CN112584557A - 一种基于物联网的终端设备及网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的终端设备及网络设备，包括：传感器,用于采集所述终端设备的工作参数,生成传感器数据；第一处理组件,与所述传感器连接，用于接收所述传感器数据；第一通信组件,与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第一指令将所述传感器数据发送至服务器；其中，所述第二通信组件与所述服务器之间包括多种通信方式。根据本发明，简化了传感器数据的联网过程，实现了将传感器数据快速稳定地传输至网络端，节省了终端设备对接不同的网络协议所占用的网络资源，也避免了终端设备的重复开发不同的网络协议的过程，解决了传感器数据难以联网的问题。

Description

一种基于物联网的终端设备及网络设备

技术领域

本发明涉及物联网领域，更具体地涉及基于物联网的数据传输。

背景技术

随着进入物联网时代，生活中的物联网设备越来越多。目前，物联网设备通过网络接入设备将数据传输至网络端，而实际应用中网络接入设备的种类很多且具有各自的通信协议，物联网设备可能需要连接多种不同类型的网络接入设备，才能顺利地接入物联网平台，否则物联网设备的数据难以接入物联网平台。然而，每个物联网设备对接多种不同的网络接入设备，需要对物联网设备重复开发以满足不同的通信协议，这将造成巨大的资源浪费，同时也给网络带来极大的负担，以及导致物联网设备的数据传输效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种基于物联网的终端设备及网络设备，以至少解决上述的问题之一。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于物联网的终端设备，包括：

传感器,用于采集所述终端设备的工作参数,生成传感器数据；

第一处理组件,与所述传感器连接，用于接收所述传感器数据；

第一通信组件,与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第一指令将所述传感器数据发送至服务器；

其中，所述第一通信组件与所述服务器之间包括多种通信方式。

可选地，所述多种通信方式包括：WiFi、NBIoT、或DTU中的多种。

可选地，所述终端设备还包括：

第一子网通信组件,与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第二指令将所述传感器数据发送至网络设备；其中，所述网络设备用于将所述传感器数据发送至服务器。

可选地，所述第一子网通信组件与所述网络设备之间包括如下至少一种通信方式：Zigbee、Lora、或蓝牙。

可选地，所述终端设备还包括：

控制组件，与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第三指令控制所述终端设备。

可选地，所述传感器通过模数转换器、串行外设接口、集成电路总线、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器、或通用输入输出端口与所述第一处理组件进行通信。

可选地，所述第一处理组件包括32位单片机。

根据本发明的第二方面，提供了一种基于物联网的网络设备，包括：

第二子网通信组件,用于接收来自终端设备的数据；

第二处理组件,与所述第二子网通信组件连接,用于处理所述终端设备的数据；

第二通信组件,与所述第二处理组件连接,用于基于所述第二处理组件的第四指令将所述终端设备的数据发送至服务器；

其中，所述第二通信组件与所述服务器之间包括多种通信方式。

可选地，所述第二通信组件包括32位单片机。

可选地，所述第二子网通信组件与所述终端设备之间包括如下至少一种通信方式：Zigbee、Lora、或蓝牙。

根据本发明实施例的基于物联网的终端设备及网络设备，通过具有多种通信方式的处理组件将传感器数据发送至服务器，简化了传感器数据的联网过程，实现了将传感器数据快速稳定地传输至网络端，节省了终端设备对接不同的网络协议所占用的网络资源，也避免了终端设备的重复开发不同的网络协议的过程，解决了传感器数据难以联网的问题。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本发明实施例的一种基于物联网的终端设备的示意图；

