隨著科技的不斷進步，現(xiàn)代電子技術、信息技術得到不斷的發(fā)展，隨之也帶來了監(jiān)控技術的不斷發(fā)展。現(xiàn)代監(jiān)控技術的含義已不僅僅是局限于某種單一的或獨立的傳感器測量或數(shù)據(jù)處理，而是多種技術的集成融合。針對與風蝕風沙與小氣候環(huán)境的監(jiān)測技術的實際需要，本選題提出了一種基于嵌入式ARM-Linux技術、Zigbee技術、GPRS網(wǎng)絡技術與現(xiàn)代傳感器技術的風蝕風沙與小氣候環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)。 針對風蝕風沙以及小氣候環(huán)境監(jiān)測的各種傳感器的種類以及型號的差別性與環(huán)境因子的需要，本選題選擇了功能強大的ARM9處理器AT91RM9200為硬件平臺，以開源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺的設計方案。考慮到野外監(jiān)測中傳感器的分布問題，選擇了無線自主路由的Zigbee技術進行各種模擬傳感器的連接，Zigbee主模塊與AT91RM9200處理器之間的通信采用RS-232總線進行連接的設計思路。在對數(shù)據(jù)進行處理方法的選擇上，本選題進行了數(shù)據(jù)的本地存儲與GPRS網(wǎng)絡無線遠程發(fā)送相結合的設計方法。本地存儲可以利用具有USB接口的現(xiàn)場存儲設備如U盤、SD卡等。在進行GPRS網(wǎng)絡傳輸時，本課題選擇了西門子公司的MC39i模塊實現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡與Internet網(wǎng)絡的無縫對接，以進行終端設備與遠端服務器的通信。軟件設計上，采用了模塊化設計，使用多線程編程，提高了軟件運行的能力，在網(wǎng)絡編程上使用了Socket編程技術，保證了多通道數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸。 本系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了硬件設計、軟件設計的全部過程，并且已經(jīng)在吉林白城中國農(nóng)業(yè)大學實驗站安裝使用。實踐表明，該系統(tǒng)具有可靠性高、體積小、安裝方便，數(shù)據(jù)采集及時、準確、可靠等特點，適合大部分野外環(huán)境的監(jiān)測應用。
標簽： Zigbee ARM 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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課題分析了目前國內(nèi)外減搖鰭控制技術的發(fā)展與現(xiàn)狀，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭是一種由微機控制的自動化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統(tǒng)根據(jù)人為輸入的信號和來自鰭本身的反饋信號，及時輸出不同的控制指令，控制鰭轉(zhuǎn)動到期望的角度，達到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，課題設計了一款新型的基于ARM嵌入式處理器的嵌入式減搖鰭控制器，解決了上述問題。 該系統(tǒng)主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2290的控制器核心電路和輔助實現(xiàn)控制的驅(qū)動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應用程序；為實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運行，同時也采取了一些保證系統(tǒng)可靠性的措施。 目前，減搖鰭系統(tǒng)大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運動的非線性、復雜性、時變性以及海況的不確定性，經(jīng)典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此，如何實現(xiàn)PID參數(shù)的自整定就顯得猶為重要。模糊控制事先不需要獲知對象的精確數(shù)學模型，而是基于人類的思維以及經(jīng)驗，用語言規(guī)則描述控制過程，并根據(jù)規(guī)則去調(diào)整控制算法或控制參數(shù)。本論文將模糊控制與PID控制相結合，實現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，實時改變控制策略，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)最佳調(diào)整。 研究結果表明：采用該控制手段能較好的滿足設計要求，開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)具有設計合理、集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時能夠適應減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間： 2013-06-06
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水泵效率是反映水泵經(jīng)濟性能和綜合性技術指標的參數(shù)。隨著我國節(jié)能減排工作的深入開展，用泵企業(yè)要求準確、經(jīng)常性地測試水泵的效率值，掌握設備的能源利用率和設備自身狀況，評估設備運行經(jīng)濟狀況的合理程度。目前，國內(nèi)水泵效率檢測儀器的測量精度低、實時性和可靠性較差，現(xiàn)場可操作性差，人機界面不夠友好。 本課題是利用ARM嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)水泵效率檢測儀器的研制，旨在開發(fā)一種操作簡單、便于攜帶又能滿足指導經(jīng)濟運行精度要求的泵效測量裝置，將計算機技術、傳感器技術、數(shù)據(jù)采集處理技術、嵌入式系統(tǒng)技術相結合，實現(xiàn)水泵效率檢測的同時，也實現(xiàn)了水泵各項主要參數(shù)的測試、數(shù)據(jù)保存、傳輸及曲線擬合等功能。