CN209047177U - 一种智能盆栽养护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种智能盆栽养护系统，通过所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块和所述移动装置电连接，所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与所述单片机电连接，所述收纳箱垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定，可以及时监测盆栽的环境数据，实现自动养护盆栽的功能，在烈日或下雨天将盆栽拉回收纳盒，避免盆栽接收光照过强或被淹，且可以通过语音对盆栽进行一定的控制，提高趣味性与便利性，通过WiFi模块，终端可以远程实时查看植物的生长状况，也可以远程控制装置设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其是涉及一种智能盆栽养护系统。
背景技术
随着社会的进步，人们愈发重视生活质量，许多家庭会在家中、工作和学习的环境中放置一些盆栽花卉，但由于人们不能时时刻刻对盆栽进行照料，在人们放假或出差时，无人照料的盆栽常常会因缺水、缺肥和光照不足死亡。
目前，已有一些智能的盆栽养护方案，通过传感器、摄像头实时监控盆栽的情况，一旦监控采集到的土壤湿度、光照度等数据不符合预设阈值则通过单片机控制各模块自动对盆栽进行浇水、移动到太阳下补光等操作。但是现有的盆栽智能养护方案大多针对的是盆栽缺少水分、肥料和光照时的自动给予行为，鲜少有针对盆栽在光照过于强烈或是下雨天水分过于充足情况下的养护操作。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能盆栽养护系统，可以避免盆栽在烈日下接收光照过强或下雨天被淹的情况。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种智能盆栽养护系统，包括单片机、传感器、语音模块、LCD显示模块、WiFi模块、视频采集模块、移动装置和终端；
所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块、所述LCD显示模块、所述WiFi模块、所述视频采集模块和所述移动装置电连接，所述单片机通过所述WiFi模块与所述终端连接；
所述语音模块接收语音命令；
所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与所述单片机电连接；
所述收纳箱为侧开口的方形体，所述收纳箱垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定。
进一步的，所述单片机为MSP430单片机。
进一步的，所述传感器包括土壤湿度传感器；
所述土壤湿度传感器的一端接地，另一端连接土壤湿度传感器探头，并且另一端作为LM393第一双电压比较器的输入端；
所述第一双电压比较器的输出端与所述单片机电连接。
进一步的，所述传感器包括雨滴传感器，所述雨滴传感器包括感应板、指示灯、刮水器；
所述雨滴传感器的一端接地，另一端连接所述感应板，并且另一端作为LM393第二双电压比较器的输入端；
所述第二双电压比较器的输出端分别与所述指示灯、所述刮雨器和所述单片机电连接。
进一步的，所述语音模块控制所述单片机引脚的高低电平；
所述语音模块包括微单片机MCU、LD3320芯片和MY2480-16P模块，所述微单片机MCU分别与所述单片机、所述LD3320芯片和MY2480-16P模块电连接；
所述微单片机MCU为STM32F103C8微控制器；
所述MY2480-16P模块包括音乐播放设备。
进一步的，所述WIFI模块采用ESP8266芯片。
进一步的，还包括浇灌装置，所述浇灌装置包括水箱、营养液、第一电路和第二电路；
所述第一电路包括第一继电器和第一电磁阀，所述第一继电器与所述单片机电连接，所述第一电磁阀与所述水箱可拆卸连接；
所述第一继电器与所述第一电磁阀耦合连接；
所述第二电路包括第二继电器和第二电磁阀，所述第二继电器与所述单片机电连接，所述第二电磁阀与所述营养液可拆卸连接；
所述第二继电器与所述第二电磁阀耦合连接。
进一步的，所述传感器包括光照传感器，所述光照传感器的一端接地，另一端连接光敏电阻，并且另一端作为LM393第三双电压比较器的输入端；
所述第三双电压比较器的输出端与所述单片机电连接；
还包括补光装置，所述补光装置包括LED灯组和驱动模块电路，所述LED灯组与所述驱动模块电路电连接，所述驱动模块电路分别与所述第三双电压比较器的输出端和所述单片机电连接；
所述LED灯组包括红色LED灯和蓝色LED灯。
