V，超過這電壓結果只會令你珍貴的XBee永久死亡。電源電壓須經由100nF電容器退耦合，并盡可能靠近第1和10兩腳之間。

第2及3兩腳提供通信，方向由矢號指示。有些引腳記有星號（*），此是廠方保留作某些用途，但仍未有公布。當公布時，可從MaxStream網址下載，通過刷新固件把XBee升級。至於目前只有將這些引腳不作連接，與記有NC（not connected）的引腳同一處理。

第5腳更重要∶邏輯1（3.3V）啟動XBee模塊，而邏輯0禁止它。從第5腳接10kΩ上拉電阻至第1腳可保證模塊在接通電源之時即被啟動。至於第9腳有多種功用選擇，由內部參數決定當中那一個被使用，最重要的功能是休眠狀態，只要內部SM寄存器不是在邏輯0模塊便在沉睡之中。

第7腳提供脈寬調制（PWM）信號，此是與最近收到的RF信號成比例的，它有8.32ms時期，相當於120Hz，LED光柱及其他光效應可將之轉換成模擬信號，并利用它作為一個信號強度指示燈（只需一個RC網路和一個LM 3914）。這亦可以由軟件去做，因為最近收到的信號強度存放於內部DB參數上，正如其名稱所指，這是給予dBm RF單位的數量（相對於1mW的分貝數），可用以下的方程式作dBm RF與mW（P）之間的對換；
dBm = 10 log P [dB]
或朝相反方向
P = 10（dBm/10） [mW]
試舉例∶0dBm = 1mW，10dbm = 10mW，20dBm = 100mW，30dBm = 1W。所有例子皆針對RF計算。