一種植物照明控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種植物照明控制系統(tǒng)，包括MCU控制器、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊、路由模塊、ZigBee控制器與實(shí)時(shí)檢測(cè)電路，路由模塊與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊連接，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊與MCU控制器連接，ZigBee控制器與MCU控制器連接，實(shí)時(shí)檢測(cè)電路與ZigBee控制器連接，MCU控制器采用型號(hào)為MSP430F149的第一芯片，ZigBee控制器中采用型號(hào)為CC2530的第五芯片，實(shí)時(shí)檢測(cè)電路中包括多個(gè)傳感器，多個(gè)傳感器檢測(cè)到周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)并發(fā)送到ZigBee控制器，ZigBee控制器采集傳感器上的數(shù)據(jù)并將接收的數(shù)據(jù)傳送給MCU控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)算法處理，MCU控制器將數(shù)據(jù)處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器，ZigBee控制器根據(jù)接收到的指令調(diào)節(jié)LED燈的亮度實(shí)現(xiàn)定量補(bǔ)光，MCU控制器接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器，通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)手機(jī)或PC機(jī)的人機(jī)交互。
【專利說(shuō)明】
一種植物照明控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種植物照明控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，蔬菜大棚的種植面積逐年擴(kuò)大，而我國(guó)大棚種植依舊沿襲傳統(tǒng)的種子方式，自動(dòng)化程度偏低，尋求不到成本和收益之間的最優(yōu)點(diǎn)，而制約其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的因素主要在于農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
[0003]雨露滋潤(rùn)禾苗壯，萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)，可見(jiàn)光是植物的光合作用、生長(zhǎng)生理過(guò)程中比不可缺的重要環(huán)境因素之一。其中波段380?760nm是決定植物光合作用的最重要的波段，以紅光、藍(lán)光為有效吸收波段，可以直接影響植物的產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著LED照明的快速發(fā)展，其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用日趨廣泛，與傳統(tǒng)光源相比，LED具有體積小、壽命長(zhǎng)、節(jié)能、光效高等優(yōu)勢(shì)。
[0004]現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外植物補(bǔ)光控制策略研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，促使兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，設(shè)計(jì)了一種新型植物L(fēng)ED補(bǔ)光控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電能損耗小、遠(yuǎn)程可控的植物照明控制系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種植物照明控制系統(tǒng)，包括MCU控制器、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊、路由模塊、Z i gBe e控制器與實(shí)時(shí)檢測(cè)電路，所述的路由模塊與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊連接，所述的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊與MCU控制器連接，所述的ZigBee控制器與M⑶控制器連接，所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)電路與ZigBee控制器連接，所述的M⑶控制器采用型號(hào)為MSP430F149的第一芯片，所述的ZigBee控制器中采用型號(hào)為CC2530的第五芯片，實(shí)時(shí)檢測(cè)電路中包括多個(gè)傳感器，多個(gè)傳感器檢測(cè)到周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)并發(fā)送到ZigBee控制器，ZigBee控制器采集傳感器上的數(shù)據(jù)并將接收的數(shù)據(jù)傳送給MCU控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)算法處理，MCU控制器將數(shù)據(jù)處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器，ZigBee控制器根據(jù)接收到MCU控制器發(fā)送的指令調(diào)節(jié)LED燈的亮度實(shí)現(xiàn)定量補(bǔ)光，MCU控制器接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊、路由模塊發(fā)送至服務(wù)器，通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)手機(jī)或PC機(jī)的人機(jī)交互。
[0007]還包括供電電路與電源適配器電路，所述的電源適配器電路通過(guò)LDO穩(wěn)壓電路與供電電路連接，供電電路輸出3.3V供電電壓，所述的供電電路為MCU控制器、Z i gBee控制器供電，所述的MCU控制器外接LCD顯示線路、按鍵調(diào)光電路。
