ES2207368A1 - Universal data acquisition and forwarding system for acquiring and forwarding data via global system for mobile communications (GSM)/general packet radio service (GPRS) has series of indicator lights set for each port, feeding and antenna - Google Patents
Universal data acquisition and forwarding system for acquiring and forwarding data via global system for mobile communications (GSM)/general packet radio service (GPRS) has series of indicator lights set for each port, feeding and antennaInfo
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Abstract
Description
Sistema universal de adquisición de datos y reenvío vía GSM/GPRS.Universal data acquisition system and forwarding via GSM / GPRS.
La presente invención se refiere a un sistema universal de adquisición de datos y reenvío vía GSM/GPRS, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los procedimientos conocidos y destinados a estos mismos fines en el estado actual de la técnica.The present invention relates to a system Universal data acquisition and forwarding via GSM / GPRS, which provides essential novelty features and notable advantages with respect to the known and intended procedures for these same purposes in the current state of the art.
Más en particular, la invención propone el desarrollo de un sistema de adquisición de datos provenientes de equipos externos a través de conexiones serie tipo RS-232, y el reenvío de los mismos a un centro remoto de análisis vía GSM (Global System for Mobile Communications) o GPRS (General Packet Radio Service), mediante un equipo de adquisición de datos constituido, entre otros elementos, por una pluralidad de puertos de entrada/salida de datos a los que se conectan dispositivos externos, un microprocesador que gobierna el equipo, una memoria Flash, una batería de alimentación que proporciona autonomía propia al equipo, un módulo de datos GSM/GPRS para la transmisión vía radio y una serie de indicadores luminosos correspondientes a cada uno de los puertos, a la alimentación, y a la antena transmisora, que indican su estado.More particularly, the invention proposes the development of a data acquisition system from external equipment through serial type connections RS-232, and forwarding them to a center Remote analysis via GSM (Global System for Mobile Communications) or GPRS (General Packet Radio Service), through a data acquisition team constituted, among other elements, by a plurality of data input / output ports to which external devices are connected, a microprocessor that governs the computer, a flash memory, a power battery that provides the team with its own autonomy, a GSM / GPRS data module for radio transmission and a series of indicator lights corresponding to each of the ports, to the power supply, and to the transmitting antenna, which indicate its status.
El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector de las telecomunicaciones en general, y más concretamente en el de los sistemas de captación de datos de medida para ser almacenados y analizados remotamente, y que deban ser enviados para su análisis de forma rápida y segura.The scope of the invention is is included in the telecommunications sector in general, and more specifically in the collection systems of measurement data to be stored and analyzed remotely, and that must be sent for analysis quickly and safe.
Se conocen en el estado actual de la técnica sistemas implementados en aparatos electrónicos portátiles para la recogida de datos que incorporan un circuito interfaz, un microprocesador y una serie de módulos adaptadores conectados al circuito interfaz, que se limitan a capturar datos para que sean extraídos a un PC (Personal Computer) a través de su salida serie o paralelo, por lo que no incorporan un módulo para la transmisión vía radio.They are known in the current state of the art systems implemented in portable electronic devices for data collection incorporating an interface circuit, a microprocessor and a series of adapter modules connected to the interface circuit, which are limited to capturing data so that they are extracted to a PC (Personal Computer) through its serial output or parallel, so they do not incorporate a module for transmission via radio
Además, tampoco disponen de una batería de alimentación de larga duración que les proporcione autonomía propia.In addition, they do not have a battery of long-term power that provides autonomy own.
Por ello, la presente invención propone un sistema de adquisición de datos provenientes de equipos externos a través de conexiones serie, RS-232, y reenvío de los mismos a un centro remoto de análisis vía GSM (Global System for Mobile Communications) o GPRS (General Packet Radio Service).Therefore, the present invention proposes a data acquisition system from external equipment to through serial connections, RS-232, and forwarding of same to a remote analysis center via GSM (Global System for Mobile Communications) or GPRS (General Packet Radio Service).