进一步的，还包括通风装置，所述通风装置包括风扇，所述风扇与所述单片机电连接。
进一步的，所述视频采集模块包括驱动器和两相混合式步进电机，所述驱动器包括A3977微步进电机驱动集成芯片，所述A3977微步进电机驱动集成芯片分别与所述两相混合式步进电机和所述单片机电连接。
本实用新型的有益效果在于：通过所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块和所述移动装置电连接，所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与所述单片机电连接，所述收纳箱垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定，可以及时监测盆栽的环境数据，实现自动养护盆栽的功能，在烈日或下雨天将盆栽拉回收纳盒，避免盆栽接收光照过强或被淹，且可以通过语音对盆栽进行一定的控制，提高趣味性与便利性，通过WiFi模块，终端可以远程实时查看植物的生长状况，也可以远程控制装置设备。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例一种智能盆栽养护系统的第一结构示意图；
图2所示为本实用新型实施例一种智能盆栽养护系统的移动装置的结构示意图；
图3所示为本实用新型实施例的空气温湿度复合传感器电路图；
图4所示为本实用新型实施例的土壤温度监测电路图；
图5所示为本实用新型实施例的土壤湿度传感器电路图；
图6所示为本实用新型实施例的水位传感器电路接口图；
图7所示为本实用新型实施例水滴传感器电路图；
图8所示为本实用新型实施例的语音模块电路图；
图9所示为本实用新型实施例的WiFi模块电路接口图；
图10所示为本实用新型实施例的浇灌装置电路图；
图11所示为本实用新型实施例的光照传感器电路接口图；
图12所示为本实用新型实施例的脉冲宽度调制(PWM)补光装置电路图；
标号说明：
1、收纳箱；2、电动推拉杆；3、滑轨；4、盆栽。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型最关键的构思在于:所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与单片机电连接，所述收纳箱的两侧箱壁内部分别固定有滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定。
请参照图1所示，一种智能盆栽养护系统，包括单片机、传感器、语音模块、LCD显示模块、WiFi模块、视频采集模块、移动装置和终端；
所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块、所述LCD显示模块、所述WiFi模块、所述视频采集模块和所述移动装置电连接，所述单片机通过所述WiFi模块与所述终端连接；
所述语音模块接收语音命令；
所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与所述单片机电连接；
所述收纳箱为侧开口的方形体，所述收纳箱垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块和所述移动装置电连接，所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与所述单片机电连接，所述收纳箱垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定，可以及时监测盆栽的环境数据，实现自动养护盆栽的功能，在烈日或下雨天将盆栽拉回收纳盒，避免盆栽接收光照过强或被淹，且可以通过语音对盆栽进行一定的控制，提高趣味性与便利性，通过WiFi模块，终端可以远程实时查看植物的生长状况，也可以远程控制装置设备。
进一步的，所述单片机为MSP430单片机。
进一步的，所述传感器包括土壤湿度传感器；
所述土壤湿度传感器的一端接地，另一端连接土壤湿度传感器探头，并且另一端作为LM393第一双电压比较器的输入端；
所述第一双电压比较器的输出端与所述单片机电连接。
进一步的，所述传感器包括雨滴传感器，所述雨滴传感器包括感应板、指示灯、刮水器；
所述雨滴传感器的一端接地，另一端连接所述感应板，并且另一端作为LM393第二双电压比较器的输入端；
所述第二双电压比较器的输出端分别与所述指示灯、所述刮雨器和所述单片机电连接。
从上述描述可知，通过所述雨滴传感器感应是否有雨，为所述移动装置的开启提供依据，提高了智能性。
进一步的，所述语音模块控制所述单片机引脚的高低电平；
所述语音模块包括微单片机MCU、LD3320芯片和MY2480-16P模块，所述微单片机MCU分别与所述单片机、所述LD3320芯片和MY2480-16P模块电连接；
