應用于煤礦、石化等易燃易爆環(huán)境的電子設備必須滿足防爆的要求,本質(zhì)安全型是最佳的防爆形式。本質(zhì)安全型開關電源具有重量輕、體積小、制造工藝簡單、成本低、安全性能高等優(yōu)點,因而具有廣闊的發(fā)展前景。單端反激變換器是開關變換器的一種基本的拓撲結(jié)構(gòu),在實際中應用比較廣泛,因此對單端反激變換器進行本質(zhì)安全特性分析是本質(zhì)安全開關電源設計的重要基礎。本質(zhì)安全型開關變換器的設計,主要是對變換器中的儲能元件進行設計,即變換器中的電感和輸出濾波電容進行設計。 本文對變換器的靜態(tài)特性進行了深入分析,指出反激變換器存在三種工作模式:CISM-CCM、IISM-CCM和DCM:得出了變換器工作在整個動態(tài)范圍內(nèi)的最大輸出紋波電壓、最大電感電流和最大輸出短路釋放能量。對單端反激變換器的本質(zhì)安全特性進行了分析,得出輸出本質(zhì)安全型單端反激變換器的非爆炸判斷方法,并通過安全火花試驗裝置對變換器進行爆炸性試驗,驗證了輸出本安判據(jù)的正確性。得出輸出本質(zhì)安全型單端反激變換器的設計方法,以同時滿足輸出紋波電壓和輸出本安要求作為約束條件,得到了本質(zhì)安全型單端反激變換器電感、電容參數(shù)的設計范圍。給出了具體實例,并進行仿真和試驗研究,仿真和實驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性和設計方法的可行性。
上傳時間: 2013-06-25
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本論文針對6kV/400kW三相異步電動機的中壓變頻器試驗裝置,從分析目前中壓變頻器常用的主回路拓撲入手,詳細闡述并分析了本文研究的單元串聯(lián)型中壓變頻器控制系統(tǒng)。 本文首先從理論上分析了多單元串聯(lián)型中壓變頻器脈寬控制原理。然后,把一種高性能的V/f控制方案引入中壓變頻器控制系統(tǒng)。通過矢量補償定子壓降,進行轉(zhuǎn)差補償和對電機電流進行限制控制,實現(xiàn)了具有很好的低頻性能并具有防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時,本文將Siemens公司通用變頻器的時隙、連接紙的概念運用到中壓變頻器控制領域。增加了系統(tǒng)的可變性,自由性和方便性。設計了具有系統(tǒng)組態(tài)功能的模塊化軟件,其中著重對控制軟件中的幾個重要功能進行了分析討論。這些重要功能模塊有:控制字和狀態(tài)字、順序控制、V/f曲線、給定積分器、基于電壓補償?shù)妮敵鲎詣臃€(wěn)壓算法、通訊功能等。 中壓變頻器在實驗室設計為6kV/22kW試驗系統(tǒng),實際設計為6kV/400kW的變頻系統(tǒng)裝置。本文給出了實驗室調(diào)試結(jié)果及分析。實驗結(jié)果表明,該中壓變頻器能夠安全、穩(wěn)定地運行。
上傳時間: 2013-04-24
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根據(jù)交通部公布的數(shù)據(jù),交通事故呈逐年上升趨勢,交通事故不僅給公民的財產(chǎn)造成了損失,而且給公民的人身安全也會造成威脅。因此如何更好地避免交通事故成為一個焦點課題,汽車安全系統(tǒng)更是成為汽車生產(chǎn)商和研究機構(gòu)的研究熱點。 當前汽車安全系統(tǒng)有兩大種類:一是被動式安全系統(tǒng)。例如:安全帶,安全氣囊等。二是主動式安全系統(tǒng)。主動安全系統(tǒng)又分為主動被動式和主動自動式。前者有ABS等。后者有汽車自動防撞系統(tǒng)和倒車雷達等。 本文采用激光測距系統(tǒng),開發(fā)一種汽車在高速公路上行駛的主動式防撞系統(tǒng),本文的重點是開發(fā)測距預警系統(tǒng),采用專門的激光測距芯片和接收芯片,并采用FPGA(Filed Programmable Gate Array)作為主控芯片,對前車進行有效的監(jiān)控,根據(jù)檢測得到的數(shù)據(jù),實時提出建議和報警,提醒駕駛員減速或者采取制動措施,從而達到預防追尾碰撞的目的。本文工作主要有以下幾個方面: 1) 在比較分析激光、雷達和毫米波等測距方法的基礎上,根據(jù)市場需求及潛在用戶分析,確定采用激光脈沖測距方式。針對激光脈沖測距存在的技術難題,提出以FPGA作為系統(tǒng)核心控制模塊的測距系統(tǒng)設計方案。 2) 根據(jù)對車載動態(tài)測距系統(tǒng)測量精度、測量頻率和測量范圍的基本要求,結(jié)合脈沖激光測距的特點,提出采用多頭脈沖激光測距和多周期脈沖測量的技術方案。該方案可有效提高系統(tǒng)測距精度和測量范圍,降低系統(tǒng)成本。 3) 基于上述方案,完成了基于FPGA的多頭脈沖激光測距系統(tǒng)的各功能模塊的詳細設計、功能仿真、綜合優(yōu)化及板級測試實驗。實驗表明,各主要功能模塊基本達到預期設計要求,為測距系統(tǒng)的后期開發(fā)奠定了基礎。 4) 完成了激光測距傳感器外圍光電轉(zhuǎn)換電路、電源轉(zhuǎn)換電路及通訊接口的設計、制作、安裝及實驗室調(diào)試。 5) 最后對論文研究工作進行了總結(jié),提出了系統(tǒng)的不足之處和進一步研究工作的方向。
