CN114283552B - 一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于可燃气体报警系统技术领域，公开了一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统，所述可燃气体报警系统包括有可燃气体报警器模块，能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的无线电磁阀模块，以及同样能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的第一温度传感器模块，所述可燃气体报警器模块还具体包括电源模块，可燃气体传感器模块，第二温度传感器模块，数据处理模块，警报输出模块，无线通信模块，以及按键输入模块，本发明通过所述数据处理模块对环境中的燃气浓度数据和温度数据进行分析，不仅能在发生燃气泄漏时发出警报，还能对环境中可能发生的火灾情况进行报警，确保燃气使用的安全性。

Description

一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统及方法

技术领域

本发明属于可燃气体报警系统技术领域，具体涉及一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统及方法。

背景技术

随着传感器技术的发展，家用的可燃气体报警器被越来越多的应用在人们的生活当中，举例如人们通常会将可燃气体报警器安装在厨房中，当燃气报警器检测到环境中的燃气浓度超过预先设定的报警值时，燃气报警器发出声光报警，且其电磁阀接口输出高电平脉冲，控制与电磁阀接口相连接的电磁阀吸合，从而切断燃气管道，避免燃气的继续泄漏引发爆炸等恶性事件的发生，然而，现有技术中的可燃气体报警器一般需要通过两芯信号线与电磁阀进行连接，这种有线的连接方式在安装现场存在着可燃气体报警器的安装距离长度受限制、安装走线施工量大等问题，以及由于可燃气体报警器需要接入220V的交流电，使其安装位置不好确定等缺点，除此之外，现有技术中的可燃气体报警器还具有功能单一的问题，一般仅对厨房中可燃气体的浓度进行监测和报警，却不能同时对可能发生的火灾情况进行监测和报警。

发明内容

针对上述提出的技术问题，本发明提供一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统及方法，旨在对燃气使用环境中发生的燃气泄漏和火灾的情况进行报警，避免由于燃气造成的安全事故，同时，本发明还应能够克服传统的可燃气体报警系统的有线连接的方式所带来的缺点。

为了实现上述的发明目的，给出如下所述一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统：

所述可燃气体报警系统包括有可燃气体报警器模块，能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的无线电磁阀模块，以及同样能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的第一温度传感器模块，所述可燃气体报警器模块还具体包括电源模块，可燃气体传感器模块，第二温度传感器模块，数据处理模块，警报输出模块，无线通信模块，以及按键输入模块；

所述电源模块用于将220V的电源转换为能使整个系统正常工作的5V的电源，为系统模块提供稳定可靠的电源，所述可燃气体传感器模块主要由可燃气体传感器及其外围电路组成，能够将环境中的可燃气体的浓度含量转换为电信号，并将其提供给所述数据处理模块进行分析处理，所述第二温度传感器模块用于对所述可燃气体传感器模块附近的环境温度进行检测，所述数据处理模块能够通过采集所述可燃气体传感器模块的电信号，所述第一温度传感器模块的温度数据，以及所述第二温度传感器模块的温度数据，来判断出环境中的可燃气体的浓度是否超标和环境中可能发生火灾的情况，并能够控制系统其他模块执行相关指示和动作，所述警报输出模块用于接收来自所述数据处理模块的控制命令，并发出相应的警报，所述无线通信模块负责所述数据处理模块与所述无线电磁阀模块和所述第一温度传感器模块之间的数据通信，所述按键输入模块在所述可燃气体报警器模块预热结束后，通过按键分别对所述警报输出模块，所述无线电磁阀模块，以及所述第一温度传感器模块的工作状态进行自检；

所述无线电磁阀模块设置在向家庭进行燃气供给的燃气管道上，并能够控制对燃气的供给状态，所述第一温度传感器模块设置于燃气使用设备的正上方附近，用来对环境温度进行检测，所述可燃气体报警器模块设置在室内的墙壁上。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

