CN209248278U - 一种带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉，克服了现有技术中壁挂炉的物联网控制功能仍需改善的问题。该实用新型中MCU的输入端分别连接通讯模块、风压检测模块、火焰检测模块、水压检测模块、水流检测模块和温度检测模块、触摸按键操作模块和水温采集模块，MCU的输出端分别连接风机控制模块、点火控制模块、水泵控制模块、截止阀控制模块和比例阀控制模块。GPRS远传模块的信号输入端和输出端通过串口电平匹配模块连接MCU的信号输出端和输入端，通讯模块和局域网WIFI模块的信号输入端和输出端分别连接MCU中不同组的信号输出端和输入端。该技术利用物联网技术控制壁挂炉的工作温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种壁挂炉，特别是涉及一种带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉。
背景技术
目前，兼具供暖及热水功能的燃气壁挂炉被广大家庭普遍应用，由于使用燃气壁挂炉采暖时消耗燃气量较大，一个采暖季涉及金额较多，因此节能降费成为用户的需求之一。然而现有的壁挂炉控制系统只能将壁挂炉控制器和温度数据结合起来，对壁挂炉进行简单地控制，设置壁挂炉的工作温度和工作时间。因此在使用效能及安全性上无法做到有效的监控；国内外厂家的燃气壁挂炉大多没有通信接口以实现物联网，少数新产品设计有通信接口可供厂家自己实现物联网应用，但也仅限于本品牌本设备，而无法实现跨品牌物联网以及兼顾设备以外的整个系统物联网。如果要直接采集燃气炉的内部设备工作状态，必须将信号采集线引入到内部各设备上，需要在其内部设备的接线端子上进行连线、焊接等，操作麻烦，且容易造成燃气炉的故障。因此如何更加合理地控制燃气壁挂炉以提高节能降费效果，是现有技术亟待解决的技术问题之一。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术中，壁挂炉的物联网控制功能仍需改善的问题，提供一种结构合理、使用方便的带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉。
本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉：含有MCU、通讯模块、风压检测模块、火焰检测模块、水压检测模块、水流检测模块和温度检测模块、触摸按键操作模块、水温采集模块、风机控制模块、点火控制模块、水泵控制模块、截止阀控制模块和比例阀控制模块，其中MCU的输入端分别连接通讯模块、风压检测模块、火焰检测模块、水压检测模块、水流检测模块和温度检测模块、触摸按键操作模块和水温采集模块，MCU的输出端分别连接风机控制模块、点火控制模块、水泵控制模块、截止阀控制模块和比例阀控制模块，通讯模块的数量为三路，第一路通讯模块为GPRS远传模块，其信号输入端和输出端通过串口电平匹配模块连接MCU的信号输出端和输入端；第二路通讯模块为蓝牙通讯模块，其信号输入端和输出端连接MCU的信号输出端和输入端；第三路通讯模块为局域网WIFI模块，其信号输入端和输出端连接MCU的信号输出端和输入端。
所述GPRS远传模块含有SIM卡芯片U1、GPRS控制芯片U2和天线J1，其中SIM卡芯片U1的管脚1和控制芯片U2的管脚11相连，SIM卡芯片U1的管脚2通过电阻R5和控制芯片U2的管脚13相连，SIM卡芯片U1的管脚3通过电阻R4和控制芯片U2的管脚12相连，SIM卡芯片U1的管脚4和控制芯片U2的管脚8相连，并通过电容C5连接SIM卡芯片U1的管脚1，SIM卡芯片U1的管脚6通过电阻R3和控制芯片U2的管脚10相连，天线J1的线缆内芯连接GPRS控制芯片U2的管脚28，天线J1的线缆外圈屏蔽层连接电源GND，电源GND连接GPRS控制芯片U2的管脚26和27，电源VCC连接GPRS控制芯片U2的管脚24和25，其中GPRS控制芯片U2型号为M72D。