El funcionamiento del sistema consiste en recoger la información de sus puertos de entrada, almacenándola en zonas diferentes de memoria, una para cada puerto, y enviarla a través de un módulo GSM/GPRS de salida al número, preestablecido en el fichero de configuración, del centro remoto. Asimismo, soporta el envío de mensajes cortos ante situaciones de alarma de alguno de los equipos externos conectados, o ante la imposibilidad de establecer comunicación con cualquiera de ellos. Además, permite el envío de información relacionada con el estado de sus puertos o almacenada en su memoria interna, si ello fuera requerido.The operation of the system consists of collecting the information of your ports of entry, storing it in zones different memory, one for each port, and send it through a GSM / GPRS module output to the number, preset in the configuration file, from the remote center. It also supports the sending short messages in case of alarm situations of any of connected external equipment, or due to the impossibility of establish communication with any of them. In addition, it allows sending information related to the status of its ports or stored in its internal memory, if required.
Para conseguir lo descrito en el párrafo anterior, el sistema posee un software de bajo nivel o sistema operativo que permite acceder a los diferentes recursos del sistema y un software de aplicación que implementa las funcionalidades específicas del sistema, haciendo uso de las facilidades ofrecidas por el sistema operativo.To achieve what is described in the paragraph Previously, the system has a low level software or system operating system that allows access to the different system resources and an application software that implements the functionalities specific to the system, making use of the facilities offered by the operating system.
El sistema objeto de la invención, está compuesto fundamentalmente por un equipo de adquisición de datos constituido por una pluralidad de puertos de entrada/salida de datos, un microprocesador, una memoria Flash y otra RAM, una batería de alimentación, dos UART (Transmisor Receptor Asíncrono Universal), y una serie de indicadores luminosos correspondientes a cada uno de los puertos y a la alimentación.The system object of the invention is composed mainly by a data acquisition team by a plurality of data input / output ports, a microprocessor, a flash memory and another RAM, a battery of power, two UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), and a series of indicator lights corresponding to each of the ports and the food.
El sistema propuesto es transparente a todo tipo de ficheros (texto, fax, ejecutables, etc.) y facilita las comunicaciones asíncronas, en función del equipo externo generador de datos. De hecho, la velocidad de comunicación de los puertos de entrada es configurable, para adaptarla a los distintos dispositivos a los que puede conectarse, a través de un programa de comunicaciones serie instalado en un PC, el cual es susceptible de conectarse al puerto elegido como de control y acceder al fichero de configuración y en él modificar el campo de velocidad del puerto. Dicho fichero de configuración contiene los diferentes parámetros del sistema modificables por el usuario.The proposed system is transparent to all types of files (text, fax, executables, etc.) and facilitates asynchronous communications, depending on the external generator equipment of data. In fact, the communication speed of the ports of input is configurable, to adapt it to the different devices to which you can connect, through a program of serial communications installed on a PC, which is susceptible to connect to the port chosen as control and access the file configuration and in it modify the speed field of the port. This configuration file contains the different system parameters modifiable by the user.
Otra característica del sistema es que su capacidad puede adaptarse a las necesidades de cada usuario añadiendo los bloques de software o los equipos auxiliares necesarios, además de ser flexible de cara a adaptarse a las exigencias y dispositivos del mercado, tales como el tipo de información a manejar, tipo y velocidad de transmisión, o conexión de cualquier terminal de envío y recepción de datos a través de un puerto serie (que cumpla la especificación 07.05 del ETSI (European Telecommunications Standards Institute)).Another feature of the system is that its capacity can be adapted to the needs of each user adding software blocks or auxiliary equipment necessary, in addition to being flexible in order to adapt to market demands and devices, such as the type of information to handle, type and speed of transmission, or connection of any terminal for sending and receiving data through a serial port (complying with ETSI specification 07.05 (European Telecommunications Standards Institute)).
Estas y otras características y ventajas de la invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:These and other features and advantages of the invention, will become more clearly apparent from the detailed description that follows in a preferred way of embodiment, given by way of illustration only and not limiting, with reference to the accompanying drawings, in the what:
La Figura 1 muestra el diagrama de bloques del sistema universal de adquisición de datos y reenvío vía GSM/GPRS, objeto de la invención, yFigure 1 shows the block diagram of the universal data acquisition and forwarding system via GSM / GPRS, object of the invention, and
La Figura 2 muestra el diagrama de bloques del equipo de adquisición de datos del sistema de la Figura anterior.Figure 2 shows the block diagram of the system data acquisition equipment of the Figure previous.