[0008]所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)電路包括與MCU控制器連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、溫濕度檢測(cè)電路、光照度檢測(cè)電路與一氧化碳檢測(cè)電路，所述的一氧化碳檢測(cè)電路、溫濕度檢測(cè)電路、光照度檢測(cè)電路分別與ZigBee控制器連接。
[0009]所述的第五芯片的第一管腳接地，第五芯片的第二管腳連接3.3V供電電壓，所述的第五芯片的第一管腳與第二管腳之間連接第二十一電容，所述的第五芯片的第十一管腳通過(guò)第三發(fā)光二極管、第八電阻后接地，第五芯片的第三管腳通過(guò)第十電阻與3.3V供電電壓連接，第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過(guò)第九電阻、第二十電阻、第二十一電阻與3.3V供電電壓連接，所述的第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過(guò)第八按鍵、第四發(fā)光二極管、第五發(fā)光二極管后接地。
[0010]所述的第一芯片的第一管腳連接3.3V供電電壓與第四電容，所述的第四電容的一端與第一芯片的第一管腳連接，第四電容的另一端依次通過(guò)并聯(lián)的第三電容、第七按鍵以及第一電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第四電容的另一端接地，所述的第一芯片的第八管腳通過(guò)第六電容后接地，第一芯片的第九管腳通過(guò)第七電容后接地，第一芯片的第八管腳與第九管腳之間通過(guò)第一晶振連接，所述的第一芯片的第五十二管腳通過(guò)第九電容后接地，第一芯片的第五十三管腳通過(guò)第八電容后接地，第一芯片的第五十二管腳與第五十三管腳之間通過(guò)第二晶振連接。
[0011]所述的第一芯片的第十二管腳、第十三管腳、第十四管腳、第十五管腳分別通過(guò)第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第一芯片的第十二管腳通過(guò)并聯(lián)第二十五電容、第一按鍵后接地，所述的第一芯片的第十三管腳通過(guò)并聯(lián)第二十六電容、第二按鍵后接地，所述的第一芯片的第十四管腳通過(guò)并聯(lián)第二十七電容、第三按鍵后接地，所述的第一芯片的第十五管腳通過(guò)并聯(lián)第二十八電容、第四按鍵后接地。
[0012]所述的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊包括型號(hào)為ENC28J60D的第二芯片，所述的第二芯片與第一芯片連接，所述的第二芯片的第十管腳通過(guò)第三電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳均與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳分別通過(guò)第四十電容、第十三電容、第十四電容、第十五電容后接地。
[0013]所述的供電電路包括型號(hào)為ASM117的線性穩(wěn)壓器與第四電感，所述的線性穩(wěn)壓器的輸入端外接5V電壓源，線性穩(wěn)壓器的輸出端通過(guò)并聯(lián)的第三十二電容、第三十三電容后接地，所述的第四電感的一端與線性穩(wěn)壓器的輸入端連接，第四電感的另一端通過(guò)并聯(lián)的第三十四電容、第三十五電容、第三十六電容后接地，所述的第四電感的一端輸出3.3V供電電壓。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)系統(tǒng)功能需求，選用CC2530和MSP430F149作為ZigBee控制器和MCU控制器，并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件電路。通過(guò)對(duì)CC2530和MSP430F149之間通信方式的分析，確定了 UART通信方式，并采用內(nèi)嵌以太網(wǎng)協(xié)議控制器的ENC28J60D芯片設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)通信電路。系統(tǒng)軟件則根據(jù)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，依據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法框架進(jìn)行設(shè)計(jì)M⑶控制器軟件部分，可以針對(duì)M⑶控制器與ZigBee控制器間通信速率、尋址方式不同的問(wèn)題，進(jìn)行制定數(shù)據(jù)通信協(xié)議并設(shè)計(jì)了地址映射表。系統(tǒng)不但能實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量補(bǔ)光、精確補(bǔ)光兩種模式，還具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能，為閉鎖空間內(nèi)生長(zhǎng)的植物提供一種低成本智能化的補(bǔ)光控制方式。
[0015]系統(tǒng)具有無(wú)需布線、控制方式靈活、易于擴(kuò)充和節(jié)能等特點(diǎn)。稍加改造，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)閉鎖空間內(nèi)其它參數(shù)的監(jiān)測(cè)，或增加其它類型的傳感器便可實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)多參數(shù)的監(jiān)測(cè)功能。測(cè)試結(jié)果表明:課題設(shè)計(jì)的軟硬件運(yùn)行正常，數(shù)據(jù)傳輸可靠，擴(kuò)展性強(qiáng)，通過(guò)采集相關(guān)參數(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)閉鎖空間內(nèi)植物進(jìn)行補(bǔ)光控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能。
【附圖說(shuō)明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的部分電路圖一；
[0018]圖3為本實(shí)用新型的部分電路圖二；
