Digi 900HP模块API模式组网配置详解

XBee系列模块因其优良的无线通信性能和组网能力，在无人机编队通信领域得到了广泛应用。本文将介绍XBee PRO 900HP模块的基本性能，以及如何利用XTCU软件进行模块配置，最后分析数据通信协议。
XBee PRO 900HP模块是一种高功率、长距离的无线通信模块，能在室内305米或室外6.5公里的范围内实现200Kbps的通信速率。该模块支持DigiMesh组网模式，可实现多节点间的数据传输。在无人机编队中，XBee模块通过相互连接，形成一个通信网络，确保各无人机之间能够高效、稳定地传输数据。
为了配置XBee模块，我们需使用XTCU软件。该软件界面直观，操作简便。通过XTCU，我们可以设置模块的网络ID、波特率和工作模式等关键参数。在组网过程中，网络中的节点分为协调器和路由器两种类型。协调器负责管理网络，而路由器则负责转发数据。配置时，我们首先需要连接协调器节点和路由节点，然后通过XTCU软件添加新的路由节点。
具体配置步骤如下：
1. 将XBee模块连接到电脑，确保已安装相应的驱动程序。 2. 打开XTCU软件，搜索并添加XBee设备。 3. 在XTCU软件中，配置模块的网络ID、波特率和工作模式。 4. 导出配置文件，以便后续配置其他模块。 5. 将新模块的配置文件导入XTCU，根据需要修改网络ID和工作模式。
完成配置后，我们可以测试数据传输功能。在XTCU软件中，我们可以通过控制台创建数据包，并发送至目标节点。同时，我们还可以查看接收到的数据，确保数据传输的稳定性和准确性。
为了更好地理解XBee模块的数据通信协议，我们需要了解其数据包格式。数据包主要包括数据包头、字长、协议类型、目标地址、数据内容和校验码等部分。发送和接收协议的格式基本相同，但目标地址和来源地址有所不同。校验码是数据包中所有字节（除数据包头和长度字段）的累加和的最低8位，再取反的结果。这确保了数据传输的可靠性。
最后，当发送端模块成功发送数据后，它会收到一个反馈包。该反馈包包含协议类型、16位地址、失效重发次数、传输状态和校验码等信息。通过分析反馈包，我们可以了解数据传输的状态，并在必要时进行调整和优化。
总之，XBee模块作为一种高性能、长距离的无线通信模块，为无人机编队通信提供了可靠的技术支持。通过合理配置模块参数和分析数据通信协议，我们可以确保无人机编队之间的通信稳定、高效。在未来的无人机应用中，XBee模块将继续发挥重要作用，推动无人机技术的发展。

为使无人机编队个体间实现组网通信，需要选用合适的通信模块构建通信网络。经过调研发现，XBee系列的模块或许可以更好的解决机间组网通信问题。

一、XBee PRO 900HP模块的基本性能参数

通过查阅相关技术手册，XBee PRO 900HP 模块的部分性能如下图所示：

图1 900HP相关性能参数

900HP模块在室内305m内或室外6.5km内的通信速率都能达到200Kbps。

对于组网模式，XBee PRO 900HP 模块可实现DigiMesh组网，如下图所示：

图2 900HP组网模式

二、利用软件XTCU配置XBee PRO 900HP 模块

配置Xbee模块需要用到XTCU软件，该软件界面如下图所示：

图3 XTCU软件

利用软件XTCU对XBee进行参数配置主要参考其用户手册。一般需要配置的参数有:

1、网络ID：相当于标识当前Xbee模块属于哪个通信网络中；

2、波特率：每个模块必须配置相同的波特率（可以理解为通信速率），且该波特率还要与飞控的波特率一致，这样才能确保正常通信；

3、工作模式：XBee模块间的通信有透传模式和API模式两种。

与ZigBee模块类似，XBee模块组网时，也需要网络中有且仅有一个节点模块作为协调器（C），其余节点作为路由器（router）。我们可以先配置好网络中的一个协调器节点和路由节点，然后依次添加新的路由节点到网络中。下面给出具体步骤：

1、首先连接好两个XBee PRO 900HP模块（一个协调器和一个路由器）。需要注意的是，在购买该模块时，要同时采购具有USB接口的底板，这样才能方便的连接到电脑上；此外电脑需要安装CH340的驱动，这样连接上模块（可以利用360驱动自动搜索安装）。

2、打开XTCU软件，添加XBee设备。如下图所示，点击搜索按钮：

图4 打开XTCU软件搜索端口

选中端口，点击Next:

图5 选中端口

点击finish:

图6 点击finish

等待检测：

图7 等待检测

添加设备：

图8 添加设备

配置参数。点击第一个设备，然后点击参数配置窗口：

图9 选择配置窗口

修改网络ID：

图10 修改网络ID

图中的红色标记的第2步是写入修改的参数。此外网络ID可以自己随便设置，不一定是图中的1234。

利用同样的方法修改网络类型为协调器：

图11 修改模块类型

修改波特率：

图12 修改波特率

将网络改成API模式：

图13 选择API组网模式

以上就将模块配置成协调器了。我们可以导出profile文件，然后用于配置路由器时，只需修改图11步骤的模块类型就行了。导出profile文件的方法如下图所示：

图14 导出profile文件

配置路由器时点击左栏第二个模块，然后点击右栏那个Profile人像按钮，选择第一个APPly Configuration profile，找到之前保存的参数配置文件就能和协调器配置一样的参数，但注意需要按图11的方式将模块类型改为路由器。

图15 改路由端口

下面测试数据传输功能：

选择控制台，连接模块（协调器和路由器都要通过此操作进行连接）：

图16 选中控制台

点击“+”号按钮，创建适合API格式的数据包：

图17 添加待发送的数据包

生成符合格式要求的的数据包：

图18 生成符合格式要求的的数据包

注意：图中第二个红色箭头指示的"FFFF"是表示广播该数据包，如果要指定某个节点发送，需要该对方节点的MAC地址，MAC地址可以从左栏模块信息中看到：

图19 模块mac地址

图18所述步骤点击OK，然后就生成了发送字符串Hellow的数据包，之后就可以点击发送：

图20 发送数据包

接收端可查看数据：

图21 接收端查看数据

三、数据通信协议分析

从图20可以看出，模块间的通信协议发送包格式为：

数据包头(0x7E)+字长（2个字节）+发送协议类型（0x10）+发送协议ID（0x01）目标64位地址(8个字节，即mac地址)+目标16位地址（FFFE）+广播半径（00）+选项（00）+数据（N个字节）+校验码（1个字节）

对于字长，实际上计数的是排在它之后所有数据字节之和（校验码除外），也就是从协议类型（0x10）到校验码之前的长度，假设实际负载的数据是N个字节的话，那么字长计数值就为：1+1+8+2+1+1+N=N+14;

接收协议与发送协议基本相同，只是目标地址变成了发送源地址。即：

数据包头(0x7E)+字长（2个字节）+接收协议类型（0x90）+来源64位地址(8个字节，即mac地址)+来源16位地址（FFFE）+选项（0xC1）+数据（N个字节）+校验码（1个字节）

注意，接收的字长和发送的字长并不一致，前者比后者少2个字节（少了发送协议ID和广播半径），为N+12。比如某次发送信息要求从A发给B，二者mac地址分别为：

A的mac地址为：00 13 A2 00 41 08 01 0B

B的mac地址为：00 13 A2 00 41 08 01 12

要发送的数据包内容为：

hellpw

其ascll码转化为16进制为：

68 65 6C 6C 70 77

则发送字长为6+14=20=0x14，发送数据包为：

7E 00 14 10 01 00 13 A2 00 41 08 01 12 FF FE 00 00 68 65 6C 6C 70 77 54

接收字长为6+12=18，其数据包为：

7E 00 12 90 00 13 A2 00 41 08 01 0B FF FE C1 68 65 6C 6C 70 77 1B

校验码的计算方式如下：

（1）添加数据包的所有字节，但数据包头0x7E和长度（第二个和第三个字节）除外。

（2）根据结果，仅保留最低的8位。

（3）0xFF减去该数量.

对于上述接收包计算过程即为：

数据累加：90 + 00 + 13 + A2 + 00 + 41 + 08 + 01 + 0B + FF + FE + C1 + 68 + 65 + 6C + 6C + 70 + 77 =6E4

保留后八位，即：E4

校验码=FF-E4=1B

最后，需要指出，发送端的Xbee模块若成功发送数据还会收到一个反馈，其格式为

数据包头(0x7E)+字长（2个字节）+协议类型（0x88）+16位地址（FFFE）+ 失效重发次数（1个字节）+传输状态（1个字节，成功为00）+ discovery status（1个字节，暂时不清楚用法）+ 校验码（1个字节）

如一次成功的发送得到的反馈可能如下：

7E 00 07 8B 01 FF FE 00 00 00 76

审核编辑：汤梓红