图2是根据本发明实施例的物联网系统的示意性框图；

图3是根据本发明实施例的基于物联网的终端设备的示意性框图；

图4是根据本发明实施例的基于物联网的网络设备的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

目前，物联网设备可能需要连接多种不同类型的网络接入设备，才能顺利地接入物联网平台，否则物联网设备的数据难以接入物联网平台。参见图1，图1示了一种基于物联网的终端设备的示意图。如图1所示，网络接入设备140-160可以是不同场景或不同地点的网络接入设备，终端设备110-130在不同的情况下需要对接不同类型的网络接入设备140-160才能将数据传输至服务器170即网络端，否则终端设备的数据难以接入位于网络端的物联网平台。然而，每个物联网设备对接多种不同的网络接入设备，需要对物联网设备重复开发以满足不同的通信协议，这将造成巨大的资源浪费，同时也给网络带来极大的负担，以及导致物联网设备的数据传输效率低。

基于上述考虑，提出了根据本发明实施例的基于物联网的终端设备及网络设备。参见图2，图2示出了根据本发明实施例的物联网系统的示意性结构框图。如图2所示，物联网系统200可以包括：至少一个终端设备210-230、至少一个网络设备240、至少一个服务器250、以及物联网平台260；其中，终端设备210-230通过服务器250与物联网平台260进行数据通信。

其中，终端设备210-230可以将数据通过服务器传输至物联网平台260，也可以通过服务器接收来自物联网平台260的指令，并响应该指令以完成相应的操作；物联网平台260通过服务器250获取来自终端设备210-230的数据，并通过服务器250向终端设备210-230发送相应的指令以控制终端设备210-230。

在一些实施例中，物联网平台260可以包括：大数据平台261，用于存储接收到的数据；以及设备管理平台262，用于控制与所述物联网平台260相关联的终端设备210-230。其中，与所述物联网平台相关联的终端设备可以是指能够与所述物联网平台260进行通信的终端设备

具体来说，终端设备210-230直接或通过网络设备240将自身的数据发送至服务器250，物联网平台260从服务器250获取来自终端设备210-230的数据，可以将该来自终端设备210-230的数据存储于大数据平台261；物联网平台260可以对大数据平台261中的数据进行分析或处理；设备管理平台262可以根据用户操作或用户设置向终端设备210-230发送相应的指令，该指令经过服务器250发送至对应的终端设备，收到指令的终端设备响应于该指令执行相应的操作，从而实现设备管理平台262对终端设备210-230的控制。

在一些实施例中，终端设备210可以将数据直接传输至服务器250。

在一些实施例中，终端设备220-230可以通过网络设备240将数据传输至服务器250。

可选地，终端设备210-230可以是一体式设备，或者也可以是分布式设备。

在一些实施例中，所述终端设备210-230可以是智能控制设备，例如，场景控制设备、暖通控制设备、电器控制设备、影音控制设备(如，智能音箱、智能电视机等)、环境控制设备(如，烟雾报警器等智能环境监测设备)等；还可以是智能家居设备，例如，智能门窗、智能门锁、智慧照明设备、扫地机器人等；也可以是智能安防设备，例如，智能网络摄像头；也可以是智能穿戴设备，例如智能手表等；也可以是智能汽车、智能电表等，或其他物联网设备。

应了解，上述物联网系统中终端设备、网络设备和/或服务器的数量仅为举例说明，并不旨在对物联网系统的限制，其各自的数量均可以根据需要进行设置，在此不做限制。

下面，参见图3，图3示出了根据本发明实施例的基于物联网的终端设备的示意性框图。如图3所示，终端设备300包括：

传感器310,用于采集所述终端设备的工作参数,生成传感器数据；

第一处理组件320,与所述传感器310连接，用于接收所述传感器数据；

第一通信组件330,与所述第一处理组件320连接,用于基于所述第一处理组件320的第一指令将所述传感器数据发送至服务器；

其中，所述第一通信组件330与所述服务器之间包括多种通信方式。

根据本发明实施例的基于物联网的终端设备，将其传感器310采集到的传感器数据发送至第一处理组件320，第一处理组件320向具有多种通信方式的第一通信组件330发送第一指令，第一通信组件330接收到该第一指令后将所述传感器数据发送至服务器。与传统方法中相比，根据本发明实施例的基于物联网的终端设备不用分别对接不同类型的网络接入设备，简化了传感器数据的联网过程，实现了将传感器数据快速稳定地传输至网络端，节省了终端设备对接不同的网络协议所占用的网络资源，也避免了终端设备的重复开发不同的网络协议的过程，解决了传感器数据难以联网的问题。

