CN112202569B - 一种供电方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种供电方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN112202569B CN202010888143.6A CN202010888143A CN112202569B CN 112202569 B CN112202569 B CN 112202569B CN 202010888143 A CN202010888143 A CN 202010888143A CN 112202569 B CN112202569 B CN 112202569B
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Abstract

本申请实施例提供一种供电方法、装置、设备及存储介质，所述供电方法包括：发送第一检测信号至受电设备；接收所述受电设备发送的第一反馈信号；根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第一等级；判断所述第一反馈信号的数量是否达到对应于所述第一等级的预设数量；当所述第一反馈信号的数量达到所述预设数量时，根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级；根据所述第一等级和所述第二等级，确定所述受电设备的分配功率；根据所述分配功率，为所述受电设备供电。本申请实现了供电过程中功率分配的精细化，有效减少了供电设备功率预算的浪费。

Description

一种供电方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种供电方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
以太网供电(Power Over Ethernet，POE)指的是在现有以太网布线基础架构不作任何改动的情况下，传输数据信号的同时还能为设备提供直流供电的技术。一个以太网供电系统一般包括供电设备(Power Source Equipment，PSE)和受电设备(Powered Device，PD)。
供电设备在为受电设备供电前，需要先检测受电设备是否符合以太网供电标准，当检测结果符合标准后，对受电设备进行分级，并根据受电设备的等级为其分配相应的功率。目前，由于高功率设备的引入，标准IEEE802.3bt将受电设备划分为Clas0～Clas8九个等级，虽然提高了对受电设备的功率限值，但是每个等级对应的功率范围较大，非常容易造成PSE端功率预算的浪费。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种供电方法，用以实现供电过程中功率分配的精细化，有效减少供电设备功率预算的浪费。
本申请实施例第一方面提供了一种供电方法，包括：发送第一检测信号至受电设备；接收所述受电设备发送的第一反馈信号；根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第一等级；判断所述第一反馈信号的数量是否达到对应于所述第一等级的预设数量；当所述第一反馈信号的数量达到所述预设数量时，根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级；根据所述第一等级和所述第二等级，确定所述受电设备的分配功率；根据所述分配功率，为所述受电设备供电。
于一实施例中，还包括：当所述第一反馈信号的数量未达到所述预设数量时，继续执行发送所述第一检测信号至所述受电设备，接收所述受电设备发送的所述第一反馈信号，根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的所述第一等级，判断所述第一反馈信号的数量是否达到对应于所述第一等级的预设数量，直至所述第一反馈信号的数量达到所述预设数量，则根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级。
于一实施例中，所述根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第一等级，包括:获取所述第一反馈信号的量化结果；根据所述量化结果，确定所述受电设备的第一等级。
于一实施例中，所述预设数量为一个，在所述根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级之前，还包括:判断所述第一等级是否为零；当所述第一等级为零时，确定所述分配功率为预设额度。
于一实施例中，所述预设数量为两个或三个，所述根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级，包括：从所有所述第一反馈信号的所述量化结果中选取最大量化值；根据所述第一等级，确定对应于所述最大量化值的第二等级。
于一实施例中，所述预设数量为四个或五个，所述根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级，包括：除去接收时间最早的两个所述第一反馈信号；从剩余的所述第一反馈信号的所述量化结果中选取最大量化值；根据所述第一等级，确定对应于所述最大量化值的第二等级。
