XBee技術是一種應用於短距離範圍內，低傳輸資料速率下的各種電子裝置之間的無線通訊技術。XBee名字來源於蜂群使用的賴以生存和發展的通訊方式，蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知發現的新食物源的位置、距離和方向等資訊，以此作為新一代無線通訊技術的名稱。XBee過去又稱為“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”無線電技術，目前統一稱為XBee技術。
方法/步驟
XBee技術的特點
自從馬可尼發明無線電以來，無線通訊技術一直向著不斷提高資料速率和傳輸距離的方向發展。區域網範圍內的標準從IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的資料速率。而當前得到廣泛研究的XBee技術則致力於提供一種廉價的固定、便攜或者移動裝置使用的極低複雜度、成本和功耗的低速率無線通訊技術。這種無線通訊技術具有如下特點： 功耗低：工作模式情況下，XBee技術傳輸速率低，傳輸資料量很小，因此訊號的收發時間很短，其次在非工作模式時，XBee節點處於休眠模式。裝置搜尋時延一般為30ms，休眠啟用時延為15ms，活動裝置通道接入時延為15ms。由於工作時間較短、收發資訊功耗較低且採用了休眠模式，使得XBee節點非常省電，XBee節點的電池工作時間可以長達6個月到2年左右。同時，由於電池時間取決於很多因素，例如：電池種類、容量和應用場合，XBee技術在協議上對電池使用也作了優化。對於典型應用，鹼性電池可以使用數年，對於某些工作時間和總時間（工作時間+休眠時間）之比小於1%的情況，電池的壽命甚至可以超過10年。 資料傳輸可靠：XBee的媒體接入控制層（MAC層）採用talk-when-ready的碰撞避免機制。在這種完全確認的資料傳輸機制下，當有資料傳送需求時則立刻傳送，傳送的每個資料包都必須等待接收方的確認資訊，並進行確認資訊回覆，若沒有得到確認資訊的回覆就表示發生了碰撞，將再傳一次，採用這種方法可以提高系統資訊傳輸的可靠性。同時為需要固定頻寬的通訊業務預留了專用時隙，避免了傳送資料時的競爭和衝突。同時XBee針對時延敏感的應用做了優化，通訊時延和休眠狀態啟用的時延都非常短。 網路容量大：XBee低速率、低功耗和短距離傳輸的特點使它非常適宜支援簡單器件。XBee定義了兩種器件：全功能器件（FFD）和簡化功能器件（RFD）。對全功能器件，要求它支援所有的49個基本引數。而對簡化功能器件，在最小配置時只要求它支援38個基本引數。一個全功能器件可以與簡化功能器件和其他全功能器件通話，可以按3種方式工作，分別為：個域網協調器、協調器或器件。而簡化功能器件只能與全功能器件通話，僅用於非常簡單的應用。一個XBee的網路最多包括有255個XBee網路節點，其中一個是主控（Master）裝置，其餘則是從屬（Slave）裝置。若是通過網路協調器（Network Coordinator），整個網路最多可以支援超過64000個XBee網路節點，再加上各個Network Coordinator可互相連線，整個XBee網路節點的數目將十分可觀。 相容性：XBee技術與現有的控制網路標準無縫整合。通過網路協調器（Coordinator）自動建立網路，採用載波偵聽/衝突檢測（CSMA-CA）方式進行通道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協議。 安全性：XBee提供了資料完整性檢查和鑑權功能，在資料傳輸中提供了三級安全性。第一級實際是無安全方式，對於某種應用，如果安全並不重要或者上層已經提供足夠的安全保護，器件就可以選擇這種方式來轉移資料。對於第二級安全級別，器件可以使用接入控制清單（ACL）來防止非法器件獲取資料，在這一級不採取加密措施。第三級安全級別在資料轉移中採用屬於高階加密標準（AES）的對稱密碼。AES可以用來保護資料淨荷和防止攻擊者冒充合法器件。 實現成本低：模組的初始成本估計在6美元左右，很快就能降到1.5-2.5美元，且XBee協議免專利費用。目前低速低功率的UWB晶片組的價格至少為20美元。而XBee的價格目標僅為幾美分。