在一些实施例中，传感器310可以通过模数转换器(ADC)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(IIC)、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器(UART)、或通用输入输出端口(GPIO)与第一处理组件320进行通信。

相应地，在一些实施例中，第一处理组件320也可以设置相应的接口与传感器连接，以接收来自传感器310的数据。

在一些实施例中，第一处理组件320可以包括如下至少一种方式与多个传感器310连接：模数转换器(ADC)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(IIC)、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器(UART)、或通用输入输出端口(GPIO)。其中，多个传感器310可以同时与第一处理组件320实现数据传输；即第一处理组件320可以同时接收来自多个传感器310的传感器数据。

可选地，所述第一指令包括将所述传感器数据发送至服务器的通信方式。

在一些实施例中，第一处理组件320可以向第一通信组件330发送包含有指定通信方式的第一指令。

根据本发明实施例，第一处理组件320可以包括单片机。进一步地，所述单片机可以是32位单片机。其中，该32位单片机支持8个多路复用输入通道或4个差分输入对，以及多个串行接口，如两个UART/LIN、最高3Mbit/s的SPI接口等，拥有丰富的外设、更低的功耗和成本。

根据本发明实施例，所述第一通信组件330与所述服务器之间包括多种通信方式，所述多种通信方式可以包括：WiFi、NBIoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)、或DTU(Data Transfer Unit，数据传输单元)中的多种。

在一些实施例中，所述第一通信组件330可以包括如下一种或多种：

WiFi模块，用于以WiFi通信方式传输数据；

NBIoT模块，用于以NBIoT通信方式传输数据；

DTU模块，用于以DTU通信方式传输数据。

此外，所述第一通信组件330与所述服务器之间包括多种通信方式，所述多种通信方式还可以包括2G、3G、4G、5G，以及有线通信方式，如光纤、网线等中的多种。

在一些实施例中，所述终端设备可以是智能电表。进一步地，传感器可以包括电压传感器和/或电流传感器等。其中，根据本发明实施例的智能电表，可以将电压传感器采集的电压数据和/或电流传感器采集的电流数据发送至智能电表中的第一处理组件，第一处理组件接收到电压数据和/或电流数据后，并向第一通信组件发送第一指令，第一通信组件根据第一指令将打包后的电压数据和/或电流数据以WiFi、NBIoT、或DTU中任意一种通信方式发送至服务器。第一处理组件可以根据电压传感器和/或电流传感器发来的电压数据和/或电流数据进行边缘计算，根据边缘计算的结果做出相应决策，并发出控制命令至控制组件(如继电器)，控制组件执行该控制命令，例如，断电。由此，根据本发明实施例的终端设备，简化了传统方法中终端设备需要与WiFi、NBIoT、或DTU等的网络接入设备建立通信后，再将电压数据和/或电流数据通过网络接入设备发送到服务器的这一过程，实现了将智能电表的电压数据和/或电流数据直接发送到服务器，节省了网络资源且提高了终端设备的数据传输效率。

根据本发明实施例，所述终端设备300还包括：

第一子网通信组件340,与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第二指令将所述传感器数据发送至网络设备；其中，所述网络设备用于将所述传感器数据发送至服务器。

其中，所述终端设备也可以通过网络设备将传感器数据传输至服务器。参见图2，例如终端设备220-230可以通过其各自的第一子网通信组件，将传感器数据发送至网络设备240，网络设备240将接收到的传感器数据发送至服务器250。

可选地，所述第一子网通信组件与所述网络设备之间包括如下至少一种通信方式：Zigbee、Lora、或蓝牙。此外，所述第一子网通信组件与所述网络设备之间还可以采用有线传输方式，如RS485总线、CAN总线、LIN总线等。