研究了數(shù)據(jù)采集與處理、曲線擬合、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、通信等實現(xiàn)中的重點、難點問題，并采取了有效的硬件和軟件抗干擾措施，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 本文以模塊化和結構化的思想搭建了基于ARM9的硬件平臺，設計了專用模擬電路，研究了嵌入式操作系統(tǒng)WinCE4.2的移植，利用Platform Builder進行了操作系統(tǒng)內(nèi)核的定制和編譯，分析了WinCE4.2 Bootloader的工作原理和架構，根據(jù)系統(tǒng)的功能需要和硬件資源分配、設計了設備的Bootloader。 應用層開發(fā)使用embedded Visual C++4.0開發(fā)工具，集成IDE環(huán)境，快速的開發(fā)Windows CE應用程序。主要內(nèi)容包括：開發(fā)友好的人機界面、實現(xiàn)儀器的基本功能、顯示水泵機組的性能參數(shù)、繪制水泵性能曲線并顯示和構建水泵性能數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)通信。 在樣機試制完成后，對多臺水泵進行了試驗，試驗結果證明本檢測儀器具有穩(wěn)定可靠、測試精度和自動化程度高、管理維護方便的特點，具有較好的技術經(jīng)濟性能。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 儀的研制 水泵
上傳時間： 2013-06-02
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電液控制作為液壓控制的一個新分支，因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對電液控制技術提出了更高的要求，這必將促進電液控制技術的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗的基礎上，提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。 通過對電液控制技術的研究，了解電液系統(tǒng)的一般構成，結合多個具體實例，本文提出數(shù)字式電液控制器概念，以ARM微處理器為硬件核心，采用多種智能控制算法解決電液系統(tǒng)閉環(huán)控制問題。 數(shù)字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心，配有高速AD、DA轉(zhuǎn)換器。硬件設計注重通用性，具有多種輸入、輸出通道，可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數(shù)字量信。具有多種通信接口，可以實現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠距離操控。人機交互通道豐富，具有報警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩(wěn)定性、可靠性。軟件設計采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)部集成多種智能控制算法，保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗系統(tǒng)，可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場的各種信號和閉環(huán)回路，實現(xiàn)實驗室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機軟件，配合控制器完成參數(shù)修改、保存，繪制實時監(jiān)控曲線，控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題，客服模擬控制的缺點。研發(fā)出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環(huán)控制過程中設定信號不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試，目前控制器已經(jīng)成功應用于國內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中成功取代進口國外模擬控制器，并且控制效果好于國外模擬控制器。關鍵詞：電液系統(tǒng)；ARM7；UC/OS-II；模糊自整定
標簽： ARM 微處理器 電液系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-31
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隨著網(wǎng)絡時代的發(fā)展，人們越來越離不開網(wǎng)絡，網(wǎng)絡硬件的安全性、可靠性越發(fā)重要。即使是短暫的網(wǎng)絡中斷也可能給人們的生活帶來極大的影響，這使得人們對網(wǎng)絡相關設備的管理監(jiān)控實時性的需求越來越高。這就要求網(wǎng)絡運營商需要對遠近端網(wǎng)絡設備進行監(jiān)控，在網(wǎng)絡出現(xiàn)問題時能及時發(fā)現(xiàn)并加以解決，實現(xiàn)網(wǎng)絡預防和及時維護功能，提高網(wǎng)絡運營商對用戶的服務質(zhì)量。 本文主要就是基于該背景提出的一種解決方案。本文采用的SNMP協(xié)議提供了一種對這些網(wǎng)絡設備進行有效管理的技術基礎。本文的主要思路是在ARM9開發(fā)板原有的軟硬件基礎上及ARM-LINUX系統(tǒng)上，主要利用SNMP服務器來實現(xiàn)對網(wǎng)絡設備監(jiān)控網(wǎng)管的功能，并在SNMP服務器中添加企業(yè)MIB節(jié)點，實現(xiàn)管理企業(yè)特定的設備。同時本文也介紹了在系統(tǒng)中利用BOA服務器來實現(xiàn)動態(tài)WEB刷新，利用BUSYBOX添加新命令等方法，初步實現(xiàn)一套具有特定網(wǎng)管功能的網(wǎng)管系統(tǒng)。 本文的創(chuàng)新之處在于不僅采用利用SNMP開發(fā)網(wǎng)管系統(tǒng)的流行做法，同時還利用BOA服務器將動態(tài)WEB技術應用到網(wǎng)管系統(tǒng)中。該做法的創(chuàng)新之處在于擺脫以往需要開發(fā)對應的網(wǎng)管平臺軟件來管理的局限，同時支持利用WEB瀏覽器就能監(jiān)控到網(wǎng)絡設備的做法。BOA服務器技術支持利用任何一種WEB瀏覽器就能監(jiān)控到網(wǎng)絡設備的工作狀態(tài)，從而大大滿足了網(wǎng)絡管理員的管理需求。因此該技術可以廣泛的應用于網(wǎng)絡設備的實時監(jiān)控中。