標簽: FPGA 激光測距系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-24
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智能化住宅小區(qū),是指在一定范圍內(nèi)通過有效的傳輸網(wǎng)絡,將多元住處服務、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結(jié)合在一起,為該小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現(xiàn)快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環(huán)境,使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國民經(jīng)濟和科學技術水平的提高,特別是計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術和控制技術的迅速發(fā)展,促進了智能小區(qū)在我國的推廣和應用。目前這些小區(qū)的智能化建設大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場總線技術。但是現(xiàn)場總線協(xié)議標準化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭,利用Internet來構(gòu)建智能小區(qū)已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當?shù)拇鎯υO備和通信接口設備,構(gòu)成一個嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。其次,在此平臺的基礎上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統(tǒng),從而構(gòu)建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個網(wǎng)絡功能齊全的Web服務器。最后,將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器,再根據(jù)需要配置適當?shù)牟杉骱惋@示器,就可以組建成一套功能強大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng),不但實現(xiàn)簡單、功能強大;而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比,相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分:系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設計,包括系統(tǒng)的原理圖構(gòu)建和PCB板的繪制:系統(tǒng)核心處理器設計,包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法;嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關知識及移植方法:系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設計,包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設計,以及單片機語音報警程序設計等;最后給出了調(diào)試情況以及一些試驗結(jié)果。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著經(jīng)濟的發(fā)展,生活水平的逐步提高,購置房屋和車輛的人越來越多,但安全問題也給人們帶來巨大的經(jīng)濟損失。與此同時,相應的安全防盜系統(tǒng)也應運而生。目前市場上,低端的方案是利用單片機和通訊單元相結(jié)合構(gòu)成系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然價格便宜,實現(xiàn)起來也相對簡單,但是功能不夠完善,不能實現(xiàn)正真的影、音、像圖文全方位監(jiān)控。而高端的方案則使用專用集成電路,雖然功能強大,但是價格昂貴,并且對于新的接口標準存在兼容性問題,而且也不易升級。 基于FPGA的安全監(jiān)控系統(tǒng),是FPGA和通訊單元相結(jié)合的產(chǎn)物。其核心FPGA可多次配置,靈活性強,在性能和價格中找到一個很好的平衡。其易于維護和升級,以滿足市場上不斷推陳出的新的接口標準。 整個系統(tǒng)將是對視頻圖像處理、圖像加密技術、傳感器、PIC總線通訊等諸多技術的整合。而本文將側(cè)重于論述該系統(tǒng)中視頻圖像處理、控制接口和視頻傳送部分的內(nèi)容。全文分為五個章節(jié),第一章簡要介紹了視頻信號處理的原理和結(jié)構(gòu),對一些專業(yè)術語進行介紹,并展示了通用的視頻處理過程。第二章針對監(jiān)控系統(tǒng)的案例,對視頻信號處理模塊的解決方案進行論述,將實際的視頻信號處理劃分為轉(zhuǎn)換、計算和傳送三個子模塊,并且分別進行功能介紹。第三章著重介紹視頻轉(zhuǎn)換和視頻計算兩大模塊,對相應的接口配置和模塊主要代碼實現(xiàn)作了深入分析。第四章將論述視頻處理中的重要課題:數(shù)字圖像的壓縮技術,并對相應的重要模塊和關鍵步驟作實際建模分析。第五章將探討視頻傳送的相關技術,介紹傳統(tǒng)的Camera-Link標準和最新的千兆以太網(wǎng)傳送標準,對可行性應用進行了比較。