Para llevar a cabo la descripción detallada que sigue de la realización preferida de la presente invención, se hará referencia permanente a las Figuras de los dibujos, a través de las cuales se han utilizado las mismas referencias numéricas para las partes iguales o similares. Así, haciendo referencia, en primer lugar, a la Figura 1, la invención ha previsto la formación de un sistema compuesto fundamentalmente por un equipo (1) de adquisición de datos que posee una pluralidad de puertos (2-4) de entrada/salida de datos a los que se conectan dispositivos (5-7) externos, en la realización preferida a través de conexiones serie RS-232, y que por medio de un módulo (9) de datos GSM/GPRS los reenvía vía radio hasta un centro (8) remoto de control y análisis.To carry out the detailed description that Following the preferred embodiment of the present invention, it will be made permanent reference to the Figures of the drawings, through which have used the same numerical references for the same or similar parts. Thus, making reference, first place, to Figure 1, the invention has provided the formation of a system consisting primarily of an acquisition team (1) of data that has a plurality of ports (2-4) data input / output to which devices are connected (5-7) external, in the preferred embodiment to through RS-232 serial connections, and through of a GSM / GPRS data module (9) forwards them via radio to a Center (8) remote control and analysis.
El sistema facilita la recogida de información de sus puertos (2-4), almacenándola en memoria, para posteriormente enviarla a través del módulo (9) de salida al número del centro (8) remoto. Además, permite el envío de mensajes cortos para indicar averías o fallos en la comunicación con los dispositivos (5-7).The system facilitates the collection of information from its ports (2-4), storing it in memory, to subsequently send it through the output module (9) to the number from the center (8) remote. In addition, it allows the sending of short messages to indicate faults or failures in communication with the devices (5-7).
La Figura 2 muestra el diagrama de bloques del equipo (1) de adquisición de datos del sistema objeto de la invención, constituido, tal como se ha mencionado y según la realización preferida de la invención, por tres puertos (2-4) de entrada/salida RS-232, un microprocesador (10) de ocho bits, una memoria Flash (11) de dos megabytes, y otra RAM (12) de ocho megabytes, una batería de alimentación (13), dos UART (14, 15)(Transmisor Receptor Asíncrono Universal), un módulo (9) de datos GSM/GPRS, una antena (21) para la transmisión/recepción de datos GSM/GPRS, una memoria ROM (22) donde se almacena el sistema operativo y una serie de indicadores luminosos (16-20) correspondientes a cada uno de los puertos, a la alimentación, y a la antena.Figure 2 shows the block diagram of the data acquisition equipment (1) of the system object of the invention, constituted, as mentioned and according to the preferred embodiment of the invention, by three ports (2-4) RS-232 input / output, a microprocessor (10) of eight bits, a flash memory (11) of two megabytes, and another RAM (12) of eight megabytes, a battery of Power (13), two UART (14, 15) (Asynchronous Receiver Transmitter Universal), a GSM / GPRS data module (9), an antenna (21) for GSM / GPRS data transmission / reception, a ROM (22) where the operating system and a series of indicators are stored luminous (16-20) corresponding to each of the ports, to the power, and to the antenna.
Concretamente, la memoria Flash (11) utilizada en el sistema es una memoria EEPROM que almacena los programas de funcionalidad del sistema y los datos de configuración. Y tiene la capacidad de ser borrada y reprogramada en bloques, sin necesidad de borrarla y reprogramarla en su totalidad. Esto facilita la tarea de almacenar los datos de configuración de cada uno de los puertos en zonas diferentes de memoria, una para cada puerto.Specifically, the Flash memory (11) used in the system is an EEPROM memory that stores the programs of System functionality and configuration data. And has the ability to be erased and reprogrammed in blocks, no need to erase it and reprogram it in its entirety. This makes the task easier. to store the configuration data of each of the ports in different memory zones, one for each port.
Los UART (14, 15) son circuitos electrónicos que se encargan de transmitir y recibir datos en el puerto serie, convertir bytes en bits en serie para la transmisión y viceversa, y genera y quita los bits de arranque y de parada agregados a cada carácter.The UART (14, 15) are electronic circuits that They are responsible for transmitting and receiving data on the serial port, convert bytes to serial bits for transmission and vice versa, and generates and removes the start and stop bits added to each character.
