XBee vs. Zigbee: Una sencilla guía de comparación

Rob Faludi Rob Faludi, IoT Consultor, Faludi.com
23 de diciembre de 2020

XBee® y Zigbee® tienen algunos puntos en común y comparten una relación. XBee es una familia de módulos de radio y es una marca registrada de Digi International. Zigbee es un protocolo de comunicaciones inalámbricas y una marca registrada de la Zigbee Alliance. Mucha gente confunde estos dos nombres porque ambos están relacionados con las redes de radio y tienen "Bee" en su marca. Pero son bastante diferentes. Comparemos XBee y Zigbee para entender mejor lo que son, en qué se diferencian y su relación.
 
Zigbee es un protocolo de comunicaciones inalámbricas para la creación de redes de malla inalámbricas de área local de baja potencia con seguridad moderna, que se basa en estándares y funciona en frecuencias globales. Se utiliza habitualmente en la automatización del hogar, la energía inteligente, la detección inalámbrica y la automatización industrial. 
 
XBee es una marca que hace referencia a una familia de dispositivos de Digi International. Los módulos de radio Digi XBee comparten factores de forma comunes, una interfaz de host estándar, herramientas y software de apoyo, y un grupo de protocolos entre los que se puede elegir, incluyendo Wi-Fi, celular LTE, DigiMesh® así como Zigbee. Por lo tanto, hay módulos XBee que ejecutan el protocolo Zigbee, pero no todos los XBee son Zigbee, o viceversa.

Visión general de Zigbee

Logotipo de ZigbeeEn Protocolo Zigbee es un estándar, del mismo modo que lo es Bluetooth. Cualquier dispositivo de un fabricante que sea totalmente compatible con Zigbee puede comunicarse con los dispositivos Zigbee de cualquier otra empresa. Así, al igual que unos auriculares Bluetooth Beats de Apple pueden conectarse con un smartphone Galaxy de Samsung, cualquier interruptor de luz Zigbee de G.E. puede comunicarse con las lámparas Zigbee de Phillips, o con cualquier otro dispositivo con certificación Zigbee.
 
¿Cómo funciona esto? Bueno, al igual que un gran pastel, los protocolos de red robustos se basan en capas. Cada capa añade características y funcionalidades con la suficiente independencia como para que los cambios de implementación en una capa no requieran cambios en ninguna de las otras. Zigbee es una capa de protocolo que define las cosas de la red inalámbrica, como la forma de iniciar una red, realizar resoluciones de direcciones y enrutar paquetes. También especifica cómo implementar ciertas aplicaciones, con formas predefinidas de comunicar cosas como el control de la iluminación, la gestión de sistemas de energía inteligentes o la monitorización del medio ambiente.

La capa inferior a Zigbee que soporta sus características avanzadas se conoce como IEEE 802.15.4. Se trata de un conjunto de normas que definen cómo se utiliza el espectro radioeléctrico y muchas otras operaciones que promueven transmisiones fiables. Los módulos de radio de la marca XBee de Digi pueden configurarse con o sin Zigbee. Incluso hay una configuración que soporta 802.15.4 directamente en su forma nativa.
 
El propio Zigbee añade tres características importantes:

  1. Enrutamiento en malla: utiliza tablas de enrutamiento que definen cómo una radio puede pasar mensajes a través de una serie de otras radios a lo largo del camino hasta su destino final.
  2. Creación de redes ad hoc : un proceso automatizado que crea toda una red de radios sobre la marcha, sin intervención humana.
  3. Malla autorreparadora : proceso que averigua automáticamente si faltan una o más radios en la red y reconfigura la red para reparar las rutas rotas.

 Cada red Zigbee asigna diferentes funciones a los módulos de radio, o nodos. Estos incluyen:

  1. Coordinator — This radio is responsible for forming the network, handing out addresses, and managing the other functions that define the network, secure it, and keep it healthy. Each network must be formed by a coordinator and there’s never more than one coordinator in your network.
  2. Router — a router is a full-featured Zigbee node. It can join existing networks, send information, receive information, and route information. Routing means acting as a messenger for communications between other devices that are too far apart to convey information on their own. Routers are typically plugged into an electrical outlet because they must be turned on all the time. A Zigbee network generally has multiple router radios.
  3. End device — End devices are essentially stripped-down versions of a router. They can join networks and send and receive information, but that’s about it. They don’t act as messengers between any other devices, so they can use less expensive hardware and can power themselves down intermittently, saving energy by going temporarily into a nonresponsive sleep mode. End devices always need a router or the coordinator to be their parent device to help them join the network, and to store messages when they are asleep. Zigbee networks may have any number of end devices.

Zigbee en XBee

Productos XBee ZigbeeZigbee es un protocolo compartido, por lo que hay chips y módulos disponibles de muchos fabricantes. Esa estandarización es una parte clave de su valor. ¿Qué hace especial a Zigbee en Digi XBee ? En primer lugar, Digi ha creado una implementación excelente, con la máxima calidad de ingeniería y que está totalmente certificada por la Zigbee Alliance para la interoperabilidad. Estos fundamentos esenciales son solo la base.