于一实施例中，采用以下公式计算所述分配功率
PNm＝(PN-PN-1)÷M×(m+1)+(PN-1)
其中，PNm表示第一等级为N第二等级为m时的分配功率，PN表示第一等级为N时的最大功率，PN-1表示第一等级为(N-1)时的最大功率，M表示第二等级的总级数，m表示第二等级。
本申请实施例第二方面提供了一种供电装置，包括：发送模块，用于发送第一检测信号至受电设备；接收模块，用于接收所述受电设备发送的第一反馈信号；第一确定模块，用于根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第一等级；判断模块，用于判断所述第一反馈信号的数量是否达到对应于所述第一等级的预设数量；第二确定模块，用于当所述第一反馈信号的数量达到所述预设数量时，根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级；第三确定模块，用于根据所述第一等级和所述第二等级，确定所述受电设备的分配功率；供电模块，用于根据所述分配功率，为所述受电设备供电
本申请实施例第三方面提供了一种电子设备，包括：存储器，用以存储计算机程序；处理器，用以执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法。
本申请实施例第四方面提供了一种非暂态电子设备可读存储介质，包括：程序，当其藉由电子设备运行时，使得所述电子设备执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一实施例的电子设备的结构示意图；
图2为本申请一实施例的供电系统的结构示意图；
图3为本申请一实施例的供电方法的流程示意图；
图4为本申请一实施例的分级电流分布图；
图5为本申请一实施例的供电装置的结构示意图。
附图标记：
100-电子设备，110-总线，120-处理器，130-存储器，200-供电系统，210-供电设备，211-供电设备功率接口，212-高压功率电路，213-第一开关，214-A/D转换器，215-处理单元，216-电压限制单元，220-受电设备，221-受电设备功率接口，222-控制电源，223-第二开关，224-分级电流产生电路，500-供电装置，510-发送模块，520-接收模块，530-第一确定模块，540-判断模块，550-第二确定模块，560-第三确定模块，570-供电模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“配置为”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参看图1，其为本申请一实施例的电子设备100的结构示意图，包括至少一个处理器120和存储器130，图1中以一个处理器为例。处理器120和存储器130通过总线110连接，存储器130存储有可被至少一个处理器120执行的指令，指令被至少一个处理器120执行，以使至少一个处理器120执行如下述实施例中的供电方法。
如图2所示，其为本申请一实施例的供电系统200的结构示意图，包括供电设备210和受电设备220，受电设备220为支持以太网供电技术的网络终端设备，供电设备210通过网线连接受电设备220，为受电设备220供电。电子设备100可应用于供电设备210。
于一实施例中，供电设备210可以是以太网交换机或路由器或其它网络交换设备，也可以是数据通信网络中的中跨设备。受电设备220被配置为可从以太网络中汲取供电设备210所提供的功率或请求供电设备210提供功率的装置。
于一实施例中，供电设备210包括：供电设备功率接口211、高压功率电路212、第一开关213、A/D转换器214、处理单元215和电压限制单元216。高压功率电路212连接供电设备功率接口211，供电设备功率接口211连接第一开关213，第一开关213连接A/D转换器214，A/D转换器214连接处理单元215，处理单元215连接电压限制单元216，电压限制单元216连接第一开关213。
受电设备220包括：受电设备功率接口221、控制单元222、第二开关223和分级电流产生电路224。受电设备功率接口221连接供电设备功率接口211、控制单元222和第二开关223，控制单元222连接第二开关223和分级电流产生电路224，分级电流产生电路224连接第二开关223。
在分级阶段，供电设备210的电压限制单元216可以打开供电设备210内部的第一开关213，通过供电设备功率接口211施加一个分级电压。受电设备功率接口221接收到该分级电压后，由控制单元222控制分级电流产生电路224产生分级电流，该分级电流通过受电设备220内部的第二开关223经受电设备功率接口221传输至供电设备功率接口211后，经供电设备210内部的第一开关213传入A/D转换器214，并将转换结果输送到处理单元215。处理单元215会依据分级电流的量化结果，识别供电设备220的等级。
如图3所示，其为本申请一实施例的供电方法的流程示意图，该方法可由图1所示的电子设备100或带有电子设备100的供电设备210来执行，以实现功率分配的精细化，减少供电功率的浪费。该方法包括如下步骤：
步骤310：发送第一检测信号至受电设备。
在上述步骤中，发送第一检测信号至受电设备220，该第一检测信号为电压信号，电压信号的范围为15.5V至20V。供电设备210发送一个范围为15.5V至20V的电压信号至受电设备220。
