CN115834634A - 一种面向智能楼宇网联设备的管理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种面向智能楼宇网联设备的管理方法和系统，方法包括：为楼宇内的智能网联设备配置物模型并在设备管理组件中完成加载；接收所述智能网联设备的注册请求并完成注册工作；针对单智能网联设备联动进行设备管理；以及针对多智能网联设备联动进行设备管理，其特征在于，所述方法在PaaS平台架构的基础上建立所述设备管理组件，以实现对多个所述智能网联设备的统一管理和远程操控。利用本发明的方法，能够在完成设备管理的过程中汇聚不同品类楼宇设备的数据和使用偏好、用电量等指标，更好地监控管理楼宇设备用电、用水量，提高环保力度。丰富并维护泛终端数据库的数据，为泛终端数据挖掘与分析提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种面向智能楼宇网联设备的管理方法和系统。
背景技术
在现有技术中，类似小米等终端设备厂商，面向2C客户的智能插排、智能门铃、智能空调面板等，已经具备成熟的硬件产品和解决方案。其设计思路主要通过米家手机app进行注册、绑定、远程管理等操作，主要基于蓝牙和WiFi技术实现设备间的数据通信。从而通过一个app实现其品牌下的终端设备管理。面向开发者，小米提供了iot开发者管理平台，即物联网开发者管理平台。
以小米的智能设备为例，其设计初衷是期望培养用户习惯，当用户选择3款及以上智能设备进行关联绑定后，用户粘性和忠诚度上升，从而会选择其品牌下的更多设备，减少app管理的复杂度。
但小米的模式更加适用于家庭场景，当面向智慧楼宇这样的2B行业应用场景，涉及的智能设备采购和品牌存在巨大差异化。
发明内容
在智慧楼宇场景下，很多智能设备需要定制化开发，不同设备之间存在技术壁垒，且由于智能设备的品牌、供应厂商情况不一致，开发联调存在难度；同时，智慧楼宇领域的现有技术不能实现完整的智能设备消息管理与处理流程，设备之间无法关联认证及根据规则引擎实现场景联动。
为了解决上述问题，本发明提供一种面向智能楼宇网联设备的管理方法和系统。本发明旨在面向智慧楼宇场景下的网联办公辅助设备，提供一种轻量级、可集成、可定制的设备管理能力组件。同时，所述设备管理能力组件属于本发明所提出的智慧楼宇PaaS平台之下。
因此，通过本发明，运营商可以在为楼宇客户打造5G+WiFi6融合覆盖的基础上，提供一套基于LwM2M(即轻量级M2M)协议的智慧楼宇泛终端设备管理能力组件，同时，所述设备管理能力组件属于本发明所提出的智慧楼宇PaaS平台之下，整个PaaS平台包含多项组件能力，提供了一套完整的智慧楼宇平台能力方案。其一，支持LwM2M协议接入，保障支持各终端统一平台管理；其二，支持多品类终端接入，包括现有的智能插排，以及未来可能会出现的智能网联饮水机、智能垃圾桶、智能门锁等。其三，可利用平台下的其他组件能力，支持更多未知应用场景需求。
一种面向智能楼宇网联设备的管理方法，所述方法包括：
为楼宇内的智能网联设备配置物模型并在设备管理组件中完成加载；
接收所述智能网联设备的注册请求并完成注册工作；
针对单智能网联设备联动进行设备管理；以及
针对多智能网联设备联动进行设备管理，
其特征在于，所述方法在PaaS平台架构的基础上建立所述设备管理组件，以实现对多个所述智能网联设备的统一管理和远程操控。
在所述方法中，不同类型的所述智能网联设备可以支持Zigbee/WiFi协议，并通过楼宇内的5G+WiFi6网络环境，使用LwM2M协议与所述设备管理组件实现数据交互和通信。
在所述方法中，配置所述物模型的步骤可以包括：
基于LwM2M协议为所有品类的所述智能网联设备构建其独有的物模型，包括设备ID、属性。
在所述方法中，进行注册的步骤可以包括：
所述智能网联设备首次上电使用后，自动发起注册请求，完成所述智能网联设备在楼宇平台侧的注册工作。
在所述方法中，针对单智能网联设备联动进行设备管理的步骤可以包括：
用户在楼宇平台侧设置联动规则，当所述智能网联设备达到阈值时所述楼宇平台侧触发所述联动规则，自动化实现所述智能网联设备的远程操控。
所述方法还可以包括：
所述楼宇平台侧获取用户设置的所述联动规则并将所述联动规则存入Redis缓存；
所述设备管理组件基于LwM2M协议支持所述智能网联设备的Observe功能；
当用户选择订阅后，所述智能网联设备的属性会定期向所述设备管理组件上报notify消息；