1、本发明的一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统，包括有可燃气体报警器模块，能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的无线电磁阀模块，以及同样能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的第一温度传感器模块，所述可燃气体报警器模块还具体包括电源模块，可燃气体传感器模块，第二温度传感器模块，数据处理模块，警报输出模块，无线通信模块，以及按键输入模块，并且所述无线电磁阀模块设置在向家庭进行燃气供给的燃气管道上，能够控制对燃气的供给状态，所述第一温度传感器模块设置于燃气使用设备的正上方附近，用来对环境温度进行检测，所述可燃气体报警器模块设置在室内的墙壁上；

2、本发明不仅解决了现有技术中的可燃气体报警器的有线的连接方式在安装现场存在着可燃气体报警器的安装距离长度受限制、安装走线施工量大等问题，以及由于可燃气体报警器需要接入220V的交流电，使其安装位置不好确定等缺点，而且本发明能对环境中可能发生的燃气泄漏和火灾情况进行判断，并发出警报，同时切断对燃气的供给，具有系统判断准确性高，报警及时，能确保燃气使用的安全性的优点。

附图说明

图1为本发明的一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统的组成结构图；

图2为本发明的数据处理模块控制警报输出模块发出第一火灾警报的步骤流程图；

图3为本发明的数据处理模块控制警报输出模块发出燃气泄漏警报的步骤流程图；

图4为本发明的数据处理模块控制警报输出模块发出第二火灾警报的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

参考如图1所示，本发明提供如下所述的一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统：

所述可燃气体报警系统包括有可燃气体报警器模块，能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的无线电磁阀模块，以及同样能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的第一温度传感器模块，所述可燃气体报警器模块还具体包括电源模块，可燃气体传感器模块，第二温度传感器模块，数据处理模块，警报输出模块，无线通信模块，以及按键输入模块；

所述电源模块用于将220V的电源转换为能使整个系统正常工作的5V的电源，为系统模块提供稳定可靠的电源，所述可燃气体传感器模块主要由可燃气体传感器及其外围电路组成，能够将环境中的可燃气体的浓度含量转换为电信号，并将其提供给所述数据处理模块进行分析处理，所述第二温度传感器模块用于对所述可燃气体传感器模块附近的环境温度进行检测，所述数据处理模块能够通过采集所述可燃气体传感器模块的电信号，所述第一温度传感器模块的温度数据，以及所述第二温度传感器模块的温度数据，来判断出环境中的可燃气体的浓度是否超标和环境中可能发生火灾的情况，并能够控制系统其他模块执行相关指示和动作，所述警报输出模块用于接收来自所述数据处理模块的控制命令，并发出相应的警报，所述无线通信模块负责所述数据处理模块与所述无线电磁阀模块和所述第一温度传感器模块之间的数据通信，所述按键输入模块在所述可燃气体报警器模块预热结束后，通过按键分别对所述警报输出模块，所述无线电磁阀模块，以及所述第一温度传感器模块的工作状态进行自检；

所述无线电磁阀模块设置在向家庭进行燃气供给的燃气管道上，并能够控制对燃气的供给状态，所述第一温度传感器模块设置于燃气使用设备的正上方附近，用来对环境温度进行检测，所述可燃气体报警器模块设置在室内的墙壁上。

具体的，发明人考虑到传统的可燃气体报警系统仅由可燃气体传感器，声光报警器，以及电磁阀组成，当环境中的可燃气体的浓度超标时，声光报警器的指示灯按照一定的频率进行闪烁，同时声光报警器的蜂鸣器发出声响，提醒用户燃气浓度超标，用户可以通过采取相应的措施，有效地避免火灾、爆炸等事故的发生，然而，可燃气体传感器通常安装在室内顶部的墙壁上，距离燃气使用设备有一定的距离，会存在对燃气泄漏的延迟报警，因此，本发明的可燃气体报警系统内增加了温度传感器模块和数据处理模块等，不仅能对燃气泄漏进行及时报警，还能对环境中可能发生的火灾在进行报警。

进一步的，参考如图2所示，所述数据处理模块依据所述第一温度传感器模块的温度数据判断出环境中可能发生火灾的情况，该过程包括如下的步骤：

步骤一、数据处理模块接收来自第一温度传感器模块在某一时刻所检测到的温度数据，同时获取在该时刻之前的若干个连续的单位时间内第一温度传感器模块分别所检测到的温度增量。

