本文論述了車載儀表系統(tǒng)的發(fā)展,對新型的車載儀表用步進電機驅(qū)動控制技術和基于現(xiàn)場總線通信協(xié)議的車載儀表技術進行了深入的研究,并在此基礎上開發(fā)了基于GDIC的車載儀表用步進電機驅(qū)動控制平臺,搭建了基于CAN總線的車載儀表通訊系統(tǒng).在儀表用步進電機控制測試平臺中,系統(tǒng)選用MC33991實現(xiàn)步進電機驅(qū)動控制,通過SPI通訊協(xié)議完成和主處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸,采用∑-△ ADC方案檢測EMF從而實現(xiàn)電機整步位置的判斷.本文介紹了基于CAN總線的車載儀表通信系統(tǒng),闡述了構成該系統(tǒng)的硬件設計、軟件設計.
標簽： 車載 儀表 步進電機驅(qū)動
上傳時間： 2013-04-24
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繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要裝置之一，近幾年來，隨著變電站綜合自動化技術的發(fā)展及其在全國變電站的推廣，研究和開發(fā)集保護、測量、控制和通訊于一體的微機測控保護裝置已成為各國電力部門的普遍要求。 本文首先對研究丌發(fā)的35kV線路微機測控保護裝置的軟硬件做了簡述，介紹了本裝置所采用的保護算法，并給出了保護的流程圖和邏輯框圖。隨后介紹了我國變電站自動化通信系統(tǒng)中正在應用的幾種常用電力遠動規(guī)約，詳細介紹了目前使用比較廣泛的繼電保護通信規(guī)約IEC 60870-5-103，對規(guī)約的應用層功能、鏈路傳輸規(guī)則、103規(guī)約三層參考模型及通訊幀格式進行了詳細的分析，并給出了103規(guī)約在35kV線路微機測控保護裝置上的實現(xiàn)，上位機軟件基于Visual C++6.0編程，采用SQLServer作為數(shù)據(jù)庫服務器軟件。 最后，本文對裝置進行了專業(yè)測試，測試結果表明，本裝置能實現(xiàn)基本的保護功能以及實現(xiàn)遙控、遙信、遙測等通信功能，與傳統(tǒng)微機保護裝置相對比本裝置具有測量精度高、動作迅速可靠、可以進行遠程通信等優(yōu)點。
上傳時間： 2013-04-24
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變電站自動化系統(tǒng)在我國應用發(fā)展十多年來，為保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行發(fā)揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復雜，自動化功能獨立、堆砌，缺少集成應用和協(xié)同操作，數(shù)據(jù)缺乏有效利用等問題。這些問題大多是由變電站整體數(shù)字化水平不高、缺乏能夠完備實現(xiàn)信息標準化和設備之間互操作的變電站通信標準造成的。 電力工業(yè)發(fā)展和市場化改革的深入對供電質(zhì)量和電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的要求不斷提高，作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，變電站數(shù)字化、信息化的要求越發(fā)迫切，數(shù)字化變電站成為變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開關等智能化一次設備的誕生使建設數(shù)字化變電站成為可能，高速、可靠和開放的通信網(wǎng)絡以及完備的通信系統(tǒng)標準是數(shù)字化變電站實現(xiàn)的保障，特別是最新頒布的變電站通信網(wǎng)絡與系統(tǒng)的國際標準-IEC 61850為建設數(shù)字化變電站提供了全面規(guī)范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡為研究對象，結合新架構的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)研制的具體實踐，展開專門研究，主要內(nèi)容包括： ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數(shù)字化變電站的內(nèi)在關聯(lián)。 ②總結了IEC 61850的內(nèi)涵，通過分析說明IEC 61850不再是簡單的通信協(xié)議，更多意味的是變電站自動化系統(tǒng)的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術特征，包括功能分層的變電站、面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ汀⒐δ芘c通信的解耦、變電站配置語言和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型，指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例，對信息模型的屬性和服務進行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應用研究①從系統(tǒng)和設備兩個層面總結了實踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE，時間及時間同步等通信模型的特殊通信服務映射。 ④討論了信息模型實體的構建方法，即如何讓設備的實際功能、運行機制和數(shù)據(jù)能夠準確和完備的實現(xiàn)設備對應信息模型的所有細節(jié)。IEC 61850沒有對實現(xiàn)標準的具體方法作出規(guī)定，這給各廠商在技術實現(xiàn)上留出了足夠的自由發(fā)揮空間。但同時我們注意到若僅在“形態(tài)”層面上實踐IEC 61850，而不顧及IEC 61850的內(nèi)涵和應用價值，則可能無法實現(xiàn)IEC 61850的預定目標或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮，在提出3種可能的構建方案的基礎上，經(jīng)過分析從中選擇出作者認為最優(yōu)的方案，并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(CNDS)的研究①在分析以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法的基礎上，針對標準以太網(wǎng)存在延時不確定的問題，總結了提高以太網(wǎng)實時性能的主要措施，并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征，特別是與同樣基于以太網(wǎng)的一般局域網(wǎng)的區(qū)別，針對CNDS在網(wǎng)絡可靠性和安全性等方面的特殊要求，提出了應對措施和解決方案。 ③提出了過程子網(wǎng)和全站惟一網(wǎng)絡2種組網(wǎng)方案。通過分析各自的特點與實現(xiàn)難度，指出過程子網(wǎng)目前較易實現(xiàn)，而全站惟一網(wǎng)絡將憑借信息高度共享等優(yōu)勢成為CNDS的最終形態(tài)。闡述了VLAN、由交換機實現(xiàn)網(wǎng)絡冗余等組網(wǎng)技術在SAS中的應用方法及IED自身通信冗余的實現(xiàn)方法。 ④歸納了CNDS數(shù)據(jù)流的類型和到達時間規(guī)律：建立了簡單數(shù)據(jù)流模型為表征數(shù)據(jù)流、研究數(shù)據(jù)流業(yè)務特征和分析CNDS性能提供了有用工具；分析了TcP協(xié)議及其運行機制，提出了TcP應用于CNDS的優(yōu)化方法。 ⑤利用OPNET網(wǎng)絡仿真技術，建立了EMAC和TCP/IP仿真節(jié)點模型，對以太網(wǎng)、TCP和交換式以太網(wǎng)的基本特征等進行了仿真研究；依據(jù)CNDS實際承載的功能，建立了過程子網(wǎng)和站級網(wǎng)絡的動態(tài)仿真模型，圍繞網(wǎng)絡延時和端到端延時等網(wǎng)絡性能指標，對不同組網(wǎng)方式和應用功能下的網(wǎng)絡性能進行了考察，得出了具有普遍適用性的結論和建議，為分析解決此類問題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)①闡述了一種新架構的、能夠無縫接入CNDS并具有多種運行方式的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)的軟硬設計和實現(xiàn)方法。提出了適用于數(shù)字保護的RTOS多任務劃分方法。 ②以饋線保護測控裝置為例，建立了平臺的IEC 61850信息模型。以此為基礎，在平臺內(nèi)部實現(xiàn)了利用SMV和GOOSE報文傳輸采樣值和開入/開出信息，即實現(xiàn)了遵循IEC 61850的過程層通信，為平臺接入IEC 61850系統(tǒng)和數(shù)字化變電站做好了準備。 ③進行了保護測量功能和過程層通信試驗，驗證了平臺的可用性和過程層通信的可靠性，為類似設計方法在間隔層IED上的應用提供了可信依據(jù)。
上傳時間： 2013-05-28