所述微单片机MCU为STM32F103C8微控制器；
所述MY2480-16P模块包括音乐播放设备。
从上述描述可知，所述语音模块可以识别语音命令，并带有音乐播放器，丰富了盆栽养护系统的功能，提高了趣味性。
进一步的，所述WiFi模块采用ESP8266芯片。
进一步的，还包括浇灌装置，所述浇灌装置包括水箱、营养液、第一电路和第二电路；
所述第一电路包括第一继电器和第一电磁阀，所述第一继电器与所述单片机电连接，所述第一电磁阀与所述水箱可拆卸连接；
所述第一继电器与所述第一电磁阀耦合连接；
所述第二电路包括第二继电器和第二电磁阀，所述第二继电器与所述单片机电连接，所述第二电磁阀与所述营养液可拆卸连接；
所述第二继电器与所述第二电磁阀耦合连接。
从上述描述可知，通过所述单片机控制所述第一、第二继电器，从而实现自动浇水和自动添加营养液的功能，减轻了人们的工作量，在人们长期无暇照顾盆栽时可以自动对盆栽进行养护，提高了便利性。
进一步的，所述传感器包括光照传感器，所述光照传感器的一端接地，另一端连接光敏电阻，并且另一端作为LM393第三双电压比较器的输入端；
所述第三双电压比较器的输出端与所述单片机电连接；
还包括补光装置，所述补光装置包括LED灯组和驱动模块电路，所述LED灯组与所述驱动模块电路电连接，所述驱动模块电路分别与所述第三双电压比较器的输出端和所述单片机电连接；
所述LED灯组包括红色LED灯和蓝色LED灯。
从上述描述可知，通过采用红、蓝色的LED灯，可以根据红蓝灯不同的配比，运用PWM调光技术，满足不同植物在不同的生长阶段对不同光谱、光照时长的需求。
进一步的，还包括通风装置，所述通风装置包括风扇，所述风扇与所述单片机电连接。
从上述描述可知，在天气较热时，或是水分过多时，通过所述单片机控制所述风扇开启进行通风，丰富了盆栽养护的功能，提高功能的完善性。
进一步的，所述视频采集模块包括驱动器和两相混合式步进电机，所述驱动器包括A3977微步进电机驱动集成芯片，所述A3977微步进电机驱动集成芯片分别与所述两相混合式步进电机和所述单片机电连接。
从上述描述可知，通过所述视频采集模块可以令使用者远程在终端上观看盆栽状况，可以实时监测所述盆栽的情况。
实施例一
请参照图1至图12所示，一种智能盆栽养护系统，包括单片机、传感器、语音模块、LCD显示模块、WiFi模块、视频采集模块、移动装置和终端；
所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块、所述LCD显示模块、所述WiFi模块、所述视频采集模块和所述移动装置电连接，所述单片机通过所述WiFi模块与所述终端连接；
所述语音模块接收语音命令；
如图2所示，所述移动装置包括收纳箱1、电动推拉杆2和滑轨3，所述电动推拉杆2与所述单片机电连接；
所述收纳箱1为侧开口的方形体，所述收纳箱1垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨3，所述电动推拉杆2与所述滑轨3可滑动连接，所述电动推拉杆2与所述盆栽4的盆壁可拆卸固定。
其中，所述单片机为低功耗MSP430单片机；
用户可以通过所述终端对所述盆栽情况进行监测，例如生长环境相关数据、盆栽图片或盆栽的视频数据，当用户不了解所述盆栽的植物所需的环境数值时，只需在所述终端输入盆栽植物种类，植物生活习性会自动载入所述盆栽养护系统，所述盆栽养护系统根据此信息对所述盆栽进行数值限定并进行智能护理。
所述传感器包括空气温湿度复合传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、雨滴传感器和水位传感器等；
所述空气温湿度复合传感器采用DHT11数字温湿度传感器，所述空气温湿度复合传感器电路如图3所示；土壤和水的温度传感器皆采用DS1820温度传感器，土壤温度监测电路如图4所示；
如图5所示，所述土壤湿度传感器的一端接地，另一端连接土壤湿度传感器探头，并且另一端作为LM393第一双电压比较器的输入端；
所述第一双电压比较器的输出端与所述单片机电连接。
具体地，当所述土壤湿度传感器探头悬空时，三极管基极处于开路状态，三极管截止输出为0；当插入土壤中时由于土壤中水分含量不同，土壤的电阻值就不同，三极管的基极提供不同大小的导通电流，三极管集电极到发射极的导通电流受到基极控制，经过发射极的下拉电阻后转换成电压。
所述水位感应器电路如图6所示，当黑色线接高电平时，黄线为正输出信号线，有感应输出高电平(NPN-闭合)；无感应输出低电平(NPN-断开)。当黑色线接低电平时,黄线为负输出信号线，有感应输出低电平(NPN-断开)；无感应输出高电平(NPN-闭合)。
所述雨滴传感器包括感应板、指示灯、刮水器；