可选地，所述终端设备还包括：

控制组件350，与所述第一处理组件320连接,用于基于所述第一处理组件320的第三指令控制所述终端设备。

在一些实施例中，所述控制组件350可以包括继电器、电机编码器等终端设备中的控制器件。其中，可以基于继电器控制电源的通断来控制终端设备是否工作，可以基于电机编码器来控制终端设备中电机的转动。

下面，参见图4，图4示出了根据本发明实施例的基于物联网的网络设备的示意性框图。如图4所示，网络设备400包括：

第二子网通信组件410,用于接收来自终端设备的数据；

第二处理组件420,与所述第二子网通信组件连接,用于处理所述终端设备的数据；

第二通信组件430,与所述第二处理组件连接,用于基于所述第二处理组件的第四指令将所述终端设备的数据发送至服务器；

其中，所述第二通信组件430与所述服务器之间包括多种通信方式。

根据本发明实施例，所述第二通信组件430与所述服务器之间包括多种通信方式，所述多种通信方式可以包括：多种有线通信方式和/或多种无线通方式。进一步地，多种无线通信方式可以包括：WiFi、NBIoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)、DTU(Data Transfer Unit，数据传输单元)、2G、3G、4G、或5G；多种有线通信方式包括：光纤、网线等。

根据本发明实施例，所述第二处理组件420包括单片机。进一步地，所述单片机包括32位单片机。

可选地,所述第二子网通信组件430与所述终端设备之间包括如下至少一种通信方式：Zigbee、Lora、或蓝牙。

应了解，根据本发明实施例的网络设备，可以接收来自现有的终端设备的数据，也可以接收来自根据本发明实施例的终端设备的数据，在此不做限制。

在一些实施例中，结合图2-图4，以图2中的终端设备210-220为根据本发明实施例的基于物联网的终端设备，网络设备240为根据本发明实施例的基于物联网的网络设备为例，进行进一步说明。包括：

终端设备210将其采集的传感器数据直接发送至服务器250，具体包括：

终端设备210中的传感器采集数据后，生产第一传感器数据；终端设备210中的传感器将该第一传感器数据通过模数转换器(ADC)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(IIC)、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器(UART)、或通用输入输出端口(GPIO)的方式发送至终端设备210中的第一处理组件；终端设备210中的第一处理组件对第一传感器数据进行处理，且可以向终端设备210中的第一通信组件发送第一指令；终端设备210中的第一通信组件接收到该第一指令，并响应于该第一指令将第一传感器数据以WiFi、NBIoT、或DTU中任意一种通信方式直接发送至服务器。

终端设备220将其采集的传感器数据通过网络设备240发送至服务器250，具体包括：

终端设备220中的传感器采集数据后，生产第二传感器数据；终端设备220中的传感器将该第二传感器数据通过模数转换器(ADC)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(IIC)、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器(UART)、或通用输入输出端口(GPIO)的方式发送至终端设备220中的第一处理组件；终端设备220中的第一处理组件对第二传感器数据进行处理，并向终端设备220的第一子网通信组件发送第二指令；终端设备220的第一子网通信组件响应于该第二指令，将该第二传感器数据以Zigbee、Lora、或蓝牙的通信方式将该第二传感器数据发送至网络设备240；网络设备240的第二子网通信组件接收到该第二传感器数据，可以将该第二传感器数据通过模数转换器(ADC)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(IIC)、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器(UART)、或通用输入输出端口(GPIO)的方式发送至网络设备240中的第二处理组件；网络设备240中的第二处理组件可以对网络设备240中的第二通信组件发送第三指令；网络设备240中的第二通信组件根据该第三指令，将该第二传感器数据以WiFi、NBIoT、或DTU中任意一种通信方式发送至服务器。