所述串口电平匹配模块含有串口输入电平匹配电路、串口输出电平匹配电路和MCU电源稳压电路，其中GPRS远传模块的信号输入端通过串口输入电平匹配电路连接MCU的信号输出端，GPRS远传模块的信号输出端通过串口输出电平匹配电路连接MCU的信号输入端，串口输入电平匹配电路含有电源MCU_VCC、电源VCC_G、电源GND、电阻R6、电阻R8、电阻R10、三极管Q1和三极管Q3，电源MCU_VCC通过电阻R6连接MCU的管脚42和三极管Q1的集电极，电源MCU_VCC通过电阻R8连接三极管Q1的基极和三极管Q3的集电极，GPRS控制芯片U2的管脚1依次串联电阻R1、跳线JP1和电阻R10后连接三极管Q3的基极，三极管Q1的发射极和三极管Q3的发射极均连接电源GND；串口输出电平匹配电路电源VCC_G、电源GND、电阻R7、电阻R9、电阻R11、三极管Q2和三极管Q4，电源VCC_G通过电阻R7连接三极管Q2的集电极，电源VCC_G依次串联电阻R7、跳线JP2和电阻R2后接入GPRS控制芯片U2的管脚2，电源VCC_G通过电阻R9连接三极管Q2的基极和三极管Q4的集电极，MCU的管脚42连接电阻R11后接入三极管Q4的基极，三极管Q2的发射极和三极管Q4的发射极均连接电源GND；其中电源VCC_G为3.6V，电源MCU_VCC电压为3.3V，电源VCC_G通过MCU电源稳压电路得到电源MCU_VCC，MCU电源稳压电路含有稳压芯片U3、电容C6和电容C7，稳压芯片U3的管脚1和管脚3连接电源VCC_G，管脚2连接电源GND，管脚1通过电容C6连接电源GND，管脚5连接电源MCU_VCC，管脚5通过电容C7连接电源GND，稳压芯片U3的型号为AP6209。
所述蓝牙通讯模块含有蓝牙模块U4、电源MCU_VCC、电源GND、电阻R13和发光二极管D2，蓝牙模块U4的管脚1连接MCU的管脚17，蓝牙模块U4的管脚2连接MCU的管脚16，蓝牙模块U4的管脚26连接MCU的管脚15，蓝牙模块U4的管脚12连接电源MCU_VCC，蓝牙模块U4的管脚13、管脚21和管脚22连接电源GND，蓝牙模块U4的管脚24连接依次串联电阻R13和发光二极管D2后接入电源GND，蓝牙模块U4的型号为HC—06。
所述局域网WIFI模块含有WIFI控制模块U5、电源MCU_VCC、电源GND、电阻R12和发光二极管D1，WIFI控制模块U5的管脚1连接MCU的管脚30，WIFI控制模块U5的管脚2连接MCU的管脚29，WIFI控制模块U5的管脚11连接MCU的管脚28，WIFI控制模块U5的管脚12和管脚27连接电源MCU_VCC，WIFI控制模块U5的管脚14和管脚28连接电源GND，WIFI控制模块U5的管脚23依次串联电阻R12和发光二极管D1后接入电源GND，WIFI控制模块U5的型号为HC-22。
所述MCU的型号为STM32F103。
一种含有上述带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器的壁挂炉，含有壳体、壁挂炉控制器、排气管及壳体内置的风压开关、检火针、水压开关、水流开关、温控开关、触摸按键、温度传感器、风机、点火针、水泵、燃气截止阀、燃气比例阀和，其中风压开关连接壁挂炉控制器的风压检测模块，检火针连接壁挂炉控制器的火焰检测模块，水压开关连接壁挂炉控制器的水压检测模块，水流开关连接壁挂炉控制器的水流检测模块，温控开关连接壁挂炉控制器的温度检测模块，触摸按键连接壁挂炉控制器的触摸按键操作模块，温度传感器连接壁挂炉控制器的水温采集模块，风机连接壁挂炉控制器的风机控制模块，点火针连接壁挂炉控制器的点火控制模块，水泵连接壁挂炉控制器的水泵控制模块，燃气截止阀连接壁挂炉控制器的截止阀控制模块和燃气比例阀连接壁挂炉控制器的比例阀控制模块，排气管连接风机的出风口和室外空气。