標簽: FPGA 安全監(jiān)控
上傳時間: 2013-07-17
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目前,許多高校在機房管理上使用了IC 卡,其中少數(shù)機房是使用接觸式IC卡,眾所周知,接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡,因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn),使用IC 卡的機房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個機房中配置了1個IC 卡讀寫終端和1 臺監(jiān)控機。IC 卡讀卡終端只是一個普通的讀卡器,只負責讀取卡內(nèi)信息,并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機,讀卡終端本身沒有信息存儲功能,實際的計費管理完全是通過監(jiān)控計算機控制,監(jiān)控計算機向中心服務器端定時或?qū)崟r傳輸刷卡信息。由于整個系統(tǒng)要占用一臺微機,而且中間的信息傳遞、計費環(huán)節(jié)都要由它來完成,不僅浪費資源,而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下,會出現(xiàn)一些問題和漏洞: 1) 可靠性不高由于讀卡設備與監(jiān)控計算機之間的信息傳輸只是暫時保存在監(jiān)控計算機中,如果監(jiān)控計算機遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障,將出現(xiàn)無法挽回的后果。而且由于學生信息都保存在監(jiān)控計算機中,因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點未完全體現(xiàn)IC卡除了能標識身份外,還有電子錢包功能,能對其進行充值和扣款,但是上述方法基本上IC卡只用做標識身份,實際的每次扣款,都是由監(jiān)控計算機和中心服務器來完成,基本與讀卡設備無關。 3) 不方便學生上機和收費管理學生每次上機刷卡,都要由監(jiān)控計算機連接中心服務器端,由中心服務器端讀出學生信息,進行核對,而且對學生的扣款需要額外的計算機軟件來進行計時和計費處理,顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題,為提高機房管理效率,降低工作強度,并及時處理機房發(fā)生的故障,采用機房計費管理系統(tǒng)勢在必行。如果能在讀卡終端設備中完成計費的大部分功能,并且增加存儲功能,這樣就可以減少監(jiān)控計算機的負擔,甚至讀卡終端設備可以直接與中心服務器通信,不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能,還降低了財務統(tǒng)計和計算帶來的麻煩。 目前已經(jīng)應用于機房管理的解決方案主要有3種方式,即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號方式和門禁方式。鑒于設計要求,并且考慮到安全、可靠、簡單等因素,如果在軟硬件結(jié)合控制方式中,把更多的任務交由讀卡終端,比如由讀卡終端來存儲數(shù)據(jù)、計費管理,同時如果讀卡終端能實現(xiàn)TCP/IP 通信,那么監(jiān)控計算機的任務就大大降低,甚至可以由讀卡終端直接與中心服務器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風險。本論文的設計就是基于這一點來進行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠,實時性要好,另外考慮到性價比等因素,綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開發(fā)平臺。在此平臺基礎上,考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實現(xiàn)的成本有關。從解決這一技術問題出發(fā),結(jié)合本論文研究的應用對象,決定使用嵌入式操作系統(tǒng),此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧+嵌入式操作系統(tǒng)+微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機房管理終端的設計方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎上實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入,能夠正確讀寫IC 卡信息,增加了SD 卡存儲功能,完成計費操作,實現(xiàn)液晶顯示功能,能夠通過以太網(wǎng)或串口直接與服務器通信。 