陈旻哲 邬洪波 徐静雅 谢雨婷 熊诚

（1、武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430072 2、华为技术有限公司武汉研究所，湖北武汉 430074 3、武汉大学信息中心，湖北武汉 430072 4、华中师范大学信息化办公室，湖北武汉 430079）

随着物联网、无线传感器网络等技术的逐步发展，越来越多的工程实际问题都需要运用到相关知识。从近年来电子信息类学科竞赛也可以看出，不仅是相关技术更频繁地出现在赛题之中，而且物联网类大赛也越来越受到师生的重视。因此，在新工科教育的背景下，十分必要在实验教学过程中加强相关技术的实践训练，与时俱进地提高学生的工程实践能力[1-3]。本文设计了一个基于ZigBee 的测距系统实验项目，该实验项目涉及到ZigBee 网络节点的硬件制作、节点间基于ZigBee 的测距通信交互设计、节点的嵌入式软件实现、PC 端上位机实现等知识技能，是一个综合设计型的实验项目，既能锻炼学生的物联网系统设计与实现能力，也能提升学生的创新实践能力。

1 系统架构

本实验项目的系统框架如图1 所示。系统由基于ZigBee 的无线传感器网络和PC 端距离计算平台组成。无线传感器网络节点分为基站、移动标签和锚节点三种角色，三者的硬件电路相同，通过加载不同的程序实现不同的功能。基站首先创建一个基于ZigBee 的无线网络，移动标签和锚节点加入该网络后会各被分配一个用于网络内部通信的短地址。移动标签主动向锚节点发起测距，并根据信号发送和接收时刻计算出信号在两节点间的飞行时间（TOF，Time of Flight），然后将TOF 发送给基站，基站通过串口将TOF 发送给距离计算平台。……