与现有技术相比，本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉具有以下优点：本系统可实现跨品牌、兼容多种机型的燃气壁挂炉物联网，通过MCU控制器对温度，风压、水压和燃气阀门的工作参数的采集和处理，可判断燃气壁挂炉内各装置的运行状态是否正常，是否符合设定的温度范围；能够使人们有效地利用物联网技术控制壁挂炉的工作温度，从而达到节约能源的目的，具有优越的智能化性能。
附图说明
图1是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉的原理示意图；
图2是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中SIM卡芯片的电路结构示意图；
图3是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中GPRS控制芯片的电路结构示意图；
图4是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中串口输入电平匹配电路结构示意图；
图5是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中串口输出电平匹配电路结构示意图；
图6是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中MCU电源稳压电路的结构示意图；
图7是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中蓝牙通讯模块的电路结构示意图；
图8是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中局域网WIFI模块的电路结构示意图；
图9是本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉中MCU的电路结构示意图。
具体实施方式
附图说明中含有以下电路标号SIM卡芯片U1、GPRS控制芯片U2、稳压芯片U3、蓝牙芯片U4、WIFI控制芯片U5、天线J1、电源GND、电源MCU_VCC、电源VCC_G、电阻R1-R13、三极管Q1-Q4，跳线JP1-JP2，电容C1-C13。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器及壁挂炉作进一步说明：
如图所示，本实施例中含有MCU、通讯模块、风压检测模块、火焰检测模块、水压检测模块、水流检测模块和温度检测模块、触摸按键操作模块、水温采集模块、风机控制模块、点火控制模块、水泵控制模块、截止阀控制模块和比例阀控制模块，其中MCU的输入端分别连接通讯模块、风压检测模块、火焰检测模块、水压检测模块、水流检测模块和温度检测模块、触摸按键操作模块和水温采集模块，MCU的输出端分别连接风机控制模块、点火控制模块、水泵控制模块、截止阀控制模块和比例阀控制模块，通讯模块的数量为三路，第一路通讯模块为GPRS远传模块，其信号输入端和输出端通过串口电平匹配模块连接MCU的信号输出端和输入端；第二路通讯模块为蓝牙通讯模块，其信号输入端和输出端连接MCU的信号输出端和输入端；第三路通讯模块为局域网WIFI模块，其信号输入端和输出端连接MCU的信号输出端和输入端。
所述GPRS远传模块含有SIM卡芯片U1、GPRS控制芯片U2和天线J1，其中SIM卡芯片U1的管脚1和控制芯片U2的管脚11相连，SIM卡芯片U1的管脚2通过电阻R5和控制芯片U2的管脚13相连，SIM卡芯片U1的管脚3通过电阻R4和控制芯片U2的管脚12相连，SIM卡芯片U1的管脚4和控制芯片U2的管脚8相连，并通过电容C5连接SIM卡芯片U1的管脚1，SIM卡芯片U1的管脚6通过电阻R3和控制芯片U2的管脚10相连，天线J1的线缆内芯连接GPRS控制芯片U2的管脚28，天线J1的线缆外圈屏蔽层连接电源GND，电源GND连接GPRS控制芯片U2的管脚26和27，电源VCC连接GPRS控制芯片U2的管脚24和25，其中GPRS控制芯片U2型号为M72D。