本文詳細介紹了整個機房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設計,給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細移植過程,介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法,同時也提供了一種多卡操作的防沖突機制。 同目前大多數(shù)機房管理系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)有如下特點: 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,提高了系統(tǒng)的實時性和反應時間,任務管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進行計費操作,降低了服務器端的工作壓力,同時降低了安全風險。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲功能,提高了系統(tǒng)的可靠性,有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復。 4) 增加了對無效卡、注銷卡和欠費卡的判斷與處理,對惡意操作或者有意或者無意的逃費操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點,使得通信更加方便、高效,并且可以進行遠距離傳輸和控制。
上傳時間: 2013-07-09
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本文提出的煤礦安全系統(tǒng)由基站、基站控制器、控制中心和安全信息終端組成。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r動態(tài)監(jiān)測瓦斯等有害氣體濃度,能夠人機聯(lián)防監(jiān)測礦道中可能存在的安全隱患。井下采用CAN有線網(wǎng)絡和Zigbee無線網(wǎng)絡相結(jié)合的混合組網(wǎng)方式,通過礦工攜帶的安全信息終端使監(jiān)測網(wǎng)延伸到每個采掘工作面,實現(xiàn)動態(tài)跟蹤。控制中心通過友好的人機界面可以查看瓦斯?jié)舛取囟取穸鹊淖钚聰?shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù),還可以查看報警記錄,并把這些數(shù)據(jù)以曲線圖的形式直觀的顯示出來。 基站和基站控制器是以ARM系列LPC2119微處理器為核心設計的,完成安全信息終端和控制中心之間的通信任務。基站和安全信息終端采用了基于Zigbee技術的SZ05系列嵌入式無線收發(fā)模塊進行組網(wǎng)通信,采用MC14LC5480語音芯片實現(xiàn)系統(tǒng)的語音功能,基于LPC2119內(nèi)置的CAN控制器輔以P82C250收發(fā)器實現(xiàn)多基站間的網(wǎng)絡連接。基站控制器通過CAN總線與基站組網(wǎng)通信,監(jiān)測基站工作狀態(tài),協(xié)調(diào)各基站與移動終端之間的信息傳輸,通過RS232與控制中心PC機進行信息交互。在此硬件平臺的基礎上,給出了基于LPC2119微處理器下的軟件設計過程,包括初始化、無線通信模塊的通信協(xié)議制定和通信程序設計、語音功能的軟件設計及編程、基站和基站控制器的通信協(xié)議制定和主程序設計、系統(tǒng)監(jiān)控程序設計及控制中心PC機端人機界面設計等。 經(jīng)多次調(diào)試,實現(xiàn)了控制中心PC機接收安全信息終端檢測的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并判斷瓦斯?jié)舛仁欠癯蓿€實現(xiàn)了通過人機界面查詢數(shù)據(jù)、查看曲線圖以及發(fā)送命令等。
標簽: ARM 煤礦安全 系統(tǒng)設計
上傳時間: 2013-07-14
上傳用戶:hainan_256
隨著煤礦高產(chǎn)高效技術的推廣和應用,井下長距離、大運量、大功率下運帶式輸送機的應用越來越普遍。其中,解決好傾角較大(大于6°)的下運帶式輸送機的運行制動和安全制動問題對保障全礦安全、高效生產(chǎn)具有重要意義。 