礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統(tǒng)的關鍵設備，作為配電開關，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率，而目前國內(nèi)饋電開關普遍存在集成度低、可靠性差、智能監(jiān)控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用到饋電開關中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統(tǒng)硬件電路的設計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監(jiān)控的難題，最終設計出一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于一身的智能型饋電開關網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。 實驗結果表明：在嵌入式系統(tǒng)端的通信軟件和監(jiān)控主機端的通信軟件的驅動下，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)控主機的快速遠程通信，通信速度快、可靠性高、可視化效果好，完全滿足了監(jiān)控系統(tǒng)的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業(yè)控制領域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺，為提高煤礦井下設備的遠程智能監(jiān)控水平和安全操控系數(shù)提供了新的解決方法，為地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)更大規(guī)模、更深層次地對井下電氣設備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡 中的應用 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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溫度的測量和控制在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用，尤其在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)領域中，對溫度的測量和監(jiān)控是非常重要的一個環(huán)節(jié)，溫度參數(shù)是工業(yè)控制中的一項重要的指標。 本文主要研究了基于ARM9架構的嵌入式Linux系統(tǒng)在工業(yè)領域中各種爐溫控制場合中的應用。目前控制方案主要是采用傳統(tǒng)的PLC和單片機進行控制。PLC主要是針對單項工程或者重復數(shù)極少的項目，靈活性相對不足，并且體積大，成本相對較高；而單片機主要用于小型設備的控制，具有成本低，功耗低，效率高的特點，但可移植性較差。為了適應信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新技術革新以及產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化現(xiàn)代化的發(fā)展，本文針對PLC和單片機控制的優(yōu)缺點和應用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統(tǒng)相結合的嵌入式溫度控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)擴展性強、可靠性高、響應速度快、體積小等特點，為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統(tǒng)的組成，接著設計了溫度控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個部分：在對溫度控制系統(tǒng)的軟件部分的設計中，主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)的定制、驅動程序的編寫和應用程序的編寫五部分進行設計。 系統(tǒng)功能主要是循環(huán)采集AD通道數(shù)據(jù)，上傳AD數(shù)據(jù)到服務器，接收服務器下發(fā)的控制數(shù)據(jù)包，記錄日志等。通過在線運行測試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，采集和控制效果良好，可有效降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動強度，為安全生產(chǎn)提供保證。
標簽： ARM 嵌入式 溫度控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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在數(shù)字化推進速度加快的大背景下，全球農(nóng)業(yè)也由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方向轉變，而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息與數(shù)字化則是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要標志與核心技術。我國農(nóng)業(yè)具有地域分散、對象多樣、生物自身變異大、環(huán)境因子不確定等特點，也是受環(huán)境影響最明顯的領域，因此對環(huán)境與生物信息的監(jiān)測顯得十分重要。同時現(xiàn)代無線網(wǎng)絡信息技術和計算機應用等技術近幾年得到了長足的發(fā)展，廣泛的應用于工業(yè)的各個領域。因此，將這些最新的技術應用于相對發(fā)展較慢的農(nóng)業(yè)各領域顯得迫在眉睫。 本文根據(jù)農(nóng)業(yè)對象具有偏遠、分散、易變、多樣等特點，提出了一種針對農(nóng)業(yè)環(huán)境信息遠程監(jiān)測的系統(tǒng)設計方案，并從軟件和硬件二方面詳細介紹了系統(tǒng)方案的設計和實現(xiàn)方法。本研究通過采用μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的嵌入式技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)底層網(wǎng)絡與信息發(fā)布上層網(wǎng)絡的無縫連接為建立基于WEB的農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)奠定了基礎，同時也為農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡通信“最后一公里”問題的解決提供了一種解決方案。 