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随着物联网技术的迅速发展，为解决低功耗蓝牙无法多节点之间通信的缺点，基于低功耗蓝牙的mesh组网相应被提出。

本系统设计了基于nrf52832蓝牙芯片的mesh智能灯，通过对不同节点进行相应配置，分别为配置端、服务器端和客户端，其中为了测试节点之间的通信，客户端配置了两个节点，用LED灯来表示状态的改变，通过在一个客户端节点控制另一客户端节点，更多节点的系统类似，实现了蓝牙mesh的智能灯系统。

1.引言
随着物联网技术的迅速发展，基于蓝牙的物联网应用系统在健康医疗、智能照明、传感器检测、楼宇自动化等方面得到广泛应用。

依据调研公司预测，到2020年物联网连接数量接近300亿，市场将增长到1.7亿美元，其中消费类电子产品将占比在80%左右。

在当前比较热门的物联网技术中，如低功耗蓝牙、zigbee 、WIFI 、NB-IOT 等解决方案均有各自的优势和缺点（吴韶波，王明浩，消费级物联网中的通信协议与标准：物联网技术，2017）。

所以也决定了其的应用场景，zigbee 开始时间较早，应用也比较成熟，现主要应用在速度要求不高，数据传输较少的工业控制中。

WIFI 适合在数据传输量较大，且功耗控制不敏感的家用系统中。

NB-IOT 因通信方式灵活主要应用在车联网、智慧医疗、智能家居等方面（俞牡丹，吴振谦，蒋志迪，蓝牙Mesh 自组网芯片CSR1024的智能门锁设计：单片机与嵌入式系统应用，2018），但是其实现成本较高，限制了其在成本敏感的领域进行推广。

因低功耗蓝牙应用比较广，现阶段基本上手机、平板、智能设备均会配备低功耗蓝牙通信模块。

但受限于通信连接的限制，只能进行一对一或者广播状态下一对多进行通信。

正是由于这个缺点限制了基于蓝牙的物联网应用技术的推广速度。

最新制定的蓝牙mesh 通信协议很好的解决了这个问题，它可以进行多对多通信，使得蓝牙在物联网上的应用进一步得到推广（杨望卓，刘太君，张永波，et al.基于蓝牙Mesh 智能设备的无线定位系统：数据通信，2017）。

2.智能灯硬件系统组成
2.1 nRF52832蓝牙芯片
nRF52832是Nodic 公司推出的一款功能强大高度灵活的低功耗多协议Soc 蓝牙芯片，采用32位ARM Cortex-M4F 内核，主频高达64MHz ，内部集成浮点运算单元(PFU)。

该微控制器可运行的通信协议有2.4GHz 无线通信、ANT 和低功耗蓝牙，并在运行过程中
可以只有切换，输出功率-30dBm ～+4dBm 可调。

芯片内置512Kde flash 和64K 的RAM ，同时芯片集成NFC-A 功能，可以作为NFC 标签来使用。

2.2 系统组成
本次设计的硬件系统是基于nRF52832微控制器的蓝牙通信模块，模块当中提供了两个LED 灯用于蓝牙mesh 的组网测试，通信的状态通过LED 的闪烁来分辨。

系统组成框图如图2.1所示，系统有微控制器电路、电源电路、LED 显示电路、OLED 显示电路、射频电路、按键电路等组成，构成最小测试电路。

图2.1 系统组成框图
3. 系统组网实现
蓝牙mesh 是基于蓝牙4.0规范的低功耗部分，并与其共享底层硬件，在通信过程中，运行蓝牙mesh 的硬件系统与当前的低功耗蓝牙的硬件是兼容的，因为mesh 信息包含在低功耗蓝牙广播包中。

然而，蓝牙mesh 定义了一个全新的通信协议，尽管一些概念是和低功耗蓝牙共享的，但蓝牙mesh 与低功耗蓝牙通信协议是不兼容的（朱洁净，吕光宏，吴明，et al.基于蓝牙的WPAN 无线Mesh 组网构架：网络与信息，2009）。

蓝牙mesh 和低功耗蓝牙的主要协议如图3.1所示，它们之间的关系从图中也可看出它们共用了底层硬件和链接层，之后不同的协议定义了不同的功能接口。

当前的蓝牙是mesh 采用的是基于泛洪协议的mesh 网络技术，该技术是比较初级的mesh 技术，由于在进行网络数据传输过程时是以广播的形式进行发送，将会导致网络中产生大量的重复数据包，从而对网络的整体功耗产生很大的负面影响（侯立阳，BLE Mesh 网络及协议的研究与应用，2016）。