所述设备管理组件增加规则判断逻辑，将上报的所述notify消息存入所述Redis缓存并与所述联动规则中设置的参数进行匹配，当所述参数满足所述联动规则中设置的阈值时，触发后台逻辑，基于LwM2M协议向所述智能网联设备下发execute指令，从而实现对所述智能网联设备的远程控制。
在所述方法中，所述智能网联设备可以为智能插排。
在所述方法中，针对多智能网联设备联动进行设备管理的步骤可以包括：
基于LwM2M协议为每个品类的所述智能网联设备配置物模型，且支持在所述设备管理组件在线运行状态之上迭代其他模型，从而实现模型优化调整后的重新加载。
在所述方法中，所述智能网联设备可以为智能插排。
一种面向智能楼宇网联设备的管理系统，所述系统包括：
多个智能网联设备；以及
设备管理组件，其为楼宇内的所述智能网联设备配置物模型并在所述设备管理组件中完成加载，接收所述智能网联设备的注册请求并完成注册工作，针对单智能网联设备联动进行设备管理，以及针对多智能网联设备联动进行设备管理；
其特征在于，所述系统在PaaS平台架构的基础上建立所述设备管理组件，以实现对所述多个智能网联设备的统一管理和远程操控。
在所述系统中，不同类型的所述智能网联设备可以支持Zigbee/WiFi协议，并通过楼宇内的5G+WiFi6网络环境，使用LwM2M协议与所述设备管理组件实现数据交互和通信。
在所述系统中，可以基于LwM2M协议为所有品类的所述智能网联设备构建其独有的物模型，包括设备ID、属性。
在所述系统中，所述智能网联设备可以在首次上电使用后，自动发起注册请求，完成所述智能网联设备在楼宇平台侧的注册工作。
在所述系统中，用户可以在楼宇平台侧设置联动规则，当所述智能网联设备达到阈值时所述楼宇平台侧触发所述联动规则，自动化实现所述智能网联设备的远程操控。
在所述系统中，所述楼宇平台侧可以获取用户设置的所述联动规则并将所述联动规则存入Redis缓存；
所述设备管理组件基于LwM2M协议支持所述智能网联设备的Observe功能；
当用户选择订阅后，所述智能网联设备的属性会定期向所述设备管理组件上报notify消息；
所述设备管理组件增加规则判断逻辑，将上报的所述notify消息存入所述Redis缓存并与所述联动规则中设置的参数进行匹配，当所述参数满足所述联动规则中设置的阈值时，触发后台逻辑，基于LwM2M协议向所述智能网联设备下发execute指令，从而实现对所述智能网联设备的远程控制。
在所述系统中，所述智能网联设备可以为智能插排。
在所述系统中，可以基于LwM2M协议为每个品类的所述智能网联设备配置物模型，且支持在所述设备管理组件在线运行状态之上迭代其他模型，从而实现模型优化调整后的重新加载。
在所述系统中，所述智能网联设备可以为智能插排。
本发明通过建设集监管和应用为一体的综合性智慧楼宇PaaS服务平台，帮助实现端侧设备与边缘算力协同能力最大化，对汇集数据提供存储、分发和增值处理等多元服务，满足智慧楼宇场景的各项需求。端边一体平台能力底座(PaaS平台)，基于多样化基础组件为上层应用提供丰富能力支持，以实现各类型业务的快速开发与部署。随着面向智慧楼宇、智能办公等领域的智能终端设备普及，其所带来的应用商业价值将对楼宇经济收益产生积极影响。
本发明聚焦于智能楼宇场景下的各类泛终端设备。利用本发明的方法和系统，能够在完成设备管理的过程中汇聚不同品类楼宇设备的数据和使用偏好、用电量等指标，更好地监控管理楼宇设备用电、用水量，提高环保力度，丰富并维护泛终端数据库的数据，为泛终端数据挖掘与分析提供数据支撑。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的具体实施方式，这些实施方式是示例性的，而非限制性的。
图1是根据本发明实施例构造的平台总体构架图；
图2是根据本发明实施例构造的PaaS平台的业务流程图；
图3是根据本发明实施例构造的智慧楼宇场景下的物联网设备管理组件架构图；
图4是根据本发明构造的实施例中的数据流向图；和
图5是根据本发明实施例构造的方法的流程图。
具体实施方式
由于本发明所提出的智慧楼宇场景，考虑到未来很多智能设备需要定制化开发，不同的设备之间存在技术壁垒，主要包括：设备信息上报过程扩展字段不易，需要新增字段或已有字段进行调整，需要平台与设备端植入的SDK同步开发修改，且由于智能设备的品牌、供应厂商情况不一致，开发联调存在难度；同时，当前智慧楼宇的应用现状，并未实现完整的智能设备消息管理与处理流程，设备之间无法关联认证及根据规则引擎实现场景联动。
因此，本发明首先从宏观层面提出一个PaaS(平台即服务)平台架构，在此平台架构之下，提出一种基于LwM2M协议的设备管理方法。
1、智慧楼宇泛终端PaaS平台架构
