人臉識別技術(shù)繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術(shù)之后，以其獨特的方便、經(jīng)濟及準(zhǔn)確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測，隨著研究的深入和應(yīng)用的擴大，在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景，發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術(shù)不斷發(fā)展，它的功能、應(yīng)用和可靠性逐漸增加，在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊，為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高，密度也更大，其設(shè)計方法的靈活性降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本，F(xiàn)PGA 設(shè)計成為電子自動化設(shè)計行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手，總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法，使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術(shù)。經(jīng)過訓(xùn)練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后，能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺上，達(dá)到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下： 1. 算法分析：對于人臉檢測算法，首先確保的是檢測率的準(zhǔn)確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算，這便于進一步的硬件設(shè)計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分：這一步考慮市場可以提供的資源狀況，又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板，在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等，通過分析可以對算法進行細(xì)致的劃分，實現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點化：在Adaboost算法中，需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進行操作它提取指數(shù)和尾數(shù)，然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯(lián)分類器的訓(xùn)練，提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓(xùn)練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進行了驗證。實驗表明，在視頻輸入輸出接入的同時，人臉檢測能夠達(dá)到17fps的檢測速度，并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
標(biāo)簽： FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-01
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軟件無線電(SDR，Software Defined Radio)由于具備傳統(tǒng)無線電技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性，已成為業(yè)界公認(rèn)的現(xiàn)代無線電通信技術(shù)的發(fā)展方向。理想的軟件無線電系統(tǒng)強調(diào)體系結(jié)構(gòu)的開放性和可編程性，減少靈活性著的硬件電路，把數(shù)字化處理(ADC和DAC)盡可能靠近天線，通過軟件的更新改變硬件的配置、結(jié)構(gòu)和功能。目前，直接對射頻(RF)進行采樣的技術(shù)尚未實現(xiàn)普及的產(chǎn)品化，而用數(shù)字變頻器在中頻進行數(shù)字化是普遍采用的方法，其主要思想是，數(shù)字混頻器用離散化的單頻本振信號與輸入采樣信號在乘法器中相乘，再經(jīng)插值或抽取濾波，其結(jié)果是，輸入信號頻譜搬移到所需頻帶，數(shù)據(jù)速率也相應(yīng)改變，以供后續(xù)模塊做進一步處理。數(shù)字變頻器在發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備中分別稱為數(shù)字上變頻器(DUC，Digital Upper Converter)和數(shù)字下變頻器(DDC，Digital Down Converter)，它們是軟件無線電通信設(shè)備的關(guān)鍵部什。大規(guī)模可編程邏輯器件的應(yīng)用為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計帶來極大的靈活性。基于FPGA的數(shù)字變頻器設(shè)計是深受廣大設(shè)計人員歡迎的設(shè)計手段。本文的重點研究是數(shù)字下變頻器(DDC)，然而將它與數(shù)字上變頻器(DUC)完全割裂后進行研究顯然是不妥的，因此，本文對數(shù)字上變頻器也作適當(dāng)介紹。 第一章簡要闡述了軟件無線電及數(shù)字下變頻的基本概念，介紹了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介紹了數(shù)控振蕩器(NCO)，介紹了兩種實現(xiàn)方法，即基于查找表和基于CORDIC算法的實現(xiàn)。對CORDIc算法作了重點介紹，給出了傳統(tǒng)算法和改進算法，并對基于傳統(tǒng)CORDIC算法的NCO的FPGA實現(xiàn)進行了EDA仿真。 第三章介紹了變速率采樣技術(shù)，重點介紹了軟件無線電中廣泛采用的級聯(lián)積分梳狀濾波器 (cascaded integratot comb， CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)補償法，對前者進行了基于Matlab的理論仿真和FPGA實現(xiàn)的EDA仿真，后者只進行了基于Matlab的理論仿真。 第四章介紹了分布式算法和軟件無線電中廣泛采用的半帶(half-band，HB)濾波器，對基于分布式算法的半帶濾波器的FPGA實現(xiàn)進行了EDA仿真，最后簡要介紹了FIR的多相結(jié)構(gòu)。 第五章對數(shù)字下變頻器系統(tǒng)進行了噪聲綜合分析，給出了一個噪聲模型。 第六章介紹了數(shù)字下變頻器在短波電臺中頻數(shù)字化應(yīng)用中的一個實例，給出了測試結(jié)果，重點介紹了下變頻器的：FPGA實現(xiàn)，其對應(yīng)的VHDL程序收錄在本文最后的附錄中，希望對從事該領(lǐng)域設(shè)計的技術(shù)人員具有一定參考價值。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無線電 數(shù)字下變頻