如图7所示，所述雨滴传感器的一端接地，另一端连接所述感应板，并且另一端作为LM393第二双电压比较器的输入端；
所述第二双电压比较器的输出端分别与所述指示灯、所述刮雨器和所述单片机电连接。
具体地，所述感应板上没有水滴时，DO输出为高电平，所述指示灯灭，滴上一滴水，DO输出为低电平，所述指示灯亮，刷掉上面的水滴，又恢复到输出高电平状态。AO模拟输出，连接所述单片机的AD口检测滴在上面的雨量大小，DO，TTL数字输出也可以连接所述单片机检测是否有雨。
所述语音模块控制所述单片机引脚的高低电平；
如图8所示，所述语音模块包括微单片机MCU、LD3320芯片和MY2480-16P模块，所述微单片机MCU分别与所述单片机、所述LD3320芯片和MY2480-16P模块电连接；
所述微单片机MCU为STM32F103C8微控制器；
所述MY2480-16P模块包括音乐播放设备。
其中，用户通过语音指令可以与盆栽进行简单的人机交互及一些相应的控制，例如播放背景音乐、控制灯光、对话、降温、浇水、施肥等一系列操作，使人们与盆栽有更亲密的了解和互动。
所述WiFi模块采用ESP8266芯片，其外部有6个可用通用IO口分别是GP0GP2GP15GP12GP13GP14其中GP0GP2GP15系统启动前，还决定着系统启动后进入何种的状态，系统正常启动后，GPO GP2GP15可做通用IO口。因此6个IO口在系统运行后都可以当通用IO口使用，可做输入和输出，ESP8266IO口直接驱动LED，WiFi模块电路接口图如图9所示。
还包括浇灌装置，如图10所示，所述浇灌装置包括水箱、营养液、第一电路和第二电路；
所述第一电路包括第一继电器和第一电磁阀，所述第一继电器与所述单片机电连接，所述第一电磁阀与所述水箱可拆卸连接；
所述第一继电器与所述第一电磁阀耦合连接；
所述第二电路包括第二继电器和第二电磁阀，所述第二继电器与所述单片机电连接，所述第二电磁阀与所述营养液可拆卸连接；
所述第二继电器与所述第二电磁阀耦合连接。
具体地，当所述传感器监测到的数据不符合预设参数要求，所述单片机控制所述浇灌装置开启进行浇水或浇营养液操作。当所述单片机经过与预设值的对比，判断所述盆栽处于缺水状态时，控制相应的IO口输出高电平，使得三极管Q1导通并处于饱和状态，则光耦输入高电平三极管Q2也导通，此时所述第一电磁阀打开，为盆栽浇水；同理，当盆栽的湿度处于饱和状态时，所述单片机输出低电平，使得三极管Q1截止，光耦输入低电平，三极管Q2截止，所述第一电磁阀关闭。
所述传感器包括光照传感器，如图11所示，所述光照传感器采用BH1750FVI传感器，所述光照传感器的一端接地，另一端连接光敏电阻，并且另一端作为LM393第三双电压比较器的输入端；
所述第三双电压比较器的输出端与所述单片机电连接；
还包括补光装置，如图12所示，所述补光装置包括LED灯组和PT4115驱动模块电路，所述LED灯组与所述驱动模块电路电连接，所述驱动模块电路分别与所述第三双电压比较器的输出端和所述单片机电连接；
所述LED灯组包括红色LED灯和蓝色LED灯，由9个红色LED灯、1个蓝色LED灯组成。
具体地，当所述传感器监测到的数据不符合预设参数要求，所述单片机控制所述补光装置开启，调整红蓝LED灯进行补光。
所述补光装置还包括PWM智能补光功能，由于植物所需的光强、所处环境光强是不同的，为使其始终处于最佳光照，利用所述光照传感器实时采集光照强度信息，将其反馈至所述单片机，所述单片机自动输出不同占空比的PWM波至所述补光装置控制其亮度进行补光。
还包括通风装置，所述通风装置包括风扇，所述风扇与所述单片机电连接。
具体地，当所述传感器监测到的数据不符合预设参数要求，所述单片机控制所述通风装置开启进行通风。
所述视频采集模块包括驱动器和两相混合式步进电机，所述驱动器包括A3977微步进电机驱动集成芯片，所述A3977微步进电机驱动集成芯片分别与所述两相混合式步进电机和所述单片机电连接。
综上所述，本实用新型提供的一种智能盆栽养护系统，通过所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块和所述移动装置电连接，所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与所述单片机电连接，所述收纳箱垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定，可以及时监测盆栽的环境数据，实现自动养护盆栽的功能，可以实现自动浇水、施肥、补光、通风等功能，减轻了人们的工作量，采用红、蓝色的LED灯满足不同植物在不同的生长阶段对不同光谱、光照时长的需求，令用户可以通过终端远程观察盆栽情况，丰富了盆栽养护的功能，当所述传感器监测到数据的在烈日或下雨天将盆栽拉回收纳盒，避免盆栽接收光照过强或被淹，且可以通过语音对盆栽进行一定的控制，提高趣味性与便利性。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种智能盆栽养护系统，其特征在于，包括单片机、传感器、语音模块、LCD显示模块、WiFi模块、视频采集模块、移动装置和终端；