該系統(tǒng)的設計充分利用了網(wǎng)絡技術。通過INTERNET，用戶可以隨時了解農(nóng)業(yè)環(huán)境的實時情況以采取措施。系統(tǒng)中嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的應用提高了系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴展性：減少了對系統(tǒng)硬件的依賴，增加了系統(tǒng)安全性；降低了成本。特別是自主開發(fā)的核心板卡，經(jīng)連續(xù)的調(diào)試運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠。 本文首先介紹了高速實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀。由于傳統(tǒng)的設計方式的欠缺而考慮到將嵌入式操作系統(tǒng)引入到該系統(tǒng)中，很好的解決了多傳感器的接入，使得本系統(tǒng)具有巨大的靈活性和可擴展性。 本文以源碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為核心，以LPC2210微控制器為載體，充分利用GPRS無線網(wǎng)絡傳輸技術，實現(xiàn)了高速實時信息監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵設計。 考慮到該系統(tǒng)以后的可擴展性，在設計的過程中硬件部分預留了一部分接口電路以備后續(xù)開發(fā)使用；軟件的設計過程中應該注意的問題和實際操作中出現(xiàn)的一系列問題以及解決辦法在文中都有詳細的說明，并且軟件的基本構架在文章中也有所體現(xiàn)，文章結尾給出了一些系統(tǒng)經(jīng)實驗后在WEB上發(fā)布顯示的數(shù)據(jù)。
標簽： ARM 嵌入式 無線遠程 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
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遠程控制的目的旨在突破地域和環(huán)境上的限制，對現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)及各種參數(shù)進行遠程監(jiān)控。尤其是在現(xiàn)場設備分布離散、工作環(huán)境惡劣等情況下，遠程控制技術的采用實現(xiàn)了跨地域的集中控制，節(jié)省了人力物力，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微處理器和μC/OS—Ⅱ作為系統(tǒng)開發(fā)平臺，研究并完成了操作系統(tǒng)的移植、應用程序的編寫和系統(tǒng)的集成測試。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件體系結構和移植條件的基礎上，移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三個文件。自定義了手機短信的通信格式。應用程序的編寫完成了對串口信息的監(jiān)測、讀寫、分析與執(zhí)行。根據(jù)系統(tǒng)功能制定需要被操作系統(tǒng)調(diào)度的任務及任務優(yōu)先級。系統(tǒng)調(diào)試主要分為兩個步驟，先于宿主機上脫機調(diào)試程序代碼，成功后通過JTAG端口下載到目標機上進行在線調(diào)試。 本文將移動通信技術和嵌入式技術結合起來應用到遠程控制系統(tǒng)中。憑借SMS短消息業(yè)務所具有的操作簡便、收費低廉、可靠性高等特點來發(fā)送對遠程設備的監(jiān)控指令；嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植則更好地實現(xiàn)了對監(jiān)控指令的分析與執(zhí)行，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
標簽： ARM 嵌入式 遠程控制 平臺系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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礦井加暖系統(tǒng)在礦產(chǎn)、冶金、化工等工業(yè)中具有廣泛的應用。課題組根據(jù)熱效率、壽命、自動化程度等方面存在的問題，經(jīng)過調(diào)查、分析和研究開發(fā)了一套新型礦用環(huán)保熱風爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、火焰監(jiān)測系統(tǒng)和主機控制系統(tǒng)三部分組成。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要對復雜的現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)測控制，是整個新型熱風爐自動控制系統(tǒng)的關鍵。本文設計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由MSP430單片機、模擬量采集(A/D)、模擬量輸出(D/A)、開關量采集、開關量輸出、存儲、通信接口及其他輔助電路組成，結構簡單、機構可靠性高，使用壽命長，能夠對系統(tǒng)的各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和控制，對于礦井的安全可靠生產(chǎn)具有重要的意義。
標簽： ARM 熱風爐 接口設計 自動控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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本課題是江蘇省“十一五”工業(yè)攻關項目“總線化智能多參數(shù)高精度檢測及控制儀表開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化(BE2006090)”。本項目要求多環(huán)境參數(shù)測控、多總線接口，選擇具有豐富接口的高速處理器作為本項目的核心。為滿足多參數(shù)測控精度和多網(wǎng)絡接口通訊可靠性，嵌入式設計是應用系統(tǒng)的理想選擇。本文所研究的多參數(shù)測控裝置是以三星公司生產(chǎn)的32位ARM微處理器S3C2410為核心的嵌入式系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實時地獲取水環(huán)境參數(shù)，為水環(huán)境和多總線接口提供基本的數(shù)據(jù)和控制信息。 