终端设备230将其采集的传感器数据通过网络设备240发送至服务器250，其中，终端设备230可以与终端设备220不同，也可以与终端设备220相同，在此不做限制。当终端设备230可以与终端设备220不同时，终端设备230可以不包括第一通信组件，而是包括:传感器,用于采集所述终端设备的工作参数,生成传感器数据；第一处理组件,与所述传感器连接，用于接收所述传感器数据；第一子网通信组件,与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第二指令将所述传感器数据发送至网络设备；其中，所述网络设备用于将所述传感器数据发送至服务器。即，终端设备230可以通过网络设备240将传感器数据发送至服务器。具体包括：

终端设备230中的传感器采集数据后，生产第三传感器数据；终端设备230中的传感器将该第三传感器数据通过模数转换器(ADC)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(IIC)、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器(UART)、或通用输入输出端口(GPIO)的方式发送至终端设备230中的第一处理组件；终端设备230中的第一处理组件对第三传感器数据进行处理，并向终端设备230的第一子网通信组件发送第二指令；终端设备230的第一子网通信组件响应于该第二指令，将该第三传感器数据以Zigbee、Lora、或蓝牙的通信方式将该第三传感器数据发送至网络设备240；网络设备240的第二子网通信组件接收到该第三传感器数据，可以将该第二传感器数据通过模数转换器(ADC)、串行外设接口(SPI)、集成电路总线(IIC)、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器(UART)、或通用输入输出端口(GPIO)的方式发送至网络设备240中的第二处理组件；网络设备240中的第二处理组件可以对网络设备240中的第二通信组件发送第三指令；网络设备240中的第二通信组件根据该第三指令，将该第二传感器数据以WiFi、NBIoT、或DTU中任意一种通信方式发送至服务器。

综上所述，根据本发明实施例的基于物联网的终端设备及网络设备，通过具有多种通信方式的处理组件将传感器数据发送至服务器，简化了传感器数据的联网过程，实现了将传感器数据快速稳定地传输至网络端，节省了终端设备对接不同的网络协议所占用的网络资源，也避免了终端设备的重复开发不同的网络协议的过程，解决了传感器数据难以联网的问题。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于物联网的终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：

传感器,用于采集所述终端设备的工作参数,生成传感器数据；

第一处理组件,与所述传感器连接，用于接收所述传感器数据；

第一通信组件,与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第一指令将所述传感器数据发送至服务器；

其中，所述第一通信组件与所述服务器之间包括多种通信方式。

2.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述多种通信方式包括：WiFi、NBIoT、或DTU中的多种。

3.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括：

第一子网通信组件,与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第二指令将所述传感器数据发送至网络设备；其中，所述网络设备用于将所述传感器数据发送至服务器。

4.根据权利要求3所述的终端设备，其特征在于，所述第一子网通信组件与所述网络设备之间包括如下至少一种通信方式：Zigbee、Lora、或蓝牙。

5.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括：

控制组件，与所述第一处理组件连接,用于基于所述第一处理组件的第三指令控制所述终端设备。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述传感器通过模数转换器、串行外设接口、集成电路总线、RS485总线、CAN总线、通用异步收发传输器、或通用输入输出端口与所述第一处理组件进行通信。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述第一处理组件包括32位单片机。

8.一种基于物联网的网络设备,其特征在于,所述网络设备包括:

第二子网通信组件,用于接收来自终端设备的数据；

第二处理组件,与所述第二子网通信组件连接,用于处理所述终端设备的数据；

第二通信组件,与所述第二处理组件连接,用于基于所述第二处理组件的第四指令将所述终端设备的数据发送至服务器；

其中，所述第二通信组件与所述服务器之间包括多种通信方式。

9.根据权利要求8所述的网络设备，其特征在于,所述第二通信组件包括32位单片机。

10.根据权利要求8所述的网络设备，其特征在于,所述第二子网通信组件与所述终端设备之间包括如下至少一种通信方式：Zigbee、Lora、或蓝牙。

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