整体PaaS平台架构方案将应用微服务、容器、DevOps(开发和运营维护)等云原生技术，在智慧楼宇应用和真实设备之间搭建高效、稳定、安全的应用平台。面向楼宇设备和云终端等，适配多种网络环境和常见传输协议，提供各类硬件终端的快速接入方案和设备管理服务。面向应用层，支持根据不同的业务划分和使用群体形成模块化的体系结构，便于业务的管理和功能的扩充。提供灵活的API，即应用程序接口，和数据分发能力以满足迭代开发需求，使智慧楼宇应用的不同需求方可以更加专注于自身应用的开发。应用层可按需采用PC端Web平台及app等形式。
图1是根据本发明实施例构造的平台总体构架图。
其中可视化及应用层与用户交互，为用户提供业务功能，完成对智慧楼宇设备管理、监控、操作、控制等行为。并在使用过程中，为用户和楼宇管理者提供诸如业务统计、业务管理、业务监控等辅助功能。
可视化层主要包括应用门户、PC侧Web和端侧Web。
应用层主要包括各种智慧楼宇功能模块。例如，这些模块可以分为业务模块和管理模块等。例如，业务模块可以包括云终端、智能会议管理、目标/人脸识别、智能工位、智能插排和数据管理等。例如，管理模块可以包括预定使用计划、人员管理、会议管理、用电/状态管理、终端设备管理和远程操控等。本领域技术人员容易认识到，本发明不限于这里列举的功能模块，而是可以为目前和将来使用的任何功能模块。
就赋能而言，可以包括边缘智能服务、协议适配、并发与流量控制以及熔断与安全等等。
就场景而言，例如，智慧楼宇可以包括智能会议室、智慧办公、智慧防疫、智慧后勤、智能引导、智慧工位、智慧门禁、智慧防灾应急、智慧停车、智能网管等等。
就能力而言，智能楼宇设备接入可以包括LwM2M、CoAP(即，受限制的应用协议)、MQTT(即，消息队列遥测传输)、泛协议接入、通信模组适配、云接入协议和远程升级等。
接入及服务层采用微服务架构，为可视化及应用层提供完成业务客户和运营公司所需的全部业务逻辑支撑与数据支撑。端边能力引擎负责智慧楼宇各项业务使用、数据处理及数据存储的相关技术组件。
其中，能力组件接入中心包括能力组件、数据管理、公共管理和接入管理等。例如，能力组件包括设备管理组件、视频流媒体组件、AI组件、安全组件、报表组件和Web组件等。例如，数据管理包括数据接入、数据维护、数据计算、数据汇聚、数据模型、数据标签、数据分析和数据协同开放等。例如，公共管理包括用户管理、角色管理、权限管理和操作日志等。例如，接入管理包括协议转换和鉴权认证等。本领域技术人员容易认识到，本发明不限于这里列举的组件，而是可以为目前和将来使用的任何组件。
技术底座为整体系统提供运行环境支撑，包括DevOps能力支撑系统、容器化技术、运维支持、云中间件、云存储及其他底座管理技术。底层基础资源所包含的网络资源和基础设施也需要按需配套，实现基础网络及算力能力支撑。
例如，DevOps能力支撑系统主要包括运维监控、容器运行环境、技术服务和持续集成等，其中技术服务可以包括消息、存储、缓存、4A和工作流等。例如，微服务治理可以包括微服务开发框架、微服务域容器、云容器引擎和容器镜像等。例如，云中间件可以包括云数据库、分布式缓存、消息队列和API网关等。例如，云存储可以包括块存储、对象存储、弹性文件服务和云备份等。
技术底座还包括底座管理。例如，底座管理可以包括云监控、应用运维管理、统一身份认证、云审计以及安全管理等。例如，安全管理可以包括主机安全防护、容器安全、抗DDOS(Distributed Denial of Service，分布式拒绝服务)攻击和WAF(Web ApplicationFirewall，Web应用防火墙)防护等。
此外，基础资源包括网络资源和基础设施。例如，网络资源包括5G移动信号室内覆盖子系统、5G无线接入子系统、WiFi6(AC+AP组网)以及移动核心网等。例如，基础设施包括云化基础设施建设、计算资源池、存储资源池和边缘计算/边缘机房等。
图2是根据本发明实施例构造的PaaS平台的业务流程图。
在防火墙的一侧，楼宇智能泛终端设备包括云终端、智能插排等，智慧楼宇园区内网包括内网服务器、内网办公区、外来接入区等，其中内网服务器包括智慧楼宇PaaS平台。楼宇智能泛终端设备向智慧楼宇园区内网上报请求，智慧楼宇园区内网向楼宇智能泛终端设备下发指令。
在防火墙的另一侧，DMZ(隔离区)区包括业务服务器、Web服务器、Mail服务器、AI服务器等，外部网络包括移动端用户、外部厂商用户、合作伙伴、第三方等。DMZ区与外部网络之间进行数据交互，外部网络对DMZ区进行访问/请求。
2、基于LwM2M的智慧楼宇泛终端设备管理能力组件
图3是根据本发明实施例构造的智慧楼宇场景下的物联网设备管理组件架构图。