XBee協議框架
1、XBee是一組基於IEEE批准通過的802.15.4無線標準研製開發的組網、安全和應用軟體方面的技術標準。與其他無線標準如802.11或802.16不同，XBee和802.15.4以250Kbps的最大傳輸速率承載有限的資料流量。XBee V1.0版本的網路標準連同燈光控制裝置描述已於2004年底推出，其它應用領域及相關裝置的描述也會在隨後的時間裡陸續釋出。如圖1所示。
2、在標準規範的制訂方面，主要是IEEE 802.15.4小組與XBee Alliance兩個組織，兩者分別制訂硬體與軟體標準，兩者的角色分工就如同IEEE 802.11小組與Wi-Fi之關係。在IEEE 802.15.4方面，2000年12月IEEE成立了802.15.4小組，負責制訂MAC與PHY（物理層）規範，在2003年5月通過802.15.4標準，802.15.4任務小組目前在著手製訂802.15.4b標準，此標準主要是加強802.15.4標準，包括：解決標準有爭議的地方、降低複雜度、提高適應性並考慮新頻段的分配等。XBee建立在802.15.4標準之上，它確定了可以在不同製造商之間共享的應用綱要。802.15.4僅僅定義了實體層和介質訪問層，並不足以保證不同的裝置之間可以對話，於是便有了XBee聯盟。 XBee相容的產品工作在IEEE802.15.4的PHY上，其頻段是免費開放的，分別為2.4GHz（全球）、915MHz（美國）和868MHz（歐洲）。採用XBee技術的產品可以在2.4GHz上提供250kbit/s（16個通道）、在915MHz提供40kbit/s（10個通道）和在868MHz上提供20kbit/s（1個通道）的傳輸速率。傳輸範圍依賴於輸出功率和通道環境，介於10m到100m之間，一般是30m左右。由於XBee使用的是開放頻段，已有多種無線通訊技術使用。因此為避免被幹擾，各個頻段均採用直接序列擴頻技術。同時，PHY的直接序列擴頻技術允許裝置無需閉環同步。 在這3個不同頻段，都採用相位調製技術，2.4GHz採用較高階的QPSK調製技術以達到250kbit/s的速率，並降低工作時間，以減少功率消耗。而在915MHz和868MHz方面，則採用BPSK的調製技術。相比較2.4GHz頻段，900MHz頻段為低頻頻段，無線傳播的損失較少，傳輸距離較長，其次此頻段過去主要是室內無繩電話使用的頻段，現在因室內無繩電話轉到2.4GHz，干擾反而比較少。 在MAC層上，主要沿用WLAN中802.11系列標準的CSMA/CA方式，以提高系統相容性，所謂的CSMA/CA是在傳輸之前，會先檢查通道是否有資料傳輸，若通道無資料傳輸，則開始進行資料傳輸，若產生碰撞，則稍後一段時間重傳。 在網路層方面，XBee聯盟制訂可以採用星形和網狀拓撲，也允許兩者的組合，稱為叢集樹狀。根據節點的不同角色，可分為全功能裝置（Full-Function Device；FFD）與精簡功能裝置（Reduced-Function Device；RFD）。相較於FFD，RFD的電路較為簡單且儲存體容量較小。FFD的節點具備控制器（Controller）的功能，能夠提供資料交換，而RFD則只能傳送資料給FFD或從FFD接收資料。 XBee協議套件緊湊且簡單，具體實現的硬體需求很低，8位微處理器80c51即可滿足要求，全功能協議軟體需要32K位元組的ROM，最小功能協議軟體需求大約4K位元組的ROM。
基於XBee技術的應用