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射頻識別技術是一種自20 世紀80 年代新興的自動識別技術。它是利用無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信。相對于普遍應用的13.56MHz 射頻識別系統(tǒng)，本設計中的868MHz 射頻識別系統(tǒng)有著更多的優(yōu)點：讀寫距離遠，閱讀速度快等，是目前國際上RFID產(chǎn)品發(fā)展的熱點。 本課題研究的內(nèi)容包括研究符合ISO18000－6 標準的超高頻RFID 電子標簽的主要特點、結構、工作原理及讀寫方法, 重點在于與其相應讀卡器的設計方案, 包括讀卡器的硬件電路設計、軟件程序流程以及與上位機通信的實現(xiàn)。 在硬件設計中，選用ATMEL 公司的AVR 單片機ATmega8 作為主控制器，設計了主控、復位、串行通信等電路。并以RFM 公司開發(fā)的TRC101 為射頻收發(fā)芯片進行了射頻收發(fā)模塊的設計。 軟件設計采用模塊化編程和結構化編程的思想，單片機編程語言為匯編語言，與上位機串行通信采用Visual Basic 編程。經(jīng)過測試，誤碼率較低，編制的防沖突程序?qū)崿F(xiàn)了基于隨機二進制算法的防沖突功能。 本設計具有可靠性高，模塊化設計等特點，通過驗證,滿足標準要求，達到了預期的目的，并證明了本設計性能的穩(wěn)定性和可靠性。
上傳時間： 2013-04-24
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混合動力電動汽車(HEV)作為降低城市汽車尾氣污染、減少油耗和調(diào)整能源結構的行業(yè)新技術，前景十分廣闊，日益受到人們的關注，其開發(fā)也成為新的熱點。驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)是HEV的核心部分，其性能的優(yōu)劣很大程度上決定了車輛的動態(tài)性能，因此對其進行研究具有重要的理論意義和應用價值。 本文主要研究混合動力車用交流驅(qū)動電機控制系統(tǒng)，以高性能的數(shù)字信號處理器(DSP)為核心，采用轉子磁鏈定向矢量控制(FOC)算法，設計了一種基于DSP的交流驅(qū)動電機控制器。主要研究內(nèi)容如下： 首先，在分析國內(nèi)外研究狀況和比較幾種常用驅(qū)動電機的基礎上，結合HEV對驅(qū)動電機的特性要求，選擇交流異步電機作為HEV的驅(qū)動電機和基于轉子磁鏈定向的矢量控制技術作為系統(tǒng)開發(fā)方案。 其次，以交流異步電機的動態(tài)數(shù)學模型為基礎建立了轉子磁鏈位置的電流計算模型，實現(xiàn)交流電機轉矩和勵磁電流分量的有效解耦。結合矢量控制理論及電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術給出了混合動力車用驅(qū)動電機矢量控制系統(tǒng)結構框圖。 最后，以一臺5kw異步電機作為控制對象，搭建了系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)控制電路以TMS32OLF2407A DSP為核心，由電流、電壓及速度等檢測模塊和CAN總線通信模塊組成。系統(tǒng)以CCS2集成開發(fā)環(huán)境為平臺，采用匯編語言編程，設計了基于DSP的矢量控制具體的軟件實現(xiàn)方法，實現(xiàn)了全數(shù)字化的HEV驅(qū)動電機矢量控制系統(tǒng)。論文給出了驅(qū)動電機運行的調(diào)試結果并進行了分析。 實驗表明該控制系統(tǒng)響應速度快，電壓利用率高，動態(tài)性能好，能夠滿足HEV對驅(qū)動電機動態(tài)和靜態(tài)性能的要求，對開發(fā)出低成本、高性能的電機驅(qū)動控制系統(tǒng)具有實用價值。
上傳時間： 2013-07-06
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本文介紹了一種新型金融終端(POS)，其座機與手持機之間采用射頻通信方式，并在射頻通信中采用跳頻和防碰撞設計，使得座機和手持機之間的通信速率高、穩(wěn)定可靠。本設計中的金融終端還具有非接觸式IC卡數(shù)據(jù)采集功能，這在設備功能上是一個巨大的創(chuàng)新。手持機可移動操作，方便了客戶操作，在很大程度上可以幫助商家提高服務質(zhì)量，非常適用于餐廳、酒店以及娛樂場所等。 本設計中的金融終端包括手持機和座機，手持機的主要功能是采集金融信息，采集的對象可以是磁條卡，接觸式IC卡或非接觸IC卡，采集到卡的賬號和密碼等信息后以射頻的方式發(fā)送至座機，同時接收座機發(fā)送來的數(shù)據(jù)；座機收到手持機發(fā)送的金融信息后，再通過有線方式(電話網(wǎng)或以太網(wǎng))發(fā)送給銀行主機，交易數(shù)據(jù)處理后，銀行主機將數(shù)據(jù)以有線的方式發(fā)回給座機，座機再通過無線方式發(fā)送給手持機，并打印交易憑證。文中詳細介紹了手持機和座機各功能模塊的硬件設計和功能實現(xiàn)方式，包括各主要芯片選型依據(jù)、所選芯片的特性、設計原理以及各相關模塊在POS中的功能。 POS的軟件設計包括硬件驅(qū)動程序(底層程序)設計和應用程序(上層應用程序)設計，底層程序跟所使用的硬件相關，是CPU控制各外圍器件實現(xiàn)各模塊硬件功能的程序，通常驅(qū)動程序會封裝起來，有入口參數(shù)，供上層應用調(diào)用；上層應用程序足根據(jù)產(chǎn)品要實現(xiàn)的服務功能而編寫的相關程序，上層應用程序通常需要調(diào)用底層程序。文中驅(qū)動程序主要介紹了鍵盤驅(qū)動，顯示驅(qū)動，并重點介紹了射頻通信驅(qū)動程序的設計，包括CPU如何控制射頻收發(fā)芯片、為抗干擾而采取的跳頻設計和設備問的防碰撞設計；應用程序中主要介紹了磁條卡和IC卡的處理程序。 由于本設計中的金融終端座機與手持機之間的通信速率較高，通信穩(wěn)定可靠，同時還新增了非接觸卡的數(shù)據(jù)采集功能，使該設備有較大的使用范圍，從而有廣闊的市場前景。