上傳時間： 2013-06-30
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本文件是基于44B0上設(shè)計的SD卡+FAT文件系統(tǒng)的讀操作，內(nèi)附帶了原理圖，以供學(xué)習(xí)。
標(biāo)簽： FAT 文件系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-29
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隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片的規(guī)模越來越大，集成度越來越高，工作頻率越來越快，但是芯片的設(shè)計能力卻面臨巨大的挑戰(zhàn)。而IP核的重用則是解決當(dāng)今芯片設(shè)計所面臨問題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網(wǎng)接口芯片中MAC層對PHY器件的控制管理接口。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及MAC應(yīng)用越來越廣泛，MDIO接口模塊的應(yīng)用也越來越多，因此將MDIO接口模塊設(shè)計成可重用的IP核對于以各種太網(wǎng)接口集成芯片的設(shè)計具有很重要的作用。 本文詳細(xì)描述了MDIO接口模塊IP核的設(shè)計，介紹了該IP核的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及各個子模塊的詳細(xì)設(shè)計方法，對此IP核進行了仿真驗證，最后進行了FPGA測試，功能和性能達(dá)到了要求，最終通過了IP審核流程并且已成功應(yīng)用于企業(yè)的以太網(wǎng)接口芯片中。
上傳時間： 2013-06-20
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單片機系統(tǒng)的數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描以單片機為核心的很多儀器都需要數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描，三種具體方案如下供參考：一、經(jīng)典方案：使用8279 芯片
標(biāo)簽： 單片機系統(tǒng) 數(shù)碼管 顯示驅(qū)動 鍵盤掃描
上傳時間： 2013-07-28
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隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展、嵌入式應(yīng)用的不斷增長以及嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜性不斷提高，嵌入式軟件的規(guī)模和復(fù)雜性也不斷提高。在目前的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中間，軟件開發(fā)占80％以上的工作量，嵌入式軟件的質(zhì)量和開發(fā)周期對產(chǎn)品的最終質(zhì)量和上市時間起到?jīng)Q定性的影響。因此，為了保持產(chǎn)品競爭力，支持用戶對嵌入式設(shè)備進行快速、高效的軟件開發(fā)，嵌入式的開發(fā)人員迫切需要更加強大的調(diào)試技術(shù)和手段來為開發(fā)復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用提供幫助；同時，強有力的嵌入式軟件開發(fā)工具也是基本的必備條件。 本文結(jié)合ARM公司RVDS集成開發(fā)環(huán)境中調(diào)試模塊組成部分Event Viewer系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)了對通過原始數(shù)據(jù)源采集到的CoreSight跟蹤數(shù)據(jù)的完整實時解析，并最終在顯示模塊中將其包含的信息以可視化的形式直觀地展現(xiàn)給用戶，以供后續(xù)的程序性能分析和嵌入式軟件系統(tǒng)調(diào)試。研究了與本課題相關(guān)的一些技術(shù)，包括CoreSight調(diào)試體系結(jié)構(gòu)、嵌入式常見調(diào)試技術(shù)、Eclipse平臺體系架構(gòu)及其插件擴展點技術(shù)。在研究嵌入式集成開發(fā)環(huán)境國內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合Event Viewer系統(tǒng)的整體需求，介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計及其功能模塊劃分，并給出了系統(tǒng)的第三方擴展設(shè)計。討論了系統(tǒng)解析模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。在分析CoreSight跟蹤數(shù)據(jù)解析流程的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)中解析模塊進行了詳細(xì)設(shè)計，并完成了基于ITM數(shù)據(jù)流的解析實現(xiàn)。結(jié)合系統(tǒng)的功能需求和解析模塊的設(shè)計，本文利用Eclipse插件擴展點機制，劃分解析模塊提供對外擴展，實現(xiàn)了系統(tǒng)向第三方產(chǎn)品提供商提供擴展接口的功能，第三方可以在此基礎(chǔ)上提供自己的解析處理。利用Eclipse View擴展點和SWT/JFace技術(shù)，實現(xiàn)了對跟蹤數(shù)據(jù)的前臺展示，包括Text、Event、Analog三種類型；本文著重討論了Analog展示部分的詳細(xì)設(shè)計和實現(xiàn)，將解析后得到的Analog數(shù)據(jù)信息以實時曲線圖的形式展現(xiàn)給客戶，提供對Analog數(shù)據(jù)變化趨勢的直觀描述。