步骤二、判断上述温度数据与系统预先设定的温度阈值的大小关系，当该温度数据大于温度阈值时，且上述温度增量呈显著的上升趋势，则在第一延迟时间后，数据处理模块控制警报输出模块使其发出第一火灾警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给。

步骤三、判断上述温度数据与系统预先设定的温度阈值的大小关系，当该温度数据大于温度阈值时，且上述温度增量呈不明显的上升趋势，则在第二延迟时间后，数据处理模块控制警报输出模块使其发出第一火灾警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给。

步骤四、判断上述温度数据与系统预先设定的温度阈值的大小关系，当该温度数据小于等于温度阈值时，数据处理模块继续接收来自第一温度传感器模块的下一时刻的温度数据。

进一步的，所述第一延迟时间小于所述第二延迟时间。

具体的，上述的步骤过程主要通过对燃气使用设备的正上方附近的温度数据进行分析，来判断出环境中可能发生的火灾情况，首先判断该温度数据与温度阈值的大小关系，当温度数据大于温度阈值时，则意味着燃气使用设备的正上方附近的温度已经达到了较高的水平，可能已经出现了火焰，接着又基于第一温度传感器模块所检测到的在若干个连续的单位时间内的温度增量，选择在经过一定的延迟时间后进行第一火灾报警，这样做是因为在燃气使用设备工作时，其正上方附近也可能会产生高温的情况，若温度数据在短时间内迅速且持续的升高，则环境中发生火灾的概率较大，则应在短时间后进行第一火灾报警，避免火灾造成的严重影响，若温度数据在短时间内缓慢升高到某一程度附近，则燃气使用设备正在工作的概率较大，则应在相对较长的时间后进行第一火灾报警，避免对燃气使用设备的工作状态进行干扰。

进一步的，参考如图3所示，所述数据处理模块依据所述可燃气体传感器模块和所述第二温度传感器模块的检测数据，判断出环境中的可燃气体的浓度是否超标的过程包括如下的步骤：

步骤一、数据处理模块接收可燃气体传感器模块在某一时刻所检测到的环境中的可燃气体的浓度数据，同时还获取来自第二温度传感器模块在同一时刻的温度数据。

步骤二、数据处理模块基于上述温度数据，对系统预先设定的浓度阈值进行修正，来得到新的浓度阈值。

步骤三、数据处理模块判断上述浓度数据与上述新的浓度阈值的大小关系，当浓度数据大于新的浓度阈值时，数据处理模块控制警报输出模块使其发出燃气泄漏警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给。

步骤四、数据处理模块判断上述浓度数据与上述新的浓度阈值的大小关系，当浓度数据小于等于新的浓度阈值时，数据处理模块继续获取来自可燃气体传感器模块和第二温度传感器模块的下一时刻的检测数据。

具体的，考虑到可燃气体报警器模块通常设置在室内的墙壁上，距离燃气使用设备和燃气管道均有一定的距离，因为燃气从泄漏点扩散进入可燃气体报警器模块的内部需要一定的时间，所以当可燃气体报警器模块检测到燃气浓度超阈值的时候，燃气泄漏点附近环境的燃气浓度早已超过了阈值，并且环境温度越高，燃气扩散的速度越快，但可燃气体报警器模块仍然存在检测延迟，由此，为了提高可燃气体报警器模块报警的及时性，进一步考虑到由可燃气体报警器模块内的第二温度传感器模块所检测到的温度数据对燃气浓度的报警阈值进行修正，举例如可以通过实验模拟的方式来根据环境温度修正燃气浓度的报警阈值，本实施例不对具体的修正方法进行限定。

进一步的，参考如图4所示，所述数据处理模块依据所述第一温度传感器模块和所述第二温度传感器模块的检测数据，对环境中可能发生火灾的情况进行判断，该过程包括如下的步骤：

步骤一、数据处理模块接收第一温度传感器模块和第二温度传感器模块在某一时刻对于环境温度的检测数据，并计算第一温度传感器模块的温度数据与第二温度传感器模块的温度数据的温度差值。

步骤二、数据处理模块判断当上述温度差值大于系统预先设定的温度差阈值时，数据处理模块控制警报输出模块使其发出第二火灾警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给；