所述串口电平匹配模块含有串口输入电平匹配电路、串口输出电平匹配电路和MCU电源稳压电路，其中GPRS远传模块的信号输入端通过串口输入电平匹配电路连接MCU的信号输出端，GPRS远传模块的信号输出端通过串口输出电平匹配电路连接MCU的信号输入端，串口输入电平匹配电路含有电源MCU_VCC、电源VCC_G、电源GND、电阻R6、电阻R8、电阻R10、三极管Q1和三极管Q3，电源MCU_VCC通过电阻R6连接MCU的管脚42和三极管Q1的集电极，电源MCU_VCC通过电阻R8连接三极管Q1的基极和三极管Q3的集电极，GPRS控制芯片U2的管脚1依次串联电阻R1、跳线JP1和电阻R10后连接三极管Q3的基极，三极管Q1的发射极和三极管Q3的发射极均连接电源GND；串口输出电平匹配电路电源VCC_G、电源GND、电阻R7、电阻R9、电阻R11、三极管Q2和三极管Q4，电源VCC_G通过电阻R7连接三极管Q2的集电极，电源VCC_G依次串联电阻R7、跳线JP2和电阻R2后接入GPRS控制芯片U2的管脚2，电源VCC_G通过电阻R9连接三极管Q2的基极和三极管Q4的集电极，MCU的管脚42连接电阻R11后接入三极管Q4的基极，三极管Q2的发射极和三极管Q4的发射极均连接电源GND；其中电源VCC_G为3.6V，电源MCU_VCC电压为3.3V，电源VCC_G通过MCU电源稳压电路得到电源MCU_VCC供MCU使用，MCU电源稳压电路含有稳压芯片U3、电容C6和电容C7，稳压芯片U3的管脚1和管脚3连接电源VCC_G，管脚2连接电源GND，管脚1通过电容C6连接电源GND，管脚5连接电源MCU_VCC，管脚5通过电容C7连接电源GND，稳压芯片U3的型号为AP6209。
其中跳线JP1和跳线JP2用于GPRS远传模块在通讯调试的过程中使用，调试完成后两者需要短接，以确保MCU与GPRS远传模块之间的通讯正常。
因为GPRS控制芯片U2的工作电平和MCU的工作电平不匹配，所以需要通过串口输入电平匹配电路和串口输出电平匹配电路来实现彼此的正常通讯。
所述蓝牙通讯模块含有蓝牙模块U4、电源MCU_VCC、电源GND、电阻R13和发光二极管D2，蓝牙模块U4的管脚1连接MCU的管脚17，蓝牙模块U4的管脚2连接MCU的管脚16，蓝牙模块U4的管脚26连接MCU的管脚15，蓝牙模块U4的管脚12连接电源MCU_VCC，蓝牙模块U4的管脚13、管脚21和管脚22连接电源GND，蓝牙模块U4的管脚24连接依次串联电阻R13和发光二极管D2后接入电源GND，蓝牙模块U4的型号为HC—06。
所述局域网WIFI模块含有WIFI控制模块U5、电源MCU_VCC、电源GND、电阻R12和发光二极管D1，WIFI控制模块U5的管脚1连接MCU的管脚30，WIFI控制模块U5的管脚2连接MCU的管脚29，WIFI控制模块U5的管脚11连接MCU的管脚28，WIFI控制模块U5的管脚12和管脚27连接电源MCU_VCC，WIFI控制模块U5的管脚14和管脚28连接电源GND，WIFI控制模块U5的管脚23依次串联电阻R12和发光二极管D1后接入电源GND，WIFI控制模块U5的型号为HC-22。
所述MCU的型号为STM32F103。