步骤320：接收受电设备发送的第一反馈信号。
在上述步骤中，受电设备220会生成一个对应于第一检测信号的第一反馈信号，接收受电设备220发送的第一反馈信号。响应于供电设备210发送的电压信号，受电设备220会生成一个电流信号，并发送至供电设备210，这个过程也可以称为分级事件，该电流信号也可以称为分级签名。该电流信号将现有标准的分级电流范围进行再划分，于一实施例中，可以通过调整供电设备220的分级电阻来改变分级签名(即电流信号)，也可以通过软件控制配置分级签名的数值。
于一实施例中，一个分级事件后面会跟着一个标记事件，即向受电设备220发送一个范围为7V至10V的电压信号，以使受电设备220确认前次分级事件已经结束。
步骤330：根据第一反馈信号，确定受电设备的第一等级。
在上述步骤中，受电设备220的第一等级可以按照现有以太网供电标准确定，其中，IEEE 802.3af标准将供电设备220划分为Class0～Class3四个等级，IEEE 802.3at标准在IEEE 802.3af标准的基础上增加了Class4等级，而IEEE 802.3abt标准引入了四种新的高功率设备分级，将供电设备220划分为Class0～Class8九个等级。第一反馈信号(Iclass)与第一等级(Class)的对应关系如表1所示。
表1
Measured I<sub>Class</sub> Class signature
0mA to 5mA Class signature 0
＞5mA and＜8mA Either class signature 0 or 1
8mA to 13mA Class signature 1
＞13mA and＜16mA Either class signature 1 or 2
16mA to 21mA Class signature 2
＞21mA and＜25mA Either clss signature 2 or 3
25mA to 31mA Class signature 3
＞31mA and＜35mA Either class signature 3 or 4
35mA to 45mA Class signature 4
＞45mA and＜51mA Either class signature 4 or invalid class signature
于一实施例中，根据第一反馈信号，确定受电设备的第一等级包括：获取第一反馈信号的量化结果，根据量化结果，确定受电设备220的第一等级。
于一实施例中，若供电设备210接收到多个第一反馈信息，则第一等级根据多个第一反馈信息共同决定。
步骤340：判断第一反馈信号的数量是否达到对应于第一等级的预设数量。
在上述步骤中，判断第一反馈信号的数量是否达到对应于第一等级的预设数量，若第一反馈信号的数量达到预设数量，则执行步骤350，若第一反馈信号的数量未达到预设数量，则执行步骤310。该预设数量大于或等于一个，可以根据供电设备210的类型以及第一等级确定。
于一实施例中，最大支持Class6的供电设备210，按照标准预设数量可以是四个，依次进行四次分级事件，每次分级事件结束后接收到一个第一反馈信号。
于一实施例中，当第一等级为Class1～Class4时，预设数量不超过三个，当第一等级为Class5或Class6时，按照标准会进行第三次分级事件和第四次分级事件，预设数量为四个，当第一等级为Class7或Class8时，按照标准会进行第五次分级事件，预设数量为五个。
步骤350：根据第一等级和第一反馈信号，确定受电设备的第二等级。
在上述步骤中，根据第一等级，选取不同的第一反馈信号，根据选取到的第一反馈信号确定受电设备220的第二等级。
于一实施例中，第一反馈信号的预设数量为一个，在根据第一等级和第一反馈信号，确定受电设备的第二等级之前，还包括:判断第一等级是否为零，若第一等级为零，则确定分配功率为预设额度。该预设额度为标准规定的13W。若第一等级不为零，则根据第一等级和第一反馈信号确定受电设备220的第二等级。
于一实施例中，第一反馈信号的预设数量为两个或三个，根据第一等级和第一反馈信号，确定受电设备的第二等级，包括：从所有第一反馈信号的量化结果中选取最大量化值；根据第一等级，确定对应于最大量化值的第二等级。由于分配功率随分级电流的增大而增大，取最大量化值可以确保最终得到的第二等级是最大的，从而减少供电设备210和受电设备220交互过程中各环节误差对结果的影响。
于一实施例中，第一等级为Class1～Class4时，最大量化值与第二等级(sub-Class)的对应关系如表2所示：
表2
Figure BDA0002656155220000091
于一实施例中，也可以取所有第一反馈信号的平均量化值，然后根据第一等级，确定对应于平均量化值的第二等级。
于一实施例中，第一反馈信号的预设数量为四个或五个，根据第一等级和第一反馈信号，确定受电设备的第二等级，包括：除去接收时间最早的两个第一反馈信号；从剩余的第一反馈信号的量化结果中选取最大量化值；根据第一等级，确定对应于最大量化值的第二等级。当第一等级为Class5或Class6时，按照标准会进行第三次分级事件和第四次分级事件，当第一等级为Class7或Class8时，按照标准会进行第五次分级事件，而第三次分级事件、第四次分级事件、第五次分级事件的分级签名与前两次分级事件的分级签名会有所不同，因此，当该预设数量为四个或五个时，需要先将前两次的第一反馈信号排除，避免影响第二等级确定结果的准确性。