標簽： ARMLINUX SNMP 網(wǎng)管系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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發(fā)動機的燃油系統(tǒng)是發(fā)動機的關鍵部分，直接影響著發(fā)動機的動力性能、經(jīng)濟性能和使用性能，其中噴油泵是該系統(tǒng)中至關重要的部件，是燃油系統(tǒng)的核心，而噴油泵試驗臺是檢測和調(diào)整發(fā)動機噴油泵所必需的關鍵設備。 噴油泵實驗系統(tǒng)被廣泛應用在教學、科研及生產(chǎn)部門，成為我國噴油泵研究與制造水平的關鍵。傳統(tǒng)的實驗系統(tǒng)多屬于簡單機電式的，效率和自動化程度較低。近年來出現(xiàn)的一些實驗系統(tǒng)結合了現(xiàn)代計算機技術，在性能和功能上有所增強，但在硬件和軟件方面還存在著結構復雜，可靠性、穩(wěn)定性差等問題，且此類系統(tǒng)通常只能在實驗室進行研究，難以實時的在現(xiàn)場進行檢測，難以方便的應用于工業(yè)生產(chǎn)、維修的廠況，也不能滿足科學研究及生產(chǎn)制造等方面的要求。 本論文將噴油泵實驗系統(tǒng)與計算機及嵌入式技術有機結合起來，充分發(fā)揮嵌入式系統(tǒng)實時性強、功能專一的特點，研制了一種基于ARM-Linux的噴油泵實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)采用Samsung公司性價比較高的ARM9芯片S3C2410A為硬件核心，移植嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，編寫應用程序，開發(fā)了友好的人機交互界面，具有體積小、重量輕、功耗低、操作簡單、可靠性高等特點，對于我國的教學、科研及工業(yè)生產(chǎn)具有重大意義。 文中首先簡要介紹了噴油泵實驗系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、嵌入式系統(tǒng)的基本定義以及本課題所要研究的內(nèi)容和意義，然后在對系統(tǒng)的需求進行分析的基礎上，給出了系統(tǒng)的總體方案設計，并進一步分塊探討了：系統(tǒng)的硬件設計；系統(tǒng)軟件設計(詳細闡述了將嵌入式Linux操作系統(tǒng)移植到ARM微處理器S3C2410A上的過程)；應用程序設計。最后對本文所開發(fā)的實驗系統(tǒng)進行了調(diào)試并對后續(xù)工作做了展望。結果證明，此噴油泵實驗系統(tǒng)運行穩(wěn)定，性能可靠，能夠方便快速的應用于教學實驗、科學研究以及生產(chǎn)實踐中，是性能優(yōu)良的噴油泵實驗系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-06-08
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隨著水聲技術研究的不斷深入，各類水聲設備也得到迅速發(fā)展，在海洋探測、水下通信、軍事國防等方面廣為應用。與此同時，水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也受到越來越多的關注。由于信道復雜、信號衰減大以及環(huán)境惡劣等因素的影響，設計一個可靠性高、功耗低、實時性強且符合水聲工程要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為一項重要任務。 本課題研究內(nèi)容來源于某型水下測量系統(tǒng)。論文在分析了水聲信號特點的基礎上，闡述了用于水聲信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計原則。針對水聲數(shù)據(jù)采集的應用需求，采用嵌入式ARM9處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks設計并研制了一套基于ARM_VxWorks的高可靠水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 本設計以S3C2410嵌入式處理器，高精度ADC和以太網(wǎng)控制器CS8900以及大容量數(shù)據(jù)存儲器為系統(tǒng)的關鍵部件，對VxWorks操作系統(tǒng)進行了移植，設計了配用的板級支持包，并開發(fā)了相應的驅(qū)動程序。 在上述基礎之上，針對水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點和要求，開發(fā)了以網(wǎng)絡通信為數(shù)據(jù)傳輸手段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并實現(xiàn)串行通信和大容量數(shù)據(jù)本地存儲功能。 對系統(tǒng)的測試結果表明，采用ARM_VxWorks結構的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠有效地完成水聲數(shù)據(jù)采集任務。
標簽： ARMVxWorks 水聲數(shù)據(jù) 采集 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-10
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智能控制器是智能斷路器的核心，不僅具有普通脫扣器的各種保護功能，而且還具有實時參數(shù)顯示、故障記憶和查詢、自診斷等多項功能。在回顧和總結了智能斷路器的發(fā)展歷程后，討論了當前智能斷路器的發(fā)展趨勢，提出了基于ARM的斷路器智能控制器的研究。本論文介紹了斷路器智能控制器的設計原理，同時重點闡述了斷路器智能控制器的各項參數(shù)測量及保護原理和算法，并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計，旨在實現(xiàn)斷路器的智能保護。 本文涉及的斷路器智能控制器，在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294為核心處理器，主要進行數(shù)據(jù)的實時采集處理和斷路器的故障保護。硬件設計采用了標準化模塊設計方法，硬件電路盡可能選擇標準化、模塊化結構的典型電路，以便擴展。其中，液晶選用的是SMG240128A，鍵盤芯片選用的是ZLG7290。軟件的編制采用模塊化編程方法，每一個模塊相對獨立，完成特定功能，便于維護添加新功能。編程工具為ARM公司提供的ADS1.2。為了保證智能控制器各種保護功能的可靠實現(xiàn)，論文中對智能控制器的干擾源進行了分析，從硬件和軟件兩個方面采取了多項設計措施，提高了智能控制器的穩(wěn)定性和可靠性。實踐證明，論文中構建的斷路器智能控制器結構簡單，易于實現(xiàn)，可以滿足系統(tǒng)需要，因此具有較高的實用價值。