一种含有上述带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器的壁挂炉，含有壳体、壁挂炉控制器、排气管及壳体内置的风压开关、检火针、水压开关、水流开关、温控开关、触摸按键、温度传感器、风机、点火针、水泵、燃气截止阀、燃气比例阀和，其中风压开关连接壁挂炉控制器的风压检测模块，检火针连接壁挂炉控制器的火焰检测模块，水压开关连接壁挂炉控制器的水压检测模块，水流开关连接壁挂炉控制器的水流检测模块，温控开关连接壁挂炉控制器的温度检测模块，触摸按键连接壁挂炉控制器的触摸按键操作模块，温度传感器连接壁挂炉控制器的水温采集模块，风机连接壁挂炉控制器的风机控制模块，点火针连接壁挂炉控制器的点火控制模块，水泵连接壁挂炉控制器的水泵控制模块，燃气截止阀连接壁挂炉控制器的截止阀控制模块和燃气比例阀连接壁挂炉控制器的比例阀控制模块，排气管连接风机的出风口和室外空气。
手机可以通过蓝牙、壁挂炉控制器的蓝牙通讯模块实现与壁挂炉的通讯，手机可以通过路由器网络连接壁挂炉的局域网WIFI模块来访问壁挂炉，手机可以通过网络运营商基站和壁挂炉的GPRS远传模块来访问壁挂炉，通过内置壁挂炉控制APP应用程序，对壁挂炉进行模式设定、温度设定、运行时间设定等多重操作。最终控制壁挂炉的温度，壁挂炉通过网络与温控器连接通讯，当温控器到达室内温度后，执行壁挂炉温度调节，使室内温度尽可能的达到动态平衡；壁挂炉通过运营商基站采用GPRS/4G/NB-IoT方式与服务器进行数据交互，监测燃气泄漏报警器的工作状态，当有燃气泄漏报警故障信息时切断壁挂炉气源，同时开启风机执行排气操作。
Claims (7)
1.一种带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器，其特征在于：含有MCU、通讯模块、风压检测模块、火焰检测模块、水压检测模块、水流检测模块和温度检测模块、触摸按键操作模块、水温采集模块、风机控制模块、点火控制模块、水泵控制模块、截止阀控制模块和比例阀控制模块，其中
MCU的输入端分别连接通讯模块、风压检测模块、火焰检测模块、水压检测模块、水流检测模块和温度检测模块、触摸按键操作模块和水温采集模块，
MCU的输出端分别连接风机控制模块、点火控制模块、水泵控制模块、截止阀控制模块和比例阀控制模块，
通讯模块的数量为三路，第一路通讯模块为GPRS远传模块，其信号输入端和输出端通过串口电平匹配模块连接MCU的信号输出端和输入端；第二路通讯模块为蓝牙通讯模块，其信号输入端和输出端连接MCU的信号输出端和输入端；第三路通讯模块为局域网WIFI模块，其信号输入端和输出端连接MCU的信号输出端和输入端。
2.根据权利要求1所述的带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器，其特征在于：所述GPRS远传模块含有SIM卡芯片U1、GPRS控制芯片U2和天线J1，其中
SIM卡芯片U1的管脚1和控制芯片U2的管脚11相连，
SIM卡芯片U1的管脚2通过电阻R5和控制芯片U2的管脚13相连，
SIM卡芯片U1的管脚3通过电阻R4和控制芯片U2的管脚12相连，
SIM卡芯片U1的管脚4和控制芯片U2的管脚8相连，并通过电容C5连接SIM卡芯片U1的管脚1，
SIM卡芯片U1的管脚6通过电阻R3和控制芯片U2的管脚10相连，
天线J1的线缆内芯连接GPRS控制芯片U2的管脚28，天线J1的线缆外圈屏蔽层连接电源GND，电源GND连接GPRS控制芯片U2的管脚26和27，电源VCC连接GPRS控制芯片U2的管脚24和25，其中GPRS控制芯片U2型号为M72D。
3.根据权利要求1所述的带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器，其特征在于：所述串口电平匹配模块含有串口输入电平匹配电路、串口输出电平匹配电路和MCU电源稳压电路，其中
GPRS远传模块的信号输入端通过串口输入电平匹配电路连接MCU的信号输出端，
GPRS远传模块的信号输出端通过串口输出电平匹配电路连接MCU的信号输入端，
串口输入电平匹配电路含有电源MCU_VCC、电源VCC_G、电源GND、电阻R6、电阻R8、电阻R10、三极管Q1和三极管Q3，