上傳時間： 2013-06-27
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隨著經(jīng)濟的發(fā)展、生產(chǎn)管理自動化水平的不斷提高，將傳統(tǒng)的儀表、現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術相結合，研制帶有總線接口的現(xiàn)場智能檢測儀表及遠程網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)成為業(yè)界關注的熱點。本文對困內(nèi)外該課題的研究現(xiàn)狀進行了詳細分析，提出了一種基于CAN總線的智能儀表遠程傳輸系統(tǒng)的設計方案。 本文首先分析了課題的關鍵問題所在，并闡述了系統(tǒng)的總體設計方案。接著對系統(tǒng)的軟硬件設計進行了詳細的論述。在設計中選用C8051F040單片機作為現(xiàn)場智能檢測儀表的核心處理器，設計了信號調(diào)理電路、CAN總線接口電路和人機交互接口等，實現(xiàn)了對水體環(huán)境中溫度、pH、鹽度、濁度等常規(guī)參數(shù)的檢測，以此儀表作為CAN總線節(jié)點并通過CAN接口向總線發(fā)送檢測到的參數(shù)數(shù)據(jù)。還設計了基于ARM7處理器LPC2292嵌入式CAN—Ethernet網(wǎng)關。在網(wǎng)關硬件平臺設計完成的基礎上移植了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS—Ⅱ，在此基礎上實現(xiàn)了一個經(jīng)過裁剪的適合嵌入式系統(tǒng)應用TCP/IP協(xié)議棧，并實現(xiàn)了嵌入式Web服務器，以此網(wǎng)關作為CAN總線主節(jié)點接收總線上的數(shù)據(jù)并保存在網(wǎng)關中。這樣，監(jiān)控中心管理人員通過IE瀏覽器訪問嵌入式CAN—Ethernet網(wǎng)關的Web服務器，就能夠在瀏覽器的Web頁面上動態(tài)顯示保存在網(wǎng)關中的智能儀表檢測的實時數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)在實際測試中運行穩(wěn)定可靠，通過對運行結果和性能的分析可知，將工業(yè)以太網(wǎng)和CAN總線技術與智能儀表結合起來，將現(xiàn)場智能設備的各種信息傳到遠離現(xiàn)場的控制室，可以實現(xiàn)某些特殊或危險的無人值守場合的監(jiān)控，使生產(chǎn)中的事故降到最低點，同時易于設備的后期維護，能給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。同時本系統(tǒng)是一個全開放式系統(tǒng)，具有很強移植性和技術升級空間，可以很容易地應用到其他監(jiān)控領域如國防軍工、海洋地質(zhì)、環(huán)境生態(tài)等各行各業(yè)，具有良好的發(fā)展前景。
上傳時間： 2013-04-24
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集成了傳感器、嵌入式計算、網(wǎng)絡和無線通信四大技術而形成的ZigBee技術是一種全新的信息獲取和處理技術，能夠協(xié)作實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對信息進行處理，傳送到需要的用戶。ZigBee技術作為一個全新的領域，對國內(nèi)外的研究者提出了大量的挑戰(zhàn)性課題。時鐘同步是所有分布式系統(tǒng)的重要組成部分，也是ZigBee技術的一項重要支撐技術，大多數(shù)ZigBee技術應用比如環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，導航系統(tǒng)等都需要所搜集的傳感數(shù)據(jù)具有準確時間信息，否則采集的信息就是不完整的。 本論文介紹了國內(nèi)外在ZigBee技術的發(fā)展與現(xiàn)狀，對IEEE802.15.4/ZigBee的協(xié)議棧做了分析，對現(xiàn)存的幾種主要的時鐘同步算法做了研究。本太陽能航標燈同步閃課題中，為了便于太陽能給航標燈供電，需要通過休眠機制來降低功耗；為了保證ZigBee網(wǎng)絡中各設備協(xié)同工作，時鐘同步顯得更為重要，它為本系統(tǒng)中的每個航標燈提供正確的時鐘信息，不但提高系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和效率，而且讓航標燈的同步閃光，在航道中起到很好的助航作用。