標(biāo)簽： ARMCoreSight 調(diào)試技術(shù)
上傳時間： 2013-04-24
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雙足機器人是一個多自由度、多變量、非線性的復(fù)雜動力學(xué)系統(tǒng)。其控制平臺的研究往往涉及嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、步態(tài)規(guī)劃、路徑導(dǎo)航、人工智能、自動化控制等多種理論與技術(shù)，體現(xiàn)了信息科學(xué)和人工智能技術(shù)的最新成果，應(yīng)用領(lǐng)域廣大，具有重要的研究價值。其中，雙足機器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)是雙足機器人控制平臺研究中的重點和難點，將在自動駕駛、未知區(qū)域的探索、危險環(huán)境作業(yè)、核電站的維護等領(lǐng)域中發(fā)揮極大的作用。 本文以雙足機器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的設(shè)計為研究背景，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，主要論述了兩個核心內(nèi)容：一是雙足機器人導(dǎo)航?jīng)Q策系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)是基于一種新式的ARM&DSP主從控制模式下的設(shè)計。該設(shè)計借助內(nèi)外傳感器系統(tǒng)的反饋，通過對多傳感器信息的融合與處理，在導(dǎo)航?jīng)Q策算法的作用下，實現(xiàn)雙足機器人在未知環(huán)境下平滑的自主導(dǎo)航。二是為增強雙足機器人導(dǎo)航的人機交互性和控制系統(tǒng)對突發(fā)事件的處理能力，在基于MiniGUI的系統(tǒng)平臺上設(shè)計了雙足機器人的導(dǎo)航控制系統(tǒng)界面。論文的主要內(nèi)容包括： 首先，設(shè)計了雙足機器人的本體模型，并對雙足機器人的步態(tài)規(guī)劃做了理論研究，為步態(tài)控制獲得理論上的支持。 然后，就雙足機器人導(dǎo)航控制平臺的搭建做了詳細(xì)的介紹，并著重對主從控制器間通訊的CAN接口做了詳細(xì)的設(shè)計。 接著，從兩個層面設(shè)計了導(dǎo)航?jīng)Q策系統(tǒng)，一是根據(jù)內(nèi)部傳感器得到的關(guān)節(jié)信息，比對決策層中的步態(tài)規(guī)劃算法，對關(guān)節(jié)的運動進行實時的補償和調(diào)整，實現(xiàn)各關(guān)節(jié)動作的協(xié)調(diào)，得到標(biāo)準(zhǔn)的步態(tài)，保證每一步的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。二是對外部傳感器獲得的外界環(huán)境信息進行處理，構(gòu)建出供決策層使用的外部環(huán)境模型，之后在基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航算法的指引下，實現(xiàn)雙足機器人對外界環(huán)境做出合理、平滑的響應(yīng)。 最后，介紹了導(dǎo)航控制界面的設(shè)計與實現(xiàn)。重點介紹了MiniGUI開發(fā)平臺的搭建、基于MiniGUI的界面程序的設(shè)計以及程序在開發(fā)板上的移植，實現(xiàn)了控制界面在雙足機器人導(dǎo)航上的應(yīng)用。
標(biāo)簽： ARMDSP 雙足機器人 導(dǎo)航控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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臭氧（O3）作為一種無污染的強氧化劑，已在醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、食品、飼養(yǎng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、化工生產(chǎn)、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應(yīng)用，取得了顯著效果，其應(yīng)用規(guī)模也越來越大。在使用中，如果臭氧濃度過高會加大設(shè)備造價同時對人體有危害，臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴(yán)格控制臭氧的濃度，以便達(dá)到既能殺菌消毒，又不危害人體健康的目的。目前，臭氧檢測的方法分為兩類，一類是采樣后實驗室分析，首先進行環(huán)境空氣的樣品采集，然后拿到實驗室利用化學(xué)方法進行分析；一類是自動監(jiān)測儀器法，利用臭氧自動監(jiān)測儀進行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中，以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復(fù)雜、設(shè)備體積大、不便于攜帶等缺點。因此設(shè)計一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現(xiàn)實意義。 在硬件設(shè)計上，首先，為了完成臭氧濃度信號的提取，對臭氧傳感器進行了精心的選擇；其次，為了保證傳感器穩(wěn)定可靠的工作，重點設(shè)計了恒電位儀電路，同時為了滿足后續(xù)A/D檢測精度的要求，對檢測到的電壓信號進行了調(diào)理；最后，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統(tǒng)的硬件平臺。 在軟件設(shè)計上，為了提高系統(tǒng)的智能化程度，引入了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。同時為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運行時間。當(dāng)儀器無人操作一段時間后，系統(tǒng)會自動關(guān)閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態(tài)以減少功耗。 在操作的可靠性方面，設(shè)計了一鍵開機功能；同時為了延長電池的使用壽命，設(shè)計了電源智能管理模塊。
上傳時間： 2013-05-21