Una interfaz de host estandarizada favorece una configuración, un control y unas comunicaciones rápidos y fáciles de entender. El usuario puede elegir entre sencillos comandos AT legibles por el ser humano o una API estructurada que implementa sólidas interacciones de máquina a máquina. Una variedad de factores de forma de los módulos significa que Digi XBee puede encajar en zócalos temporales o soldarse permanentemente a las placas de circuito impreso. Estos factores de forma estándar incluyen un tamaño Micro extremadamente pequeño que reúne la potencia de XBee en un módulo no más grande que una uña.

Digi pone en capas su Digi TrustFence® en los módulos, incluyendo el arranque seguro, la identidad segura y la privacidad. Cada módulo es programable por el usuario, por lo que la lógica de la aplicación, la entrada de los sensores, la gestión de la energía y otros aspectos son compatibles sin necesidad de microcontroladores adicionales. Por último, está la potencia del ecosistema de Digi XBee . Si en el futuro es necesario trasladar alguna parte del proyecto a un protocolo de comunicaciones diferente, no es necesario cambiar las huellas de los módulos, los factores de forma, las interfaces de host o los programas integrados. De este modo, cambiar de un estándar a otro es un juego de niños.

Echemos un vistazo a la línea Digi XBee para entender cómo se produce todo esto.

Visión general de XBee

Los módulos de radiofrecuencia (RF) XBee son producidos por Digi International Inc. Estos módulos facilitan y abaratan el despliegue de la tecnología inalámbrica en dispositivos electrónicos, especialmente los utilizados en redes de dispositivos para ciudades inteligentes, agricultura de precisión, automatización industrial, redes de sensores, dispositivos médicos y aplicaciones de seguimiento de activos.

Un ecosistema completo

Gráfico del ecosistema XBeeDigi XBee forma parte de un sistema completo de módulos inalámbricos precertificados y programables, así como de pasarelas, adaptadores y software, todo ello diseñado para acelerar el desarrollo inalámbrico de las implantaciones globales.

En Digi XBee ecosistema ofrece a los desarrolladores de dispositivos una completa gama de soluciones de red de rápida implantación para la comunicación inalámbrica entre dispositivos, adaptadores y pasarelas. Un solo enchufe le permite conectarse a redes de dispositivos de todo el mundo. Puede preparar su diseño para el futuro y saber que estará cubierto para las nuevas tecnologías inalámbricas que vayan surgiendo.

Estas son algunas de las principales características de los módulos de Digi XBee de un vistazo:

  • Digi XBee 3.0 son configurables, con un módulo que soporta múltiples protocolos, incluyendo Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth, 802.15.4, DigiMesh, 868 MHz, 900 MHz, LTE celular Cat 1, LTE-M y NB-IoT.
  • Todos los módulos de Digi XBee admiten un lenguaje de comandos y una interfaz de comunicaciones comunes, por lo que cambiar de protocolo es fácil y, a menudo, puede hacerse sin ningún cambio físico o lógico. Esta flexibilidad reduce los costes de fabricación e ingeniería y ofrece a los fabricantes de equipos originales la posibilidad de ampliar rápidamente su hoja de ruta.
  • Todos los módulos XBee comparten un diseño de pines común y están disponibles en huellas compatibles. Los módulos Digi XBee están disponibles en tres factores de forma: agujero pasante, montaje en superficie y montaje en micro superficie, cada uno con una opción de antena.
  • Los módulos deDigi XBee están precertificados en varias regiones, lo que permite a los desarrolladores llegar al mercado rápidamente y con un coste menor.
  • Los dispositivos deDigi XBee se pueden supervisar, gestionar y actualizar con Digi Remote Manager®, que permite las actualizaciones masivas de firmware, la automatización, las alertas y la elaboración de informes desde un panel de control.

Digi XBee 3: La nueva generación de XBee

Building on industry-leading embedded technology, the Digi XBee 3 Series offers additional design freedom with easy-to-add functionality and flexible wireless connectivity. Digi XBee 3 modules deliver advantages in every class — size, weight and power.

The Micro form factor is ideal for compact and portable applications. With enhanced MicroPython programmability, it’s easy to do computing at the network’s edges, whether processing sensor information, reducing power use or even using the Digi XBee 3 as the main device processor.

Digi XBee 3 module architecture can quickly enable and scale wireless connectivity with broad compatibility. The standard Digi XBee host interface has been preserved to support backwards compatibility, with SPI and other enhancements added for additional flexibility.
 
Digi’s toolchain of robust hardware, time-tested firmware, high availability, remote update and online management create a system that everyone can rely upon. Customers worldwide depend on Digi’s stability for high-quality manufacturing and long product lifecycles. Digi TrustFence security framework, identity, and data privacy features are built in to Digi XBee 3 modules. TrustFence uses more than 175 controls to protect against new and evolving cyber threats. From edge computing to future migration, Digi XBee 3 modules offer compact connectivity that can reduce costs, accelerate time-to-market and extend product lifecycles.