接著，給出了系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程，包括各硬件模塊的設計原理、電路原理圖及主要模塊的詳細實現(xiàn)過程。最后，指出本文的不足及需要改進的地方。其中本文重點包括以下三個方面： 1.針對網(wǎng)絡拓撲結構、協(xié)議體系結構以及干擾抑制技術進行深入分析，并與其它無線通信技術進行比較及對其相互干擾進行研究。 2.對ZigBee節(jié)點時鐘同步算法工作原理做了詳細的研究，總結了這些算法的優(yōu)缺點，并在對比現(xiàn)有的幾種時鐘同步算法的基礎上對泛洪時間同步協(xié)議多跳時鐘同步算法的改進。 3.設計了太陽能航標燈同步閃光系統(tǒng)，給出了硬件原理圖及軟件流程，并且在制PCB板中電磁兼容問題的解決進行了詳細描述。 結果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效，具有很高的實用價值。
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)場總線技術是當前自動化技術中的一個熱點，但目前國際上常用的多種現(xiàn)場總線協(xié)議均由世界級廠商提出和壟斷。CAN總線是公認的最具發(fā)展前景的現(xiàn)場總線之一，其應用層協(xié)議有國外公司的CANopen和DeviceNet，由廣州致遠電子推出的現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議以其簡潔方便的特點受到廣泛關注，尤其得到國內(nèi)用戶的積極相應。為了在高校的現(xiàn)場總線教學中推廣具有我們國家自主知識產(chǎn)權的現(xiàn)場總線應用，需要為學生提供一套功能完善、綜合性強的基于iCAN協(xié)議現(xiàn)場總線技術的實驗室教學系統(tǒng)。本課題正是針對這一問題而構建基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議的綜合測試系統(tǒng)，力求使學生通過該系統(tǒng)的學習掌握現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議相關知識，為將來快速進入相關工作崗位打下基礎。 本文首先介紹基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議綜合測試系統(tǒng)的研究背景、目的及其意義，詳細介紹了現(xiàn)場總線技術和CAN總線的相關知識，對iCAN協(xié)議進行了詳細的介紹和分析。所設計的基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議的綜合測試系統(tǒng)由基本系統(tǒng)和擴展系統(tǒng)兩部分構成。基本測試系統(tǒng)設計面向基本的標準實驗設備，利用廣州致遠的iCAN系列功能模塊構成；擴展系統(tǒng)設計面向測試系統(tǒng)的綜合性設計，實現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡與其它控制網(wǎng)絡如PLC網(wǎng)絡的互連，并通過CANET-100轉換器實現(xiàn)iCAN總線與上位PC機的通信。測試系統(tǒng)的上位監(jiān)控界面設計采用工業(yè)組態(tài)軟件MCGS完成，MCGS與總線的數(shù)據(jù)交互采用OPC方式實現(xiàn)。通過OPC實現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡與MCGS間的數(shù)據(jù)傳輸。在完成基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議綜合測試系統(tǒng)的基礎上，本文還進一步討論了如何采用基于DSPTMS320LF2407A主控芯片設計iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡，敘述了其整體設計思想， 給出了具體的硬件和軟件設計以及如何實現(xiàn)對iCAN協(xié)議的解析。本文的最后通過設計三個實際的實驗例子，進一步展示了系統(tǒng)的構成和功能。 綜上所述，該測試系統(tǒng)由基本測試系統(tǒng)和綜合測試系統(tǒng)構成，并提供iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡的設計方法和三個實驗例程，可為學生提供分層學習、綜合學習以及設計開發(fā)平臺，實踐證明該系統(tǒng)具有良好的新穎性和實用性。本課題研究的測試系統(tǒng)模式同樣適用于其它工業(yè)現(xiàn)場總線測試系統(tǒng)。 關鍵詞：CAN總線，iCAN協(xié)議，DSP，PLC，組態(tài)軟件
標簽： iCAN 現(xiàn)場總線 協(xié)議
上傳時間： 2013-04-24
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