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Digi XBee: Das Ökosystem für die drahtlose Entwicklung

Bei Digi bieten wir eine große Auswahl an drahtlosen Modulen an, die dabei helfen können, ein neues Produkt in kürzester Zeit zum Laufen zu bringen. Digi XBee® RF-Produkte werden nach den höchsten Qualitätsstandards gebaut und werden mit allen Tools und Code-Bibliotheken geliefert, die Entwickler benötigen, um sie schnell in IoT-Geräte zu integrieren. 
 

Die Digi XBee Produktlinie 

Digi XBee Funkmodule können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: Kurze Reichweite und lange Reichweite. 

Kurzstrecken-XBee-Module

Unsere Nahbereichsmodule arbeiten auf 2,4 GHz und unterstützen verschiedene Protokolle. Eines davon ist 802.15.4, das eine schnelle Punkt-zu-Punkt- und Punkt-zu-Multipunkt-Kommunikation mit geringer Latenz ermöglicht. Dies kann für Fernsteuerungsanwendungen nützlich sein, und wenn sich alle Geräte in direkter Reichweite zueinander befinden. Wir bieten auch zwei Mesh-Technologien an: Zigbee und DigiMesh. Beide können verwendet werden, um intelligente, selbstroutende und selbstheilende Mesh-Netzwerke zu erstellen. Zigbee ist ein offener, interoperabler Standard. DigiMesh, ein von Digi entwickeltes proprietäres Protokoll, unterstützt vollständig batteriebetriebene Mesh-Netzwerke.

Die Module sind in mehreren Hardware-Varianten erhältlich, um verschiedene Anwendungsfälle zu unterstützen. Sie sind sowohl pin- als auch softwarekompatibel, um einen einfachen Wechsel von einer Technologie zur anderen zu ermöglichen. Dies ermöglicht es einem Lösungsanbieter, einfach auf ein neueres Modul zu migrieren, wenn dieses auf den Markt kommt. Darüber hinaus werden die Module mit globalen Zertifizierungen geliefert. Diese Zertifizierungen verkürzen die Zeit bis zur Markteinführung, da sich der Hersteller in der Regel nicht darum kümmern muss, das Modul in seiner Region zertifizieren zu lassen. 
Digi XBee Familie
 

Weitreichende XBee-Module

Long-Range-Anwendungen können entweder mit unseren Sub-GHz-Modulen, die 868 MHz und 900 MHz unterstützen, oder den Digi XBee Mobilfunk Modulen realisiert werden.

Ein Sub-GHz-Modul bietet eine erhöhte Reichweite und eine verbesserte Materialdurchdringung bei geringerem Durchsatz im Vergleich zu 2,4 GHz, was es zu einem brauchbaren Kandidaten für Anwendungen mit großer Reichweite oder schwierigen Innenraumumgebungen macht.
 

Mobilfunk XBee-Module

Nicht zuletzt unterstützen die Digi XBee Module eine Vielzahl von Mobilfunk Standards, darunter 3G, LTE Cat-1, LTE-M und NB-IoT.  

Die Mobilfunk XBee-Produktlinie unterstützt viele mobile und industrielle Anwendungen, bei denen der Wi-Fi-Zugang eine Herausforderung darstellt.

Sie sind sich nicht sicher, welche Art von Konnektivität für Ihre Anwendung die richtige ist? Kontakt Digi
 

Form-Faktoren

Digi bietet derzeit drei verschiedene Hardware-Varianten an: 
  • Ein Mikromodul, das als MMT bezeichnet wird
  • Ein Durchsteckmodul, das an der Unterseite mit Stiften versehen ist 
  • Ein größeres SMT-Modul für Abwärtskompatibilität zu älteren XBee-Modulen
Das Digi XBee Mobilfunk Modul ist eine Variante des Through-Hole-Formfaktors mit zusätzlichem UFL-Anschluss und einem SIM-Karten-Slot. Alle diese Module bieten je nach verwendeter Variante verschiedene Antennenoptionen, wie z. B. PCB- oder Chip-Antenne, UFL-, SMA- und RF-Pad-Anschluss.