本文詳細地介紹了MODBUS和CAN-BUS總線協(xié)議和通訊原理，闡述了水產(chǎn)養(yǎng)殖幾個重要環(huán)境參數(shù)一溶解氧、溫度、PH值的檢測算法原理、以及傳感器調(diào)理電路和溫度、溶解氧的控制策略，進行了測控系統(tǒng)的硬件架構和各個模塊的原理設計，實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的移植，編寫了驅動程序。在基于QT/E環(huán)境下實現(xiàn)了系統(tǒng)的測控和總線通訊部分上層軟件設計。提出并實施了系統(tǒng)測試方案，成功地完成了測控系統(tǒng)的硬件、軟件測試、以及通信功能測試和現(xiàn)場在線測試。 本論文的研究開發(fā)工作是在實踐的基礎上完成的，實驗結果證明該系統(tǒng)充分利用了S3C2410芯片提供的資源，具有高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，在各個方面的性能比傳統(tǒng)的水環(huán)境參數(shù)測控系統(tǒng)有很大提高，通過測試實現(xiàn)了預期的各種功能，完全達到預期要求。
標簽： ARM 網(wǎng)絡 環(huán)境 參數(shù)
上傳時間： 2013-06-28
上傳用戶：zuozuo1215
隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，人們的生活消費水平也越來越高，對餐飲業(yè)的服務質(zhì)量和服務方式也不斷地提出新的要求。基于計算機處理和無線通信技術的餐飲服務系統(tǒng)應運而生，本文就基于ARM9的無線餐飲服務終端系統(tǒng)進行了研究和開發(fā)，通過對終端的操作，實現(xiàn)無線點菜功能。 在參考閱讀了大量信息資料的基礎上，確定了以嵌入式系統(tǒng)為終端、基于微功率短距離無線通信技術進行無線通信的整體設計方案。嵌入式系統(tǒng)成本低、體積小、功耗低且可靠性高，是開發(fā)餐飲服務終端系統(tǒng)的絕佳選擇，而微功率短距離無線通信技術開發(fā)容易，成本低廉。所以本課題選擇ARM嵌入式開發(fā)板和短距離RF無線數(shù)據(jù)傳輸模塊作為開發(fā)餐飲服務終端的硬件。 本文配置了適合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的交叉編譯環(huán)境，在此環(huán)境下，通過對系統(tǒng)引導程序的配置、對Linux內(nèi)核的裁減和對root文件系統(tǒng)的定制，開發(fā)了基于本平臺的嵌入式Linux操作系統(tǒng)；用C語言編寫了基于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的無線通信應用程序，通過數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收，實現(xiàn)了點菜數(shù)據(jù)在餐飲服務終端和服務器之間的無線傳輸；設計了點菜終端的圖形用戶界面，操作者可在此界面上進行點菜操作，實現(xiàn)點菜功能。 在開發(fā)過程中，對Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核源碼、運行和管理機制進行了深入研究，就啟動代碼的更改和內(nèi)核的裁減進行了探討和開發(fā)；應用程序采用共享內(nèi)存的Linux多線程技術進行功能處理，就線程管理問題的進行了分析探討。
標簽： ARM 無線 服務 終端系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-12
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隨著生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求越來越高，如何獲取實時、可靠的環(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題，特別是在人跡罕至的地方或者危險區(qū)域，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測手段已經(jīng)無法滿足需要。無線傳感器網(wǎng)絡具有低功耗、自組織、可靠性高等優(yōu)點，非常適合野外環(huán)境監(jiān)測。 本文介紹了環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡中的網(wǎng)關設計。從低功耗和可靠性出發(fā)，網(wǎng)關的ZigBee通信模塊采用CC2430，負責組建管理無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)；GPRS模塊采用TC35，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡與監(jiān)控系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸；主控制器采用嵌入式處理器LPC2210，通過與ZigBee模塊和GPRS模塊的通信，實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡的協(xié)議轉換。在硬件設計方面，介紹了主控制器模塊的電源電路、串口電路、存儲器電路、人機交互電路、與ZigBee通信模塊的接口設計、與GPRS模塊接口設計；在軟件設計方面，提出了基于需時中斷的軟件設計方法，移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)，設計了串口驅動、ARM與ZigBee通信、ARM發(fā)送短消息、人機交互以及監(jiān)控中心軟件等；對ZigBee網(wǎng)絡中的組網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行了研究，設計了星型無線傳感器網(wǎng)絡，介紹了系統(tǒng)的測試情況。結果表明，星型ZigBee環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡能通過GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)對ZigBee網(wǎng)絡的監(jiān)測，整個系統(tǒng)具有實時、可靠、低功耗、監(jiān)測范圍廣等優(yōu)點。
標簽： ARM 無線 環(huán)境監(jiān)測 網(wǎng)關設計
上傳時間： 2013-06-13
上傳用戶：yuzsu