[0019]圖4為本實(shí)用新型的部分電路圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]如圖1至圖4所示:一種植物照明控制系統(tǒng)，包括mj控制器1、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊2、路由模塊3、ZigBee控制器4與實(shí)時(shí)檢測(cè)電路5，路由模塊3與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊2連接，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊2與MCU控制器I連接，ZigBee控制器4與MCU控制器I連接，實(shí)時(shí)檢測(cè)電路5與ZigBee控制器4連接，M⑶控制器I采用型號(hào)為MSP430F149的第一芯片Ul ,ZigBee控制器4中采用型號(hào)為CC2530的第五芯片U5，實(shí)時(shí)檢測(cè)電路5中包括多個(gè)傳感器，多個(gè)傳感器檢測(cè)到周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)并發(fā)送到ZigBee控制器4，ZigBee控制器4采集傳感器上的數(shù)據(jù)并將接收的數(shù)據(jù)傳送給MCU控制器I進(jìn)行數(shù)據(jù)算法處理，MCU控制器I將數(shù)據(jù)處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器4，ZigBee控制器4根據(jù)接收到M⑶控制器I發(fā)送的指令調(diào)節(jié)LED燈的亮度實(shí)現(xiàn)定量補(bǔ)光，M⑶控制器I接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊2、路由模塊3發(fā)送至服務(wù)器，通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)手機(jī)或PC機(jī)的人機(jī)交互。
[0022]還包括供電電路6與電源適配器電路8，電源適配器電路8通過(guò)LDO穩(wěn)壓電路7與供電電路6連接，供電電路6輸出3.3V供電電壓，供電電路6為MCU控制器1、Zi gBee控制器4供電，MCU控制器I外接IXD顯示線路9、按鍵調(diào)光電路10。
[0023]實(shí)時(shí)檢測(cè)電路5包括與MCU控制器I連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路11、溫濕度檢測(cè)電路、光照度檢測(cè)電路與一氧化碳檢測(cè)電路，一氧化碳檢測(cè)電路、溫濕度檢測(cè)電路、光照度檢測(cè)電路分別與ZigBee控制器4連接。
[0024]第五芯片U5的第一管腳接地，第五芯片U5的第二管腳連接3.3V供電電壓，第五芯片U5的第一管腳與第二管腳之間連接第二 ^^一電容C21，第五芯片U5的第^^一管腳通過(guò)第三發(fā)光二極管D3、第八電阻R8后接地，第五芯片U5的第三管腳通過(guò)第十電阻RlO與3.3V供電電壓連接，第五芯片U5的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過(guò)第九電阻R9、第二十電阻R20、第二 ^^一電阻R21與3.3V供電電壓連接，第五芯片U5的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過(guò)第八按鍵S8、第四發(fā)光二極管D4、第五發(fā)光二極管D5后接地。
[0025]第一芯片Ul的第一管腳連接3.3V供電電壓與第四電容C4，第四電容C4的一端與第一芯片Ul的第一管腳連接，第四電容C4的另一端依次通過(guò)并聯(lián)的第三電容C3、第七按鍵S7以及第一電阻Rl后與3.3V供電電壓連接，第四電容C4的另一端接地，第一芯片Ul的第八管腳通過(guò)第六電容C6后接地，第一芯片Ul的第九管腳通過(guò)第七電容C7后接地，第一芯片Ul的第八管腳與第九管腳之間通過(guò)第一晶振JZl連接，第一芯片Ul的第五十二管腳通過(guò)第九電容C9后接地，第一芯片Ul的第五十三管腳通過(guò)第八電容C8后接地，第一芯片Ul的第五十二管腳與第五十三管腳之間通過(guò)第二晶振JZ2連接。
[0026]第一芯片Ul的第十二管腳、第十三管腳、第十四管腳、第十五管腳分別通過(guò)第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18后與3.3V供電電壓連接，第一芯片Ul的第十二管腳通過(guò)并聯(lián)第二十五電容C25、第一按鍵KEYl后接地，第一芯片Ul的第十三管腳通過(guò)并聯(lián)第二十六電容C26、第二按鍵KEY2后接地，第一芯片Ul的第十四管腳通過(guò)并聯(lián)第二十七電容C27、第三按鍵KEY3后接地，第一芯片Ul的第十五管腳通過(guò)并聯(lián)第二十八電容C28、第四按鍵KEY4后接地。
[0027]以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊2包括型號(hào)為ENC28J60D的第二芯片U2，第二芯片U2與第一芯片Ul連接，第二芯片U2的第十管腳通過(guò)第三電阻后與3.3V供電電壓連接，第二芯片U2的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳均與3.3V供電電壓連接，第二芯片U2的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳分別通過(guò)第四十電容C40、第十三電容C13、第十四電容C14、第十五電容C15后接地。