Kurzstrecken-, Langstrecken- und Mobilfunk XBee-Module
 

Digi XBee - eine komplette IoT-Vernetzungslösung

Digi hat es sich zur Aufgabe gemacht, Entwicklern dabei zu helfen, die Entwicklung, den Einsatz und das Management von sicheren vernetzten Geräten zu vereinfachen und zu beschleunigen. Wir helfen unseren Kunden, Zeit und Geld zu sparen und gleichzeitig das Risiko zu reduzieren. So können sie sich auf ihre Kernkompetenz konzentrieren, anstatt sich mit der Komplexität des Embedded Wireless Designs zu beschäftigen. Diese Philosophie spiegelt sich auch in der RF-Produktpalette wider.

XBee RF-Module sind die Grundlage für eine komplette IoT-Netzwerklösung. Neben der Hardware bietet Digi eine Vielzahl von Hardware- und Software-Tools an, um Aufgaben in den verschiedenen Phasen des Produkt- und Entwicklungslebenszyklus zu beschleunigen und zu vereinfachen.

Digi XBee Werkzeuge
 

Software, Tools und Entwicklungskits

Digi XBee wird von einer ganzen Suite von Produkten unterstützt, um den Entwicklungsprozess so schnell und einfach wie möglich zu gestalten. Genannt Digi XBee WerkzeugeDiese preisgekrönte Suite aus Hardware, Software und Bibliotheken unterstützt den gesamten Produktlebenszyklus, einschließlich:
  • Die Entwicklung des Produkts einschließlich Hardware- und Software-Design
  • Konstruktion oder Herstellung des endgültigen Endprodukts
  • Bereitstellung, Inbetriebnahme und Massenrollout des Produkts im Feld
  • Laufende Verwaltung, Wartung und Kommunikation mit Geräten im Feld 
Unsere breite Palette an Software- und Hardware-Tools kann von Entwicklern, dem Fertigungsteam, Ingenieuren und sogar dem Servicepersonal im Außendienst genutzt werden. Viele dieser Tools werden von Digi völlig kostenlos zur Verfügung gestellt.

Hier sind drei Beispiele:
  • Digi XCTU® zur Konfiguration und zum Testen. Wenn Sie gerade erst mit dem Digi XBee-Modul beginnen, sollten Sie unbedingt die nützliche Übersicht über die Funktionen lesen, die in unserem beliebten XCTU-Tool enthalten sind. XCTU verfügt über Funktionen zur Konfiguration, zum Mapping und zum Reichweitentest Ihrer Geräte. Erfahren Sie mehr in diesem Blog.
  • Digi XBee PyCharm IDE-Plugin. Wenn Sie planen, Anwendungslogik direkt in das XBee-Modul zu integrieren und dabei die Programmiersprache MicroPython zu verwenden, sollten Sie sich das Digi PyCharm IDE-Plugin ansehen, mit dem Sie Code direkt auf dem Modul mithilfe einer leistungsstarken Entwicklungssuite bereitstellen und debuggen können
  • XBee Mobile SDK. Um die zusätzliche Bluetooth-Kommunikationsoption zu nutzen, können Entwickler das Digi XBee Mobile SDK für Bluetooth verwenden, um mobile Apps zu erstellen, die mit dem XBee kommunizieren und Bluetooth für die Datenkommunikation und -verwaltung verwenden

Sicherheit mit Digi TrustFence 

Das wichtigste Sicherheitsprodukt von Digi ist ein Framework, das wir VertrauensZaun®. Das TrustFence-Framework bietet mehrere vollständig implementierte Sicherheitsfunktionen für das XBee-Modul. So stellt beispielsweise der sichere Bootvorgang sicher, dass nur autorisierte, digital signierte Firmware auf dem Modul ausgeführt wird. Die sichere Speicherung verschlüsselt das lokale Dateisystem und die Funktion für sichere Verbindungen authentifiziert und verschlüsselt die Datenkommunikation.

Das Wertversprechen von Digi TrustFence besteht darin, dass es einem Hersteller ermöglicht, ein drahtloses Modul sicher zu integrieren, ohne Zeit und Geld für die Implementierung einer Sicherheitssuite aufwenden zu müssen. 
 

Fernkonnektivität: Industrielle RF-Gateways und Digi Remote Manager

Für Produkte, die nicht direkt über einen IP-Stack verfügen, wie z. B. die 2,4-GHz- und Sub-GHz-Module, bieten wir Off-the-Shelve-Lösungen an, programmierbare Gateways die eine Brücke zwischen RF und IP für die Fernkonnektivität bereitstellen, wenn diese erforderlich ist. Unterstützte IP-Schnittstellen sind Mobilfunk, Ethernet und Wi-Fi. Es sind verschiedene Varianten von Gateways für unterschiedliche Anwendungsfälle erhältlich, einschließlich rauer und anspruchsvoller Industrieanwendungen.