隨著XBee規範的進一步完善，許多公司均在著手開發基於XBee的產品,APSUNITY就是其中之一。採用XBee技術的無線網路應用領域有家庭自動化、家庭安全、工業與環境控制與醫療護理、檢測環境、監測、監察保鮮食品的運輸過程及保質情況等等。其典型應用領域如下： 4.1 數字家庭領域 可以應用於家庭的照明、溫度、安全、控制等。XBee模組可安裝在電視、燈泡、遙控器、兒童玩具、遊戲機、門禁系統、空調系統和其它家電產品等，例如在燈泡中裝置XBee模組，則人們要開燈，就不需要走到牆壁開關處，直接通過遙控便可開燈。當你開啟電視機時，燈光會自動減弱；當電話鈴響起時或你拿起話機準備打電話時，電視機會自動靜音。通過XBee終端裝置可以收集家庭各種資訊，傳送到中央控制裝置，或是通過遙控達到遠端控制的目的，提供家居生活自動化、網路化與智慧化。韓國第三大移動手持裝置製造商Curitel Communications公司已經開始研製世界上第一款XBee手機，該手機將可通過無線的方式將家中或是辦公室內的個人電腦、家用裝置和電動開關連線起來。這種手機融入了“XBee”技術，能夠使手機使用者在短距離內操縱電動開關和控制其他電子裝置。 4.2 工業無線抄表 通過XBee網路自動收集各種資訊，並將資訊回饋到系統進行資料處理與分析，以利工廠整體資訊之掌握，例如火警的感測和通知，照明系統之感測，生產機臺之流程控制等，都可由XBee網路提供相關資訊，以達到工業與環境控制的目的。韓國的NURI Telecom在基於Atmel和Ember的平臺上成功研發出基於XBee技術的自動抄表系統。該系統無需手動讀取電錶、天然氣表及水錶，從而為公用事業企業節省數百萬美元，APSUNITY就此項技術正在進行前期測試，很快將在中國市場上推出。 4.3 智慧交通 如果沿著街道、高速公路及其他地方分散式地裝有大量XBee終端裝置，你就不再擔心會迷路。安裝在汽車裡的器件將告訴你，你當前所處位置，正向何處去。全球定位系統（GPS）也能提供類似服務，但是這種新的分散式系統能夠向你提供更精確更具體的資訊。即使在GPS覆蓋不到的樓內或隧道內，你仍能繼續使用此係統。從XBee無線網路系統能夠得到比GPS多很多的資訊，如限速、街道是單行線還是雙行線、前面每條街的交通情況或事故資訊等。使用這種系統，也可以跟蹤公共交通情況，你可以適時地趕上下一班車，而不至於在寒風中或烈日下在車站等上數十分鐘。基於XBee技術的系統還可以開發出許多其他功能，例如在不同街道根據交通流量動態調節紅綠燈，追蹤超速的汽車或被盜的汽車等。
XBee發展現狀及展望
1、為了推動XBee技術的發展，Chipcon（已被TI收購）與Ember、Freescale、Honeywell、Mistubishi、Motorola、Philips和Samsung等公司共同成立了XBee聯盟（XBee Alliance），目前該聯盟已經包含130多家會員。該聯盟主席Robert F.Haile曾於2004年11月親自造訪中國，以免專利費的方式吸引中國本地企業加入。據市場研究機構預測，低功耗、低成本的XBee技術將在未來兩年內得到快速增長，2005年全球XBee器件的出貨量將達到100萬個，2006年底將超過8000萬個，2008年將超過1.5億個。這一預言正在從XBee聯盟及其成員近期的一系列活動和進展中得到驗證。在標準林立的短距離無線通訊領域，XBee的快速發展可以說是有些令人始料不及的，從2004年底標準確立，到2005年底相關晶片及終端裝置總共賣出1500億美元，應該說比被業界“炒”了多年的藍芽、Wi-Fi進展都要快。 XBee技術在XBee聯盟和IEEE802.15.4的推動下，結合其他無線技術，可以實現無所不在的網路。它不僅在工業、農業、軍事、環境、醫療等傳統領域有具有巨大的運用價值，在未來其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。由於各方面的制約，XBee技術的大規模商業應用還有待時日，但已經展示出了非凡的應用價值，相信隨著相關技術的發展和推進，一定會得到更大的應用。但是，我們還應該清楚的認識到，基於XBee技術的無線網路才剛剛開始發展，它的技術、應用都還遠談不上成熟，國內企業應該抓住商機，加大投入力度，推動整個行業的發展。