[0028]供電電路6包括型號(hào)為ASMl 17的線性穩(wěn)壓器Ql與第四電感L4，線性穩(wěn)壓器Ql的輸入端外接5V電壓源，線性穩(wěn)壓器Ql的輸出端通過(guò)并聯(lián)的第三十二電容C32、第三十三電容C33后接地，第四電感L4的一端與線性穩(wěn)壓器Ql的輸入端連接，第四電感L4的另一端通過(guò)并聯(lián)的第三十四電容C34、第三十五電容C35、第三十六電容C36后接地，第四電感L4的一端輸出3.3V供電電壓。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于包括MCU控制器、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊、路由模塊、ZigBee控制器與實(shí)時(shí)檢測(cè)電路，所述的路由模塊與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊連接，所述的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊與MCU控制器連接，所述的ZigBee控制器與MCU控制器連接，所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)電路與ZigBee控制器連接，所述的MCU控制器采用型號(hào)為MSP430F149的第一芯片，所述的ZigBee控制器中采用型號(hào)為CC2530的第五芯片，實(shí)時(shí)檢測(cè)電路中包括多個(gè)傳感器，多個(gè)傳感器檢測(cè)到周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)并發(fā)送到ZigBee控制器，ZigBee控制器采集傳感器上的數(shù)據(jù)并將接收的數(shù)據(jù)傳送給MCU控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)算法處理，M⑶控制器將數(shù)據(jù)處理后發(fā)送控制指令給ZigBee控制器，ZigBee控制器根據(jù)接收到MCU控制器發(fā)送的指令調(diào)節(jié)LED燈的亮度實(shí)現(xiàn)定量補(bǔ)光，MCU控制器接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊、路由模塊發(fā)送至服務(wù)器，通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)手機(jī)或PC機(jī)的人機(jī)交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于還包括供電電路與電源適配器電路，所述的電源適配器電路通過(guò)LDO穩(wěn)壓電路與供電電路連接，供電電路輸出3.3V供電電壓，所述的供電電路為MCU控制器、ZigBee控制器供電，所述的MCU控制器外接LCD顯示線路、按鍵調(diào)光電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)電路包括與MCU控制器連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、溫濕度檢測(cè)電路、光照度檢測(cè)電路與一氧化碳檢測(cè)電路，所述的一氧化碳檢測(cè)電路、溫濕度檢測(cè)電路、光照度檢測(cè)電路分別與ZigBee控制器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第五芯片的第一管腳接地，第五芯片的第二管腳連接3.3V供電電壓，所述的第五芯片的第一管腳與第二管腳之間連接第二十一電容，所述的第五芯片的第十一管腳通過(guò)第三發(fā)光二極管、第八電阻后接地，第五芯片的第三管腳通過(guò)第十電阻與3.3V供電電壓連接，第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過(guò)第九電阻、第二十電阻、第二十一電阻與3.3V供電電壓連接，所述的第五芯片的第二十四管腳、第十五管腳、第十四管腳分別通過(guò)第八按鍵、第四發(fā)光二極管、第五發(fā)光二極管后接地。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第一芯片的第一管腳連接3.3V供電電壓與第四電容，所述的第四電容的一端與第一芯片的第一管腳連接，第四電容的另一端依次通過(guò)并聯(lián)的第三電容、第七按鍵以及第一電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第四電容的另一端接地，所述的第一芯片的第八管腳通過(guò)第六電容后接地，第一芯片的第九管腳通過(guò)第七電容后接地，第一芯片的第八管腳與第九管腳之間通過(guò)第一晶振連接，所述的第一芯片的第五十二管腳通過(guò)第九電容后接地，第一芯片的第五十三管腳通過(guò)第八電容后接地，第一芯片的第五十二管腳與第五十三管腳之間通過(guò)第二晶振連接。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第一芯片的第十二管腳、第十三管腳、第十四管腳、第十五管腳分別通過(guò)第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第一芯片的第十二管腳通過(guò)并聯(lián)第二十五電容、第一按鍵后接地，所述的第一芯片的第十三管腳通過(guò)并聯(lián)第二十六電容、第二按鍵后接地，所述的第一芯片的第十四管腳通過(guò)并聯(lián)第二十七電容、第三按鍵后接地，所述的第一芯片的第十五管腳通過(guò)并聯(lián)第二十八電容、第四按鍵后接地。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊包括型號(hào)為ENC28J60D的第二芯片，所述的第二芯片與第一芯片連接，所述的第二芯片的第十管腳通過(guò)第三電阻后與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳均與3.3V供電電壓連接，所述的第二芯片的第十五管腳、第十九管腳、第二十管腳、第二十八管腳分別通過(guò)第四十電容、第十三電容、第十四電容、第十五電容后接地。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物照明控制系統(tǒng)，其特征在于所述的供電電路包括型號(hào)為ASM117的線性穩(wěn)壓器與第四電感，所述的線性穩(wěn)壓器的輸入端外接5V電壓源，線性穩(wěn)壓器的輸出端通過(guò)并聯(lián)的第三十二電容、第三十三電容后接地，所述的第四電感的一端與線性穩(wěn)壓器的輸入端連接，第四電感的另一端通過(guò)并聯(lián)的第三十四電容、第三十五電容、第三十六電容后接地，所述的第四電感的一端輸出3.3V供電電壓。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK205693944SQ201620622383
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日 公開(kāi)號(hào)201620622383.0, CN 201620622383, CN 205693944 U, CN 205693944U, CN-U-205693944, CN201620622383, CN201620622383.0, CN205693944 U, CN205693944U
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