所述单片机分别与所述传感器、所述语音模块、所述LCD显示模块、所述WiFi模块、所述视频采集模块和所述移动装置电连接，所述单片机通过所述WiFi模块与所述终端连接；
所述语音模块接收语音命令；
所述移动装置包括收纳箱、电动推拉杆和滑轨，所述电动推拉杆与所述单片机电连接；
所述收纳箱为侧开口的方形体，所述收纳箱垂直于所述侧开口所在平面的两侧箱壁内部分别固定有所述滑轨，所述电动推拉杆与所述滑轨可滑动连接，所述电动推拉杆与所述盆栽的盆壁可拆卸固定。
2.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，所述单片机为MSP430单片机。
3.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，所述传感器包括土壤湿度传感器；
所述土壤湿度传感器的一端接地，另一端连接土壤湿度传感器探头，并且另一端作为LM393第一双电压比较器的输入端；
所述第一双电压比较器的输出端与所述单片机电连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，所述传感器包括雨滴传感器，所述雨滴传感器包括感应板、指示灯、刮水器；
所述雨滴传感器的一端接地，另一端连接所述感应板，并且另一端作为LM393第二双电压比较器的输入端；
所述第二双电压比较器的输出端分别与所述指示灯、所述刮水器和所述单片机电连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，
所述语音模块控制所述单片机引脚的高低电平；
所述语音模块包括微单片机MCU、LD3320芯片和MY2480-16P模块，所述微单片机MCU分别与所述单片机、所述LD3320芯片和MY2480-16P模块电连接；
所述微单片机MCU为STM32F103C8微控制器；
所述MY2480-16P模块包括音乐播放设备。
6.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，所述WIFI模块采用ESP8266芯片。
7.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，还包括浇灌装置，所述浇灌装置包括水箱、营养液、第一电路和第二电路；
所述第一电路包括第一继电器和第一电磁阀，所述第一继电器与所述单片机电连接，所述第一电磁阀与所述水箱可拆卸连接；
所述第一继电器与所述第一电磁阀耦合连接；
所述第二电路包括第二继电器和第二电磁阀，所述第二继电器与所述单片机电连接，所述第二电磁阀与所述营养液可拆卸连接；
所述第二继电器与所述第二电磁阀耦合连接。
8.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，所述传感器包括光照传感器，所述光照传感器的一端接地，另一端连接光敏电阻，并且另一端作为LM393第三双电压比较器的输入端；
所述第三双电压比较器的输出端与所述单片机电连接；
还包括补光装置，所述补光装置包括LED灯组和驱动模块电路，所述LED灯组与所述驱动模块电路电连接，所述驱动模块电路分别与所述第三双电压比较器的输出端和所述单片机电连接；
所述LED灯组包括红色LED灯和蓝色LED灯。
9.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，还包括通风装置，所述通风装置包括风扇，所述风扇与所述单片机电连接。
10.根据权利要求1所述的一种智能盆栽养护系统，其特征在于，所述视频采集模块包括驱动器和两相混合式步进电机，所述驱动器包括A3977微步进电机驱动集成芯片，所述A3977微步进电机驱动集成芯片分别与所述两相混合式步进电机和所述单片机电连接。
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| CN115735624A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-07 | 海澳思本源生物医药集团有限公司 | 一种SoD西瓜栽培的装置及方法 |
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2018
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