步骤三、数据处理模块判断当上述温度差值小于等于系统预先设定的温度差阈值时，数据处理模块继续接收来自第一温度传感器模块和第二温度传感器模块的下一时刻的温度数据。

具体的，因为可燃气体报警器模块通常设置在室内的墙壁上，所以当燃气使用设备附近出现了火苗时，可燃气体报警器模块并不能及时地发现火灾情况，由此，通过判断第一温度传感器模块的温度数据与第二温度传感器模块的温度数据的温度差值，能够对燃气使用设备附近的火灾情况进行及时且准确的报警，举例如当第一温度传感器模块的温度数据较高，同时第二温度传感器模块的温度数据相对较低时，则可能是燃气使用设备附近已经发生了火灾，而第二温度传感器模块由于距离燃气使用设备较远而没有及时检测到火苗的高温，此时第一温度传感器模块和第二温度传感器模块的温度差值已经超过了温度差阈值，通过以上描述的方法能够提高对环境中发生的火灾进行报警的及时性。

进一步的，所述警报输出模块设置有包括但不限于指示灯，蜂鸣器，以及扬声器，用来根据来自所述数据处理模块的控制命令，对于不同类别的警报进行输出，举例如指示灯可以通过进行不同频率的闪烁来分别发出第一火灾警报，第二火灾警报，和燃气泄漏警报，蜂鸣器可以通过不同的音量来分别发出第一火灾警报，第二火灾警报，和燃气泄漏警报，扬声器可以通过播放不同内容的录音来分别发出第一火灾警报，第二火灾警报，和燃气泄漏警报，警报输出模块还可以通过对指示灯，蜂鸣器，扬声器的不同报警方式进行组合来分别发出第一火灾警报，第二火灾警报，和燃气泄漏警报。

除了上述内容以外，所述无线通信模块的功能包括，当环境中的可燃气体浓度超标时，其通过无线通信的方式通知与其连接的无线电磁阀模块，使及时地关闭气体泄漏源，防止燃气继续泄漏，此外，当无线电磁阀模块发生供电欠压和自身故障时，还能够通过无线通信模块回传无线电磁阀模块的故障信息，并提醒用户及时处理无线电磁阀模块的故障，能够有效的提高无线电磁阀模块工作的可靠性和稳定性。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统，其特征在于：

所述可燃气体报警系统包括有可燃气体报警器模块，能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的无线电磁阀模块，以及同样能够通过无线通信技术与所述可燃气体报警器模块相连接的第一温度传感器模块，所述可燃气体报警器模块还具体包括电源模块，可燃气体传感器模块，第二温度传感器模块，数据处理模块，警报输出模块，无线通信模块，以及按键输入模块；

所述电源模块用于将220V的电源转换为使整个系统正常工作的5V的电源，为系统模块提供稳定可靠的电源，所述可燃气体传感器模块主要由可燃气体传感器及其外围电路组成，能够将环境中的可燃气体的浓度含量转换为电信号，并将其提供给所述数据处理模块进行分析处理，所述第二温度传感器模块用于对所述可燃气体传感器模块附近的环境温度进行检测，所述数据处理模块能够通过采集所述可燃气体传感器模块的电信号，所述第一温度传感器模块的温度数据，以及所述第二温度传感器模块的温度数据，来判断出环境中的可燃气体的浓度是否超标和环境中可能发生火灾的情况，并能够控制系统其他模块执行相关指示和动作，所述警报输出模块用于接收来自所述数据处理模块的控制命令，并发出相应的警报，所述无线通信模块负责所述数据处理模块与所述无线电磁阀模块和所述第一温度传感器模块之间的数据通信，所述按键输入模块在所述可燃气体报警器模块预热结束后，通过按键分别对所述警报输出模块，所述无线电磁阀模块，以及所述第一温度传感器模块的工作状态进行自检；

所述无线电磁阀模块设置在向家庭进行燃气供给的燃气管道上，并能够控制对燃气的供给状态，所述第一温度传感器模块设置于燃气使用设备的正上方附近，用来对环境温度进行检测，所述可燃气体报警器模块设置在室内的墙壁上；