本文研制了一種基于社區(qū)和家庭，以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結構的遠程家庭監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端和遠端的醫(yī)院監(jiān)護中心兩部分，其中，家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟硬件實現(xiàn)是本文的重點和關鍵。 給出了遠程家庭監(jiān)護智能終端的硬件結構和軟件體系的總體設計方案。遠程家庭監(jiān)護的硬件平臺，以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心，外圍擴展藍牙模塊、ISP1160 USB主機模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實現(xiàn)。對各硬件模塊的設計實現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎上，移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應用程序的分層軟件體系結構，設計實現(xiàn)了遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟件，使得軟件更易維護和升級。 對家庭監(jiān)護終端的軟件實現(xiàn)進行了詳細的論述。設計實現(xiàn)了各硬件模塊的驅動程序、通信協(xié)議和應用程序。整個應用程序按功能劃分為9個任務，由操作系統(tǒng)內(nèi)核進行調(diào)度，提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性。應用程序實現(xiàn)了友好的人機界面和生理信號的自動分析功能。重點研究了ECG信號自動分析診斷算法，應用自適應模板法，實現(xiàn)了疾病自動分析診斷功能，能夠實現(xiàn)10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠程家庭監(jiān)護智能終端系統(tǒng)可實現(xiàn)對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實時遠程監(jiān)護，可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護的參數(shù)，具有良好的可擴展性和靈活性。遠程家庭監(jiān)護終端，通過藍牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數(shù)，通過USB主機下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后，可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結果，并可通過局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護中心服務器，供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時，家庭監(jiān)護智能終端能夠給出初步診斷結果并發(fā)出報警。監(jiān)護服務器收到報警后提醒監(jiān)護醫(yī)生給出診斷結果，并將診斷結果反饋到家庭監(jiān)護終端顯示，使病人能夠得到及時救治。
上傳時間： 2013-06-06
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進入20世紀90年代后，隨著全球信息化、智能化、網(wǎng)絡化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術獲得了前所未有的發(fā)展空間。 嵌入式系統(tǒng)的最大特點之_是其所具有的目的性或針對性，即每一套嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設計都有其特殊的應用場合與特定功能，這也是嵌入式系統(tǒng)與通剛的計算機系統(tǒng)最主要的區(qū)別。由于嵌入式系統(tǒng)是為特定的目的而設計的，且常常受到體積、成本、功能、處理能力等各種條件的限制。因此，如果可以最大限度地提高應用系統(tǒng)硬件上和軟件上的靈活性，就可以用最低的成本，最少的時間，快速的完成功能的轉換。 本課題的目的在于提出并設計一種基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可擴展功能嵌入式系統(tǒng)平臺，并完成了系統(tǒng)的硬件設計和PCI(Peripheral Component Interconnect)橋的固件設計。設計過程中采用美國ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA軟件開發(fā)了系統(tǒng)的硬件部分。在整個硬件開發(fā)環(huán)節(jié)中，充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的設計原則，并進行全面的電路仿真試驗，保證了硬件系統(tǒng)的高度可靠性。本系統(tǒng)承襲了ARM7系列處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，并充分考慮到用戶的需要，擴展了多種常用的外部設備接口以及藍牙無線接口等，為將米各種可能的應用提供了完善的硬件基礎。概括總結起來本文具體工作如下： 1．完全自主設計了具有高擴展性的基于LPC2292嵌入式處理器的嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)平臺。基于該硬件平臺，可以實現(xiàn)許多基于ARM架構處理器的嵌入式應剛而無需對硬什系統(tǒng)作出大的改變，如多協(xié)議轉換器、CAN(Control Area Network)總線網(wǎng)關、以太網(wǎng)關、各種工業(yè)控制應用等。并在具體的設計實踐中，總結出了嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的設計原則及設計方法。 2．完成了基于CPLD的PCI橋接芯片的同什設計，在ARM硬件平臺上成功擴展了PCI設備，成功解決了ARM處理器和PCI從設備之間通訊的問題。 3．完成了對所開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的測試工作，完成了基于AT89C51的PCI測試卡軟硬件設計。基于此測試卡，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)中的PCI通訊功能進行有效測試，以保證整個硬件系統(tǒng)正常、高效、穩(wěn)定地運行。本系統(tǒng)的設計完成，使其可以作為嵌入式應用的二次開發(fā)或實驗平臺，用于工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)及高校相關專業(yè)的實踐教學。
標簽： CPLD ARM 擴展 嵌入式系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-05-22
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