电源MCU_VCC通过电阻R6连接MCU的管脚42和三极管Q1的集电极，电源MCU_VCC通过电阻R8连接三极管Q1的基极和三极管Q3的集电极，GPRS控制芯片U2的管脚1依次串联电阻R1、跳线JP1和电阻R10后连接三极管Q3的基极，三极管Q1的发射极和三极管Q3的发射极均连接电源GND；
串口输出电平匹配电路电源VCC_G、电源GND、电阻R7、电阻R9、电阻R11、三极管Q2和三极管Q4，
电源VCC_G通过电阻R7连接三极管Q2的集电极，电源VCC_G依次串联电阻R7、跳线JP2和电阻R2后接入GPRS控制芯片U2的管脚2，电源VCC_G通过电阻R9连接三极管Q2的基极和三极管Q4的集电极，MCU的管脚42连接电阻R11后接入三极管Q4的基极，三极管Q2的发射极和三极管Q4的发射极均连接电源GND；
其中电源VCC_G为3.6V，电源MCU_VCC电压为3.3V，电源VCC_G通过MCU电源稳压电路得到电源MCU_VCC，MCU电源稳压电路含有稳压芯片U3、电容C6和电容C7，稳压芯片U3的管脚1和管脚3连接电源VCC_G，管脚2连接电源GND，管脚1通过电容C6连接电源GND，管脚5连接电源MCU_VCC，管脚5通过电容C7连接电源GND，稳压芯片U3的型号为AP6209。
4.根据权利要求1所述的带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器，其特征在于：所述蓝牙通讯模块含有蓝牙模块U4、电源MCU_VCC、电源GND、电阻R13和发光二极管D2，蓝牙模块U4的管脚1连接MCU的管脚17，蓝牙模块U4的管脚2连接MCU的管脚16，蓝牙模块U4的管脚26连接MCU的管脚15，蓝牙模块U4的管脚12连接电源MCU_VCC，蓝牙模块U4的管脚13、管脚21和管脚22连接电源GND，蓝牙模块U4的管脚24连接依次串联电阻R13和发光二极管D2后接入电源GND，蓝牙模块U4的型号为HC—06。
5.根据权利要求1所述的带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器，其特征在于：所述局域网WIFI模块含有WIFI控制模块U5、电源MCU_VCC、电源GND、电阻R12和发光二极管D1，WIFI控制模块U5的管脚1连接MCU的管脚30，WIFI控制模块U5的管脚2连接MCU的管脚29，WIFI控制模块U5的管脚11连接MCU的管脚28，WIFI控制模块U5的管脚12和管脚27连接电源MCU_VCC，WIFI控制模块U5的管脚14和管脚28连接电源GND，WIFI控制模块U5的管脚23依次串联电阻R12和发光二极管D1后接入电源GND，WIFI控制模块U5的型号为HC-22。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器，其特征在于：所述MCU的型号为STM32F103。
7.一种含有权利要求1所述带有物联网通讯功能的壁挂炉控制器的壁挂炉，其特征在于：含有壳体、壁挂炉控制器、排气管及壳体内置的风压开关、检火针、水压开关、水流开关、温控开关、触摸按键、温度传感器、风机、点火针、水泵、燃气截止阀和燃气比例阀，其中风压开关连接壁挂炉控制器的风压检测模块，检火针连接壁挂炉控制器的火焰检测模块，水压开关连接壁挂炉控制器的水压检测模块，水流开关连接壁挂炉控制器的水流检测模块，温控开关连接壁挂炉控制器的温度检测模块，触摸按键连接壁挂炉控制器的触摸按键操作模块，温度传感器连接壁挂炉控制器的水温采集模块，风机连接壁挂炉控制器的风机控制模块，点火针连接壁挂炉控制器的点火控制模块，水泵连接壁挂炉控制器的水泵控制模块，燃气截止阀连接壁挂炉控制器的截止阀控制模块和燃气比例阀连接壁挂炉控制器的比例阀控制模块，排气管连接风机的出风口和室外空气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190813 Termination date: 20211212 |