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海洋臺站自動觀測系統(tǒng)是一套應(yīng)用于海濱觀測的儀器設(shè)備，負(fù)責(zé)對氣象、水文參數(shù)進行實時觀測。諸多的參數(shù)通過相應(yīng)的傳感器進行測量，海洋臺站自動觀測系統(tǒng)對測量的信息進行匯總，再將其通過有線或無線的通訊方式傳輸?shù)礁骷壓Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測預(yù)報中心，供天氣預(yù)報和海洋預(yù)報使用。 本文以我國“海洋臺站自動觀測系統(tǒng)政府采購計劃”為背景，重點設(shè)計了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺站自動觀測系統(tǒng)。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。根據(jù)實際的需要，分析海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的整體要求，對傳感器進行選型，進行方案設(shè)計，完成整個系統(tǒng)的搭建。為了降低系統(tǒng)功耗，CPU所采用的是Samsung公司推出的無內(nèi)存管理單元的處理器S3C44BO，設(shè)計了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關(guān)電路。同時，為了減少驅(qū)動開發(fā)所帶來的不便，使用TL16C554A對串口電路進行了擴展，便于數(shù)據(jù)處理，也使得系統(tǒng)具有更好的可擴展性。軟件方面設(shè)計主要涉及了BootLoader引導(dǎo)裝載程序的建立，選用uClinux操作系統(tǒng)，并對其內(nèi)核進行配置和裁剪，添加源代碼中沒有的驅(qū)動程序。為了縮短研發(fā)周期和降低開發(fā)難度，選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統(tǒng)，深入分析了MiniGUI的結(jié)構(gòu)、原理，并將其移植到uClinux系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用的是MiniGUI－Threads多線程模式，主線程協(xié)調(diào)各個線程進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。為了使系統(tǒng)操作變得直觀、簡單，對用戶界面進行了初步設(shè)計，使用復(fù)用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數(shù)據(jù)阻塞問題。此外，為了更好的將臺站所測得的信息量發(fā)送給海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報中心，需要完善通訊協(xié)議以便于數(shù)據(jù)交換。 最后，根據(jù)本系統(tǒng)實際研究開發(fā)結(jié)果，總結(jié)分析了系統(tǒng)的特點，并對下一步設(shè)計工作進行了展望。
上傳時間： 2013-07-12
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永磁同步電機(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機。永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機為控制對象，采用變壓變頻技術(shù)對電機進行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，轉(zhuǎn)子無阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開環(huán)運行時，系統(tǒng)不太穩(wěn)定，電機效率有所下降，轉(zhuǎn)子溫升高，易造成釹鐵硼永磁體退磁，危及電機安全運行，有時甚至還會出現(xiàn)失步現(xiàn)象，系統(tǒng)無法運行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號是整個系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)中，最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的場合，無傳感器控制將會得到廣泛的應(yīng)用。它通過測量電動機的電流、電壓等可測量的物理量，通過特定的觀測器策略估算轉(zhuǎn)子位置，提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，完成閉環(huán)控制。本文以無位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對象，介紹了永磁同步電機的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機制，并對閉環(huán)控制策略進行了研究。鑒于數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源，使用該芯片設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過對整個控制系統(tǒng)的試驗調(diào)試，實現(xiàn)了永磁同步電機的無位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機的仿真數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理，構(gòu)建了永磁同步電機調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理，對永磁電機的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進行實時在線估算，不斷修正估算位置^θe，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁場垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的閉環(huán)調(diào)速運行。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提出的永磁同步電機無傳感器控制方法具有較強的魯棒性和令人滿意的性能。
標(biāo)簽： 滑模觀測器 永磁同步電機 無位置傳感器 控制
上傳時間： 2013-04-24
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