于一实施例中，第一等级为Class5～Class8时，最大量化值与第二等级(sub-Class)的对应关系如表3所示：
表3
Figure BDA0002656155220000101
于一实施例中，也可以计算除接收时间最早的两个第一反馈信号以外的其他第一反馈信号的平均量化值，然后根据第一等级，确定对应于平均量化值的第二等级。
于一实施例中，供电设备210执行第一次分级事件，即向供电设备发送一个15.5V至20.5V的电压信号，接收第一分级电流，判断是否执行第一次标记事件，即向受电设备220发送一个7V至10V的电压信号，若不执行第一次标记事件，则判断第一等级是否为Class0，若第一等级为Class0，则根据标准判定供电设备220请求的功率为13W，否则，根据第一等级和第一分级电流的量化结果，确定第二等级。
当供电设备210需执行第一次标记事件时，在其执行完第一次标记事件后，判断是否执行第二次分级事件，若不执行第二次分级事件，则判断第一等级是否为Class0，若第一等级为Class0，则根据标准判定供电设备220请求的功率为13W，否则，根据第一等级和第一分级电流的量化结果，确定第二等级。
当需要执行第二次分级事件时，供电设备210执行第二次分级事件，接收第二分级电流，执行第二次标记事件，得到第一等级。判断是否执行第三次分级事件，若不执行第三次分级事件，则根据第一分级电流和第二分级电流的量化结果最大值和第一等级，确定第二等级。
否则，执行第三次分级事件，接收第三分级电流，执行第三次标记事件，得到第一等级。判断是否执行第四次分级事件，若不执行第四次分级事件，则第一分级电流、第二分级电流和第三分级电流的量化结果最大值和第一等级，确定第二等级。
否则，执行第四次分级事件，接收第四分级电流，执行第四次标记事件，得到第一等级。判断是否执行第五次分级事件，若不执行第五次分级事件，则根据第三分级电流和第四分级电流的量化结果最大值和第一等级，确定第二等级。
否则，执行第五次分级事件，接收第五分级电流，执行第五次标记事件，得到第一等级，根据第三分级电流、第四分级电流和第五分级电流的量化结果最大值，确定第二等级。
步骤360：根据第一等级和第二等级，确定受电设备的分配功率。
在上述步骤中，分配功率表示受电设备220所需的功率上限，采用以下公式计算分配功率：
PNm＝(PN-PN-1)÷M×(m+1)+(PN-1)
其中，PNm表示第一等级为N第二等级为m时的分配功率，PN表示第一等级为N时的最大功率，PN-1表示第一等级为(N-1)时的最大功率，M表示第二等级的总级数，m表示第二等级。于一实施例中，N＝0～8，m＝0～7。
步骤370：根据分配功率，为受电设备供电。
在上述步骤中，根据分配功率，调整过流阈值、限流阈值等参数为受电设备220供电。于一实施例中，考虑到功率传输过程中的损耗，工作过程中因发热导致的线缆电阻增加等因素，分配功率需要加上少量裕量，才能确定供电设备210最终需要提供的功率，该裕量的计算方式可采用常规方法。
于一实施例中，若供电设备210的功率预算无法满足受电设备220所需的功率，则进行功率降级，功率降级的具体执行过程与现有标准一致。
本申请保留了原有的物理层分级区间作为第一等级，并在第一等级的基础上进一步确定第二等级，可以得到更精细化的功率分配结果，有效减少了供电设备210功率预算的浪费，也可以设定更加合理的短路保护和过流保护阈值，使系统工作更加稳定。本申请兼容IEEE 802.3af&at&bt标准，使得支持本申请供电方法的供电设备210可以根据用户需求启用或禁用精细化分配功能，同样的，为适应本申请而调整了分级电阻的受电设备210，在接入不能执行本申请供电方法的普通供电设备时，也可以正常使用，不会影响其功率申请。同时，无需额外的软件和硬件开销，极大的节约了成本。
如图4所示，其为本申请一实施例的分级电流分布图。由图可知，在应用了本申请上述实施例描述的供电方法的供电系统200中，受电设备220产生的分级电流的量化对于分辨率为9bit及以上的ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器)都是可以实现的。
如图5所示，其为本申请一实施例的供电装置500的结构示意图，该装置可应用于图1所示的电子设备100，以及图2所示的供电设备210，包括：发送模块510、接收模块520、第一确定模块530、判断模块540、第二确定模块550、第三确定模块560、供电模块570。各个模块的原理关系如下：
发送模块510用于发送第一检测信号至受电设备。
接收模块520用于接收受电设备发送的第一反馈信号。
第一确定模块530用于根据第一反馈信号，确定受电设备的第一等级。
判断模块540用于判断第一反馈信号的数量是否达到对应于第一等级的预设数量。
第二确定模块550用于当第一反馈信号的数量达到预设数量时，根据第一等级和第一反馈信号，确定受电设备的第二等级。
第三确定模块560用于根据第一等级和第二等级，确定受电设备的分配功率。
供电模块570用于根据分配功率，为受电设备供电。
于一实施例中，第一确定模块530具体用于获取第一反馈信号的量化结果；根据量化结果，确定受电设备的第一等级。