所述数据处理模块依据所述第一温度传感器模块和所述第二温度传感器模块的检测数据，对环境中可能发生火灾的情况进行判断，包括如下的步骤：

步骤一、数据处理模块接收第一温度传感器模块和第二温度传感器模块在某一时刻对于环境温度的检测数据，并计算第一温度传感器模块的温度数据与第二温度传感器模块的温度数据的温度差值；

步骤二、数据处理模块判断当上述温度差值大于系统预先设定的温度差阈值时，数据处理模块控制警报输出模块使其发出第二火灾警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给；

步骤三、数据处理模块判断当上述温度差值小于等于系统预先设定的温度差阈值时，数据处理模块继续接收来自第一温度传感器模块和第二温度传感器模块的下一时刻的温度数据；

所述无线通信模块的功能包括，当环境中的可燃气体浓度超标时，其通过无线通信的方式通知与其连接的无线电磁阀模块，及时地关闭气体泄漏源，防止燃气继续泄漏，此外，当无线电磁阀模块发生供电欠压和自身故障时，还能够通过无线通信模块回传无线电磁阀模块的故障信息，并提醒用户及时处理无线电磁阀模块的故障；

所述数据处理模块依据所述可燃气体传感器模块和所述第二温度传感器模块的检测数据，判断出环境中的可燃气体的浓度是否超标的过程包括如下的步骤：

步骤一、数据处理模块接收可燃气体传感器模块在某一时刻所检测到的环境中的可燃气体的浓度数据，同时还获取来自第二温度传感器模块在同一时刻的温度数据；

步骤二、数据处理模块基于上述温度数据，对系统预先设定的浓度阈值进行修正，来得到新的浓度阈值；

步骤三、数据处理模块判断上述浓度数据与上述新的浓度阈值的大小关系，当浓度数据大于新的浓度阈值时，数据处理模块控制警报输出模块使其发出燃气泄漏警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给；

步骤四、数据处理模块判断上述浓度数据与上述新的浓度阈值的大小关系，当浓度数据小于等于新的浓度阈值时，数据处理模块继续获取来自可燃气体传感器模块和第二温度传感器模块的下一时刻的检测数据；

可燃气体报警器模块设置在室内的墙壁上，距离燃气使用设备和燃气管道均有一定距离，燃气从泄漏点扩散进入可燃气体报警器模块的内部需要一定时间，当可燃气体报警器模块检测到燃气浓度超阈值的时候，燃气泄漏点附近环境的燃气浓度早已超过阈值，并且环境温度越高，燃气扩散的速度越快，但可燃气体报警器模块仍然存在检测延迟，为提高可燃气体报警器模块报警的及时性，由可燃气体报警器模块内的第二温度传感器模块所检测到的温度数据对燃气浓度的报警阈值进行修正；

所述数据处理模块依据所述第一温度传感器模块的温度数据判断出环境中可能发生火灾的情况，该过程包括如下的步骤：

步骤一、数据处理模块接收来自第一温度传感器模块在某一时刻所检测到的温度数据，同时获取在该时刻之前的若干个连续的单位时间内第一温度传感器模块分别所检测到的温度增量；

步骤二、判断上述温度数据与系统预先设定的温度阈值的大小关系，当该温度数据大于温度阈值时，且上述温度增量呈显著的上升趋势，则在第一延迟时间后，数据处理模块控制警报输出模块使其发出第一火灾警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给；

步骤三、判断上述温度数据与系统预先设定的温度阈值的大小关系，当该温度数据大于温度阈值时，且上述温度增量呈不明显的上升趋势，则在第二延迟时间后，数据处理模块控制警报输出模块使其发出第一火灾警报，同时还控制无线电磁阀模块使其切断对燃气的供给；

步骤四、判断上述温度数据与系统预先设定的温度阈值的大小关系，当该温度数据小于等于温度阈值时，数据处理模块继续接收来自第一温度传感器模块的下一时刻的温度数据；

所述第一延迟时间小于所述第二延迟时间。

2.根据权利要求1所述的一种驱动无线电磁阀的可燃气体报警系统，其特征在于，所述警报输出模块设置有指示灯，蜂鸣器，以及扬声器，用来根据来自所述数据处理模块的控制命令，对于不同类别的警报进行输出。

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