本文在對國內(nèi)外現(xiàn)有下運帶式輸送機制動系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析基礎上,針對煤礦生產(chǎn)的特殊性,提出了基于ARM的嵌入式計算機控制液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)方案,所用元件可靠性和防爆性好,系統(tǒng)簡單,動態(tài)制動性能好;結(jié)合成熟的工業(yè)PID控制經(jīng)驗和智能控制理論,并依據(jù)制動控制方案,設計了一種模糊自適應PID控制器用于控制電液比例調(diào)速閥的開口大小,其PID參數(shù)Kp、Ki和Kd可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進行在線調(diào)整,結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強,在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生改變時也可獲得較好的控制效果;在基于S3C44BOX的最小ARM系統(tǒng)基礎上,設計了系統(tǒng)控制信號的輸入、輸出方式及其電路;分析了實時操作系統(tǒng)μC/OS-ⅡBootLoader的設計及其在S3C44BOX上的移植過程;制動系統(tǒng)應用軟件采用多任務機制,狀態(tài)檢測與控制任務并行運行,數(shù)據(jù)采集采用定時中斷的方式;系統(tǒng)可擴展性、可移植性好,控制算法容易實現(xiàn)多樣性且開發(fā)簡單、維護方便。 該液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)可用于大型下運帶式輸送機的正常工作制動、緊急停車和斷電防止飛車事故發(fā)生的安全制動,對輸送機的輔助啟動也起重要作用。制動力矩依據(jù)輸送機載荷大小和輸送機制動減速時速度的變化進行自動調(diào)整,制動曲線可調(diào),輸送機減速時不產(chǎn)生較大沖擊、安全平穩(wěn),并按照規(guī)定的減速度大小減速停車。
標簽: ARM 帶式輸送機 制動系統(tǒng) 軟
上傳時間: 2013-07-09
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近年來,隨著電子技術的發(fā)展,消費電子產(chǎn)品(Consumer Electronics)已與計算機(Computer)、通信(Communication)兩項產(chǎn)品的技術結(jié)合在一起,成為目前所統(tǒng)稱的3C產(chǎn)品,并使家用電子電器產(chǎn)品步向智能家居的方向。但是目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)其控制器一般由8位或16位的單片機控制,其控制功能比較簡單,很難實現(xiàn)網(wǎng)絡化和無線傳輸,對于未來的智能家居系統(tǒng)的擴展性也比較有限。本文針對目前國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的局限性,提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡通信技術的智能家居系統(tǒng),它不僅能對小區(qū)內(nèi)住宅的安全狀況進行實時監(jiān)控,還能實現(xiàn)家用電器的遠程控制、“三表”(即水表、電表、燃氣表)的遠程抄送。同時該系統(tǒng)還提供了規(guī)范的串行通信接口,對于未來的系統(tǒng)的擴展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的發(fā)展概況,接著討論了GPRS網(wǎng)絡通信技術的工作原理,最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。該智能家居系統(tǒng)的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報警I/O電路設計、以太網(wǎng)接口電路設計、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網(wǎng)驅(qū)動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網(wǎng)絡通信程序和報警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內(nèi)住宅的安防監(jiān)控,GPRS無線智能家電的遠程控制和無線報警以及抄表的遠程傳送。利用當前較為成熟的GPRS技術和以太網(wǎng)實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)用戶進行集中安防監(jiān)控與管理,同時給出了系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)以及硬件原理框圖和軟件設計思路及主要程序。
標簽: ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-12
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本文使用nRF905 實現(xiàn)門禁系統(tǒng)控制信號的無線傳輸,并使用DS1722 產(chǎn)生隨機數(shù)、IDEA 加密后傳輸、接收非法信號后延時等技術加強系統(tǒng)的安全性能。主要介紹硬件電路、nRF905 無線信號
標簽: Keil 無線 c語言 門禁系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-15
上傳用戶:SimonQQ