XBee Mobilfunk Module verfügen über einen IP-Stack und können sich direkt mit dem Internet verbinden.

Kunden können verfügbare oder benutzerdefinierte Protokolle für die Server-, Backend- oder Cloud-Kommunikation verwenden oder implementieren. Wir bieten Beispiele und Anleitungen zur Verbindung mit den wichtigsten Cloud-Anbietern wie AWS oder Azure. 

Digi Remote ManagerDarüber hinaus können Kunden die cloudbasierte Geräteverwaltungs- und Kommunikationsplattform von Digi nutzen, Digi Remote Manager®

Digi Remote Manager bietet Verwaltungsfunktionen wie automatische, sichere Firmware-Updates, Konfigurationseinstellungen, Status- und Gerätezustandsüberwachung, Alarme und vieles mehr.

Mit Digi Remote Manager haben Sie vollen Zugriff auf XBee-Module, nicht nur Mobilfunk, sondern auch auf Module, die über ein Gateway angeschlossen sind. Dadurch können Sie mit anderen Anwendungen, wie z. B. Web- oder Cloud-Anwendungen, über offene APIs, die von der Plattform bereitgestellt werden, auf die Daten Ihrer Endknoten zugreifen.

Sie können auch eine Out-of-Band-Verwaltung mit Digi Remote Manager durchführen, die einen sicheren Zugriff über eine Befehlszeile und eine serielle Verbindung bietet. Sie können mehr in unserem zugehöriger Blogbeitrag
 

Schaffung einer zukunftssicheren Lösung

Der Footprint, die Pinbelegung und die Softwarekompatibilität zwischen den Digi XBee-Modulen ermöglicht es Entwicklern, zukunftssichere Lösungen zu erstellen. Zum Beispiel können Entwickler einfach auf ein neueres Modul migrieren, ohne Trägerplatinen oder Software-Implementierungen zu ändern. Dies ist einer der Hauptvorteile der Verwendung eines XBee-Moduls. Darüber hinaus sind viele unserer drahtlosen Produkte seit einem Jahrzehnt oder länger auf dem Markt; Produktlanglebigkeit ist eine Schlüsselphilosophie bei Digi.

Diese Vorteile stehen in der Regel nicht zur Verfügung, wenn Sie ein weniger integriertes Modul oder eine diskrete Ausführung wählen.
 

Methoden zur Einbindung des Digi XBee-Moduls

XBee und MCU

XBee RF-Module unterstützen drei Hauptanwendungsfälle für RF-Kommunikationslösungen:
  • Verwendung des Moduls als einfaches Kommunikationsgerät
  • Anschließen des XBee-Moduls an einen Mikrocontroller oder ein eingebettetes Gerät zur Kommunikation
  • Applikationslogik direkt auf dem XBee-Modul ausführen
Zur Unterstützung des ersten Anwendungsfalls, z. B. zur Erstellung einer einfachen Lösung für den Austausch eines seriellen Kabels, kann das Modul mithilfe von Konfigurationsparametern eingerichtet werden, die von dem auf dem Modul selbst laufenden Software-Stack bereitgestellt werden. 

Digi stellt auch Bibliotheken zur Verfügung, mit denen Entwickler Anwendungen erstellen können, die das Modul als Kommunikationsgerät verwenden. Dies macht es einfach, ein Modul an einen Mikrocontroller anzuschließen oder es in ein anspruchsvolleres Gerät wie ein kundenspezifisches RF-Gateway einzubetten, das den zweiten Anwendungsfall abdeckt. 

Darüber hinaus bietet Digi einen leistungsstarken API-Kommunikationsmodus, der es Entwicklern ermöglicht, alle Funktionen der Protokolle und des Moduls selbst zu nutzen. Dazu gehören Acknowledgment- und Statusmeldungen, Diagnose, Netzwerkerkennung, Fernkonfiguration, Firmware-Updates aus der Ferne, Fernzugriff auf Hardware-Schnittstellen wie analoge E/A oder digitale E/A und vieles mehr. 