所以当前蓝牙mesh 适用与节点数比较少，且网络数据传输量比较小的场合。

基于蓝牙mesh的智能灯系统的研究
广东理工学院电气与电子工程学院 周 莹 谷红霞 覃 凤
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图3.1 蓝牙mesh与低功耗蓝牙各协议层
在数据的传输过程当中，不同的节点可配置成不同的角色，在mesh网络中承担不同的作用，主要包括：
（1）节点：通常置于网络边缘，没有数据中继功能；
（2）低功耗节点：依附与友元节点，不定时去友元节点查看是否有数据，若有则读取，没有则进入低功耗模式，节省功耗；
（3）友元节点：作为低功耗节点的代理节点，可以缓存数据共其读取；
（4）中继节点：网络覆盖的核心节点，用于中继数据。

所以在配网开始之前，需要确定各节点在网络中的作用，再进行配置，同时在使用过程中支持在线修改。

整个mesh网络中最多支持32767个设备，最大的mesh直径为126跳。

在本系统规划的节点有配置节点，中继节点和一般节点，用于测试智能灯系统。

4.系统测试
为测试蓝牙mesh的最基本组网状态，至少要三种角色，固当前的测试系统使用四个nRF52832模块进行测试，两块测试板用于作为客户端即一般节点，一块用于服务器端即中继节点，还有一块用于配置端。

四块测试板分别下载对应的应用程序。

当配置板在配置服务器端和客户端时，被配置板的LED灯进行闪烁，配置完成后停止闪烁。

客户端1按钮按下，客户端2LED灯点亮，再一次按下，LED熄灭，达到通过客户端1输出控制信号，经过服务器端进行数据中继，客户端2接收到控制信号，进行相应的动作。

从而实现了mesh组网的测试。

5. 总结
本系统设计了基于蓝牙mesh的智能灯系统，为测试节点之间是否通信成功，系统共使用四块nrf52832测试板，分别充当配置端、服务器端和客户端，并下载相应的程序，最终实现了两客户端节点之间进行通信，达到了mesh组网在智能灯系统的应用。

2018年校级科技项目（创新团队）暨“创新强校工程”科研遴选项目《基于蓝牙mesh的物联网智能家居系统》。

本文通过对MRI设备用途及设备布置的阐释，分别从MRI设备的供电电源，配电箱系统及接地等方面介绍了MRI 设备的供配电设计，提出了比较可行的解决思路，为MRI设备的供电乃至大型医疗设备的供电提供了解决途径。

1 MRI设备介绍
MRI设备及典型布置：
磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging），简称MRI，是一种生物磁自旋断层成像技术，它利用磁共振现象，在外加磁场内，经射频脉冲后产生信号，从人体中获得电磁信号，经过计算机处理转换后重建出人体信息，并在屏幕上显示图像。

核磁共振成像诊断技术的应用前景非常的广泛，尤其在颅脑与脊髓，头颈部，腹部及盆腔的检测中对比于其他X线成像、CT检查等都有明显的优势。

磁共振成像检测系统由检查室，控制室和设备室构成。

表1 MRI系统房间用途表
房间名称用途包含设备
检查室磁体产生磁场，病人
检查场所
磁体，病人床，系统滤波器灯
控制室控制设备及计算机成像
场所系统主分配电源柜，冷却柜，梯度放大柜，数据处理控制柜，MR专用配电箱，MR辅助配电箱，MR专用空调，MR
水冷机
设备室主要运行及维持设备
放置场所
控制台，紧急开关，病人观察显示器
为了加快医院的现代化建设，提高医院的医疗水平，各大医院均已安装核磁共振成像诊断设备，如何在设计阶段更
浅
谈
医
疗
磁
共
振
成
像
设
备
的
供
电
设
计
中
国
海
诚
工
程
科
技
股
份
有
限
公
司
贝
钰
垠
合理有效进行供配电设计就成为电气工
程师所考虑的问题。

本文通过工程实例从MRI设备的电
源端至末端点位给出相应的设计方案，
为MRI设备的供配电设计乃至拓宽到各
大型医疗设备的供配电设计，设计出一
种满足规范要求的解决方案。

2 MRI设备的供配电设计
2.1 MRI设备的供电电源
医疗建筑中，对于三级、二级医
院，影像科诊断用电设备的负荷等级为
二级，如今大多数三级、二级医院都采
用双重电源供电，即供医疗建筑的两路
电源的一路电源中断供电时，另一路电
源应能承担全部一级负荷中特别重要的
负荷、一级负荷和二级负荷，因此对于
三级、二级医院中的影像科诊断用电的
负荷等级都能满足要求。

在变压器负荷
统计医用磁共振成像设备时，医用磁共
振成像设备按连续工作制负荷考虑。

对于医疗建筑中大型诊疗设备的
配电，应采用专用回路供电，影像科诊
断用电设备的负荷等级为二级，并且由。