上傳時間： 2013-06-10
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目前運動控制主要有兩種實現(xiàn)方式,一是使用PLC加運動控制模塊來實現(xiàn)：二是使用PC加運動控制卡來實現(xiàn)。兩者各有優(yōu)缺點,但兩者有以下共同的缺點：一是由于它們兒乎都是采用通用微控制器(MCU和DSP)來實現(xiàn)電機控制,由于受CPU速度的限制,以及CPU的多個進程同時處理,故無法在控制精度和控制速度比較高的場合中應用。二是它們的設計只是把運動控制部件當作系統(tǒng)的一個部分,如果要完成一個機械設備的完整控制,還需要輔助有其他的數(shù)字量/模擬量控制設備。這樣在提高了系統(tǒng)成本的同時,也降低了系統(tǒng)的可靠性。 論文設計了一種基于ARM+CPLD的高速運動控制器,該控制器采用高速的CPLD處理器來完成電機的閉環(huán)控制,輔助以NXP的32位ARM7TDMI處理器LPC231X來實現(xiàn)復雜的運動規(guī)劃,使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩(wěn)；同時為系統(tǒng)擴展了常規(guī)運動控制卡不具備的通用I/O接口,除開4軸運動控制所需要的8點高速脈沖輸入和8點高速脈沖輸出外,系統(tǒng)具有24點數(shù)字量輸入(可選共陰或共陽),25點繼電器輸出,僅一臺這樣的專用設備就可以完成4軸運動控制和設備上其它開關量控制。 系統(tǒng)采用可移植的軟、硬件設計。硬件上以運動控制部件為核心,可以方便的在ARM處理器預留的資源上擴展出數(shù)字輸入,數(shù)字輸出,AD輸入,DA輸出等常用功能模塊。系統(tǒng)軟件構架如下：在最上層,系統(tǒng)采用μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)任務調(diào)度；在底層,將底層設備的操作打包編寫成底層驅(qū)動的形式,可直接供用戶程序調(diào)用；在中間層,可根據(jù)不同的用戶要求編寫用戶程序,再將其傳遞給μC/OS-Ⅱ來調(diào)度該用戶程序。 將該運動控制器應用于工業(yè)應用中的套標機,在對套標機進行運動分解之后,結合套標機的電氣特性,很好的實現(xiàn)了運動控制器在套標機上的二次開發(fā),滿足了套標機在現(xiàn)場中的應用。
上傳時間： 2013-04-24
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溫室技術是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié)，溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實時控制是指在規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)必須做出相應的響應，是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細農(nóng)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應的要求，由于溫度的滯后性和難調(diào)控性，溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點，提出運用CPID硬件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，移植實時操作系統(tǒng)到ARM來實現(xiàn)復雜算法控制，采用高精度數(shù)字傳感器DS18820，并設計出混合PID模糊控制器來實現(xiàn)溫室的變溫管理，這對于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統(tǒng)溫室，優(yōu)點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現(xiàn)傳感器周期性采集，改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時序，這種“以硬代軟”的方案實時性好，且大大避免了軟件運行時的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實現(xiàn)多任務、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農(nóng)業(yè)大學的華北型機械通風式連棟塑料溫室為試驗模型，選擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板，以PC機為宿主機，設計了實時溫度控制平臺。 主要工作： (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術及嵌入式實時操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真，得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動態(tài)響應、更小超調(diào)、抗干擾強的結論。 (5)最后，通過試驗數(shù)據(jù)驗證了整套系統(tǒng)實時采集的穩(wěn)定性及可靠性，指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標簽： ARMCPLD 農(nóng)業(yè) 溫度 實時控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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