于一实施例中，预设数量为一个，供电装置500还用于判断第一等级是否为零；当第一等级为零时，确定分配功率为预设额度。
于一实施例中，预设数量为两个或三个，第二确定模块550具体用于从所有第一反馈信号的量化结果中选取最大量化值；根据第一等级，确定对应于最大量化值的第二等级。
于一实施例中，预设数量为四个或五个，第二确定模块550具体用于除去接收时间最早的两个第一反馈信号；从剩余的第一反馈信号的量化结果中选取最大量化值；根据第一等级，确定对应于最大量化值的第二等级。
上述供电装置500的详细描述，请参见上述实施例中相关方法步骤的描述。
本发明实施例还提供了一种电子设备可读存储介质，包括：程序，当其在电子设备上运行时，使得电子设备可执行上述实施例中方法的全部或部分流程。其中，存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供电方法，其特征在于，包括：
发送第一检测信号至受电设备；
接收所述受电设备发送的第一反馈信号；
根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第一等级；
判断所述第一反馈信号的数量是否达到对应于所述第一等级的预设数量；
当所述第一反馈信号的数量达到所述预设数量时，根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级；
根据所述第一等级和所述第二等级，确定所述受电设备的分配功率；
根据所述分配功率，为所述受电设备供电。
2.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，还包括：
当所述第一反馈信号的数量未达到所述预设数量时，继续执行发送所述第一检测信号至所述受电设备，接收所述受电设备发送的所述第一反馈信号，根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的所述第一等级，判断所述第一反馈信号的数量是否达到对应于所述第一等级的预设数量，直至所述第一反馈信号的数量达到所述预设数量，则根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级。
3.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第一等级，包括:
获取所述第一反馈信号的量化结果；
根据所述量化结果，确定所述受电设备的第一等级。
4.根据权利要求3所述的供电方法，其特征在于，所述预设数量为一个，在所述根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级之前，还包括:
判断所述第一等级是否为零；
当所述第一等级为零时，确定所述分配功率为预设额度。
5.根据权利要求3所述的供电方法，其特征在于，所述预设数量为两个或三个，所述根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级，包括：
从所有所述第一反馈信号的所述量化结果中选取最大量化值；
根据所述第一等级，确定对应于所述最大量化值的第二等级。
6.根据权利要求3所述的供电方法，其特征在于，所述预设数量为四个或五个，所述根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级，包括：
除去接收时间最早的两个所述第一反馈信号；
从剩余的所述第一反馈信号的所述量化结果中选取最大量化值；
根据所述第一等级，确定对应于所述最大量化值的第二等级。
7.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，采用以下公式计算所述分配功率
PNm＝(PN-PN-1)÷M×(m+1)+(PN-1)
其中，PNm表示第一等级为N第二等级为m时的分配功率，PN表示第一等级为N时的最大功率，PN-1表示第一等级为(N-1)时的最大功率，M表示第二等级的总级数，m表示第二等级。
8.一种供电装置，其特征在于，包括：
发送模块，用于发送第一检测信号至受电设备；
接收模块，用于接收所述受电设备发送的第一反馈信号；
第一确定模块，用于根据所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第一等级；
判断模块，用于判断所述第一反馈信号的数量是否达到对应于所述第一等级的预设数量；
第二确定模块，用于当所述第一反馈信号的数量达到所述预设数量时，根据所述第一等级和所述第一反馈信号，确定所述受电设备的第二等级；
第三确定模块，用于根据所述第一等级和所述第二等级，确定所述受电设备的分配功率；
供电模块，用于根据所述分配功率，为所述受电设备供电。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用以存储计算机程序；
处理器，用以执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种非暂态电子设备可读存储介质，其特征在于，包括：程序，当其藉由电子设备运行时，使得所述电子设备执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
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