Im dritten Anwendungsfall läuft die Anwendungslogik direkt auf dem XBee-Modul. Diese kann mit der Programmiersprache MicroPython implementiert werden und ermöglicht es Entwicklern, ihre Produkte mit Edge-Intelligenz zu versehen. Ein externer Mikrocontroller ist in diesem Fall nicht erforderlich. Mehrere Beispiele für Standard- oder benutzerdefinierte Protokolle sowie für die Kommunikation mit Sensoren und Aktoren, die direkt an das Modul angeschlossen sind, sind verfügbar.
 

Erstellen des Endprodukts 

Digi XBee Multi Programmer. Der Multi Programmer ist eine Hardware-Platine, die die gleichzeitige Programmierung von bis zu 6 XBee-Modulen ermöglicht, einschließlich Firmware-Updates von Modulen oder Mobilfunk Modems sowie die Bereitstellung von Konfigurationseinstellungen und MicroPython-Code. Es können sogar mehrere Programmer angeschlossen werden, um die Anzahl der gleichzeitig zu programmierenden Module zu erhöhen. 

Für den Einsatz der Produkte im Feld stellt Digi ein Software-Tool namens Digi XBee Netzwerk-Assistent. Der Assistent wurde entwickelt, um den Massen-Rollout-Prozess zu vereinfachen, so dass mehrere Geräte in kurzer Zeit installiert werden können. Anstelle einer logischen Karte verwendet der XBee-Netzwerkassistent eine physische Karte (wie einen Grundriss), um eine Visualisierung der Netzwerkrouten und der Verbindungsqualität zu erstellen. Darüber hinaus ist der Digi XBee 3 USB Adapter ein XBee-Knoten, der in einem USB-Stick enthalten ist und direkt an den PC angeschlossen werden kann, wodurch ein Entwicklungsboard überflüssig wird. Wir haben festgestellt, dass dieses Tool besonders nützlich für Mitarbeiter ist, die vor Ort Produkte installieren und warten.
 

Vorzertifizierte Module 

Wireless-Zertifizierungen können allerlei Kopfzerbrechen bereiten, den gesamten Entwicklungsprozess aufhalten und den Zeitpunkt der Markteinführung beeinflussen. Dies gilt insbesondere, wenn Sie eine Produktlinie in verschiedenen Regionen einführen.

Die Verwendung eines Digi-Moduls vereinfacht diesen Prozess, da viele unserer Module in vielen Regionen der Welt vorzertifiziert sind, darunter in den USA und in europäischen Ländern. Die Entwicklung mit vorzertifizierten Modulen kann die Kosten drastisch senken und das Risiko beseitigen, zusätzliche Iterationen des Produkts zu erstellen, um die Zertifizierungsanforderungen zu erfüllen.
 

Anwendungen und Anwendungsfälle für Digi XBee 

Die Einsatzmöglichkeiten von Digi-Funkmodulen sind vielfältig, und es gibt unzählige Beispiele dafür, wie unsere Module in Hardware integriert werden können, um Fernbedienungen zu ermöglichen.

Unsere Kunden bauen alles, von neuartigen und interessanten Anwendungen wie ferngesteuerten Rasenmähern über industrielle Anwendungen wie handgesteuerte Einheiten für Kräne und die Überwachung von landwirtschaftlichen Futtermittelbehältern bis hin zum Wesentlichen, wie z. B. drahtlose Notbeleuchtung. Hier sind nur ein paar unserer Favoriten:
  • Taiga Motors - Elektrisch betriebene Sportfahrzeuge
  • bioFeeder - Automatisierte Fütterungssysteme für Garnelenfarmen
  • Ranch Systems - Feldüberwachung und Steuerung in landwirtschaftlichen Anwendungen
  • Floobotics - Ein robotergestützter, hygienischer Bodenreiniger für Krankenhäuser und medizinische Einrichtungen 
Zusätzlich zu unserem Kundenfallstudienkönnen Sie in unserem Beispiele und Anleitungen, und Projekt-Galerie für Beispiele.

Die Digi XBee-Module sind mehr als nur funktional, sie werden nach den höchsten Standards gebaut, um auch unter den anspruchsvollsten Bedingungen einen jahrelangen Betrieb zu gewährleisten.  
 
Erfahren Sie mehr über große IoT-Implementierungen
Sehen Sie sich unser Video an - Fünf Dinge, die Sie über die Bereitstellung von 50.000 Geräten wissen sollten

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