本发明所提出的物联网设备管理组件架构如图3所示，根据物联网特性分为感知层、网络层和应用层。通过泛终端设备中的通信模块完成数据交互，针对不同的设备支持Zigbee/WiFi协议。通过楼宇内覆盖的5G+WiFi6网络环境，使智能设备能够通过LwM2M协议实现数据交互和通信。
在应用层，泛终端物联网云平台可以包括数据管理、设备管理和运维管理等，这属于云端。而设备管理组件可以包括设备基础信息管理、设备异常/故障管理、设备台账管理和设备升级管理等。这些属于服务端LwM2M服务器。
网络层的物联网网关通过应用层协议LwM2M与设备管理组件进行通信。此外，网络层的物联网网关通过感知层通信协议WiFi/Zigbee与智慧楼宇设备进行通信。
在感知层，例如，智慧楼宇设备可以包括智能插排、智能垃圾桶、智能门锁、智能应急灯和智能应急箱(灭火器/AED等)等。这些属于LwM2M客户端。
以智能插排为例，PaaS平台侧可以基于LwM2M协议进行统一管理和远程操控，从而实现用电量监控、开关状态监控、以及其他基本信息管理。最重要的远程操控功能之一，即远程打开或关闭智慧插排的总开关，有助于楼宇管理部门对插排用电量实现统一设备管理。
设备管理组件工作具体流程：
1、首先，基于LwM2M协议，为所有品类的智能网联设备构建其独有的物模型，包括设备的ID、属性等信息。由于统一选择LwM2M协议，因此，设备联调与上报字段增删改查的需求更易满足。
2、设备物模型配置后，在设备管理组件中完成加载。
3、设备首次上电使用后，自动发起注册请求，完成智能设备在楼宇平台侧的注册工作。
4、楼宇环境下，不同品类的智能设备在平台完成注册。楼宇内租户可以按需选择不同的智能设备实现设备联动。
5、以智能插排为例
5.1单智能设备联动
平台侧设置联动规则，当设备A达到阈值X(规则1)、设备B达到阈值Y(规则2)，平台触发联动规则，自动化实现智能插排断电机制。
数据流向为：(1)平台侧获取用户所设置的规则1与规则2(支持配置优先级以及10条以内规则)，规则存入Redis缓存；(2)设备管理组件后台，基于LwM2M协议，支持智能设备Observe功能。当用户选择订阅后，智能插排的属性会定期向设备管理组件上报notify消息。(3)设备管理组件增加规则判断逻辑，将所上报的notify消息存入Redis并与规则中所设置参数进行匹配。当参数满足规则所设置的阈值时，触发后台逻辑，基于LwM2M协议向智能插排设备下发execute指令，从而实现智能插排远程断电功能。
5.2多智能设备联动
当楼宇环境下，楼宇平台将逐步涵盖更多品类、以及更多功能的智能设备，为了实现智能设备之间的联动，需要基于LwM2M为每个品类的设备配置物模型。且支持在现有设备管理组件在线运行状态之上迭代其他模型，从而实现模型优化调整后的重新加载。
5.1与5.2的具体数据流向如图4所示。图4是根据本发明构造的实施例中的数据流向图。
图5是根据本发明实施例构造的方法的流程图。在本发明的该实施例中，一种面向智能楼宇网联设备的管理方法包括如下步骤：
S1：为楼宇内的智能网联设备配置物模型并在设备管理组件中完成加载；
S2：接收智能网联设备的注册请求并完成注册工作；
S3：针对单智能网联设备联动进行设备管理；以及
S4：针对多智能网联设备联动进行设备管理。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (18)
1.一种面向智能楼宇网联设备的管理方法，所述方法包括：
为楼宇内的智能网联设备配置物模型并在设备管理组件中完成加载；
接收所述智能网联设备的注册请求并完成注册工作；
针对单智能网联设备联动进行设备管理；以及
针对多智能网联设备联动进行设备管理，
其特征在于，所述方法在PaaS平台架构的基础上建立所述设备管理组件，以实现对多个所述智能网联设备的统一管理和远程操控。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
不同类型的所述智能网联设备支持Zigbee/WiFi协议，并通过楼宇内的5G+WiFi6网络环境，使用LwM2M协议与所述设备管理组件实现数据交互和通信。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，配置所述物模型的步骤包括：
基于LwM2M协议为所有品类的所述智能网联设备构建其独有的物模型，包括设备ID、属性。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，进行注册的步骤包括：