Digi XBee Herramientas

Digi XBee HerramientasLos desarrolladores de XBee tienen acceso a Digi XBee HerramientasUn conjunto de herramientas premiadas que apoyan todo el ciclo de vida del producto, promoviendo un desarrollo más rápido con menores costes.

Todas las etapas, desde el desarrollo inicial hasta la gestión del sistema desplegado, están habilitadas y guiadas por sistemas de software, hardware y nube que potencian el valor de los módulos de Digi XBee .

Aquí tienes una introducción a la suite Digi XBee Tools.

Herramientas de desarrollo

Las bibliotecas de código oficiales de Digi XBee están disponibles para ARMmbed, ANSI-C, Java, Python y MicroPython, además de un completo SDK móvil para el desarrollo Bluetooth. También hay librerías de terceros para usar con Arduino y Node. La aplicación de configuración Digi XCTU®para Windows, MacOS y Linux proporciona una interfaz GUI para sus dispositivos y sus redes, incluyendo herramientas para pruebas de alcance, análisis de espectro, acceso a consola, actualizaciones de firmware y mucho más.

Digi también suministra una línea completa de tarjetas de desarrollo XBIB para la evaluación de módulos y la creación de pruebas de concepto. Estas tarjetas pueden ampliarse con tarjetas hijas para proporcionar sensores o entradas adicionales, como GPS. Los clientes pueden diseñar sus propias tarjetas hijas según sus necesidades.

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Su guía completa de la familia Digi XBee

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Herramientas de fabricación

Once initial development is complete, modules can be configured in mass using the Digi XBee Multi Programmer tool. Operators can program up to six modules simultaneously on each device, with logs produced to create a manufacturing paper trail. Additional Multi Programmers can be connected to to further increase the number of modules configured simultaneously.

Herramientas de despliegue

When you are ready to deploy devices in the field, the Digi XBee Network Assistant can discover devices on a network, visualize that network on a map, test network strength and perform batch firmware updates so that modules are always running the best code. The Digi XBee 3 USB Adapter eases testing with a simple USB stick that’s robust enough for field use while still behaving identically to a normal Digi XBee module. Finally, the Digi XBee Mobile App for iOS or Android lets you configure and manage a network of Digi XBee 3 radios directly from your mobile device over Bluetooth. Digi gateways provide direct access to IP protocol from local networks or via cellular for remote management.

Herramientas de gestión y escalabilidad

Digi Remote ManagerCon todo desplegado, los administradores de red pueden controlar sus sistemas Digi XBee directamente desde sus escritorios utilizando Digi Remote Manager. Esta herramienta de configuración, seguridad y gestión remota en línea automatiza la gestión y supervisión de los dispositivos. Permite a quienes gestionan las implantaciones de IoT controlar todo su sistema, incluso cuando crece hasta los miles de dispositivos... ¡o más!
 
Zigbee es un protocolo estupendo para muchos sistemas de detección y automatización de área local, por lo que fue uno de los primeros protocolos en ser admitidos en la plataforma Digi XBee . Al ser un estándar soportado por muchos fabricantes certificados, los dispositivos Zigbee pueden trabajar juntos para realizar tareas de aplicación y compartir datos sin tener en cuenta quién hizo originalmente el dispositivo.
 
Los módulos de radio de la marca XBee de Digi crean un completo ecosistema de desarrollo y comunicaciones que acelera el tiempo de comercialización y reduce los costes. Incluye Zigbee por sus muchas y excelentes características, a la vez que ofrece una serie de otros protocolos para cubrir las aplicaciones que requieren más ancho de banda, alcance, movilidad, conectividad o simplicidad, que Zigbee puede proporcionar. Digi XBees ofrece una interfaz estándar, programabilidad, configuración remota, muchas opciones de antena, comunicaciones de host UART o SPI, un ecosistema completo de adaptadores, bibliotecas de código, programas de configuración, aprovisionamiento y programas de prueba. Todos los Digi XBee son fiables, seguros y están diseñados para el retorno de la inversión, lo que los convierte en la mejor opción para una solución completa de hardware/firmware.

Cómo elegir el módulo XBee adecuado para su aplicación

¿Necesita ayuda para elegir el módulo perfecto de Digi XBee ? Considere lo siguiente: 

  1. Región: País o países en los que se desplegará el dispositivo, teniendo en cuenta la frecuencia y la potencia máxima. 
  2. Topología: Qué dispositivos deben comunicarse entre sí y cuál es su disposición física 
  3. Rendimiento: ¿Cuántos datos deben atravesar la red y con qué frecuencia se transmiten?
  4. Protocol: Do you need to interface with other vendors in an open standard?
  5. Especificaciones: Consumo de energía, factor de forma, etc. ¿Necesita nodos durmientes? ¿Necesita tener en cuenta la duración de la batería o el espacio?
  6. Ubicación: ¿A qué distancia se encuentran sus dispositivos? ¿Cuál es la situación general del ruido de radio? ¿Hay obstáculos para la transmisión? ¿Habrá temperaturas extremas u otras consideraciones únicas?

Considering the wireless connectivity for a large deployment? Digi’s got you covered, whether you need help identifying the right components for your application, or design and build services to accelerate time to market.

Próximos pasos

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