所述智能网联设备首次上电使用后，自动发起注册请求，完成所述智能网联设备在楼宇平台侧的注册工作。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对单智能网联设备联动进行设备管理的步骤包括：
用户在楼宇平台侧设置联动规则，当所述智能网联设备达到阈值时所述楼宇平台侧触发所述联动规则，自动化实现所述智能网联设备的远程操控。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
所述楼宇平台侧获取用户设置的所述联动规则并将所述联动规则存入Redis缓存；
所述设备管理组件基于LwM2M协议支持所述智能网联设备的Observe功能；
当用户选择订阅后，所述智能网联设备的属性会定期向所述设备管理组件上报notify消息；
所述设备管理组件增加规则判断逻辑，将上报的所述notify消息存入所述Redis缓存并与所述联动规则中设置的参数进行匹配，当所述参数满足所述联动规则中设置的阈值时，触发后台逻辑，基于LwM2M协议向所述智能网联设备下发execute指令，从而实现对所述智能网联设备的远程控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
所述智能网联设备为智能插排。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对多智能网联设备联动进行设备管理的步骤包括：
基于LwM2M协议为每个品类的所述智能网联设备配置物模型，且支持在所述设备管理组件在线运行状态之上迭代其他模型，从而实现模型优化调整后的重新加载。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，
所述智能网联设备为智能插排。
10.一种面向智能楼宇网联设备的管理系统，所述系统包括：
多个智能网联设备；以及
设备管理组件，其为楼宇内的所述智能网联设备配置物模型并在所述设备管理组件中完成加载，接收所述智能网联设备的注册请求并完成注册工作，针对单智能网联设备联动进行设备管理，以及针对多智能网联设备联动进行设备管理；
其特征在于，所述系统在PaaS平台架构的基础上建立所述设备管理组件，以实现对所述多个智能网联设备的统一管理和远程操控。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，
不同类型的所述智能网联设备支持Zigbee/WiFi协议，并通过楼宇内的5G+WiFi6网络环境，使用LwM2M协议与所述设备管理组件实现数据交互和通信。
12.根据权利要求10或11所述的系统，其中，
基于LwM2M协议为所有品类的所述智能网联设备构建其独有的物模型，包括设备ID、属性。
13.根据权利要求10或11所述的系统，其中，
所述智能网联设备首次上电使用后，自动发起注册请求，完成所述智能网联设备在楼宇平台侧的注册工作。
14.根据权利要求10或11所述的系统，其中，
用户在楼宇平台侧设置联动规则，当所述智能网联设备达到阈值时所述楼宇平台侧触发所述联动规则，自动化实现所述智能网联设备的远程操控。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，
所述楼宇平台侧获取用户设置的所述联动规则并将所述联动规则存入Redis缓存；
所述设备管理组件基于LwM2M协议支持所述智能网联设备的Observe功能；
当用户选择订阅后，所述智能网联设备的属性会定期向所述设备管理组件上报notify消息；
所述设备管理组件增加规则判断逻辑，将上报的所述notify消息存入所述Redis缓存并与所述联动规则中设置的参数进行匹配，当所述参数满足所述联动规则中设置的阈值时，触发后台逻辑，基于LwM2M协议向所述智能网联设备下发execute指令，从而实现对所述智能网联设备的远程控制。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，
所述智能网联设备为智能插排。
17.根据权利要求10或11所述的系统，其中，
基于LwM2M协议为每个品类的所述智能网联设备配置物模型，且支持在所述设备管理组件在线运行状态之上迭代其他模型，从而实现模型优化调整后的重新加载。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，
所述智能网联设备为智能插排。
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2022
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