Para la recogida de los datos de entrada a través de los puertos (2-4) el equipo (1) emplea tres procedimientos distintos:For the collection of the input data through of the ports (2-4) the equipment (1) uses three different procedures:
ESPERA: El dispositivo (5) envía los datos cuando le parece, y el sistema chequea la entrada de los mismos a intervalos marcados en el fichero de configuración, almacenándolos en el espacio de memoria asignado a dicho puerto, para enviarlos a continuación;WAIT: The device (5) sends the data when it seems to him, and the system checks their entry to marked intervals in the configuration file, storing them in the memory space allocated to that port, to send them to continuation;
CHEQUEO: El sistema indica al dispositivo (5) conectado al puerto (2) cuándo debe transmitir sus datos. Para ello el sistema envía una trama de petición, cuya configuración se define en el fichero de configuración. Los datos recogidos se almacenan en memoria (12) y se envían inmediatamente al centro (8) remoto para su tratamiento;CHECK: The system indicates the device (5) connected to port (2) when you must transmit your data. For it the system sends a request frame, whose configuration is defined in the configuration file. The data collected is stored in memory (12) and sent immediately to the center (8) remote for treatment;
SATURACIÓN: El procedimiento es el mismo que el anterior, con la diferencia que los datos se almacenan en memoria hasta completar su capacidad, momento en el que se envían al centro remoto para su tratamiento.SATURATION: The procedure is the same as the previous, with the difference that data is stored in memory until full capacity, at which time they are sent to the center Remote for treatment.
Por otro lado, sea cual sea el modo de funcionamiento, el envío de datos almacenados en memoria se realiza a través de un terminal GSM/GPRS, compuesto por el módulo (9) y por la antena (21) transmisora/receptora, a una velocidad de 9.6 kilobits por segundo según la realización preferida.On the other hand, whatever the mode of operation, the sending of data stored in memory is done through a GSM / GPRS terminal, consisting of module (9) and by the antenna (21) transmitter / receiver, at a speed of 9.6 kilobits per second according to the preferred embodiment.
Los paquetes de software necesarios para implementar las funciones que lleva a cabo el equipo (1) de adquisición y envío de datos son los siguientes:The software packages needed to implement the functions carried out by the team (1) of Data acquisition and delivery are as follows:
Un software de bajo nivel, constituido por el sistema operativo y la librería de aplicaciones para las operaciones fundamentales (lectura y escritura en los puertos, configuración de los puertos, escritura y lectura en/de la memoria Flash (11), carga y ejecución de aplicaciones);A low level software, constituted by the operating system and application library for key operations (reading and writing in ports, Port configuration, write and read in / from memory Flash (11), loading and executing applications);
Un software de aplicación, que implementa el funcionamiento específico del sistema, que consiste en recoger la información enviada por los dispositivos (5-7) y almacenarla en memoria (12) para su posterior envío al centro (8) remoto, interrogar a los dispositivos externos solicitando el envío de datos que tengan almacenados, establecer los parámetros de establecimiento de llamada de datos o de envío de mensaje corto ante una situación de alarma a un número preestablecido, realizar dicha llamada al centro remoto, enviar los datos almacenados, finalizar la llamada y posibilitar el acceso del usuario a los datos almacenados en la memoria Flash (11) para su configuración.An application software, which implements the specific operation of the system, which consists of collecting the information sent by the devices (5-7) and store it in memory (12) for later shipment to the center (8) remote, interrogate external devices requesting the shipment of data stored, set the parameters of establishment of data call or short message delivery to an alarm situation at a preset number, perform said call to remote center, send stored data, end the call and enable user access to data stored in Flash memory (11) for configuration.
Precisamente en el software de aplicación se encuentra el fichero de configuración, el cual, tal como se ha ido adelantando a lo largo de la presente descripción, posee los diferentes parámetros del sistema modificables por el usuario. Concretamente, los parámetros generales del sistema almacenados en este fichero son los siguientes:Precisely in the application software find the configuration file, which, as it has gone advancing throughout this description, it has the different system parameters modifiable by the user. Specifically, the general system parameters stored in This file is as follows:
Nombre: el dado al sistema de adquisición de datos.Name: the one given to the acquisition system of data.
Código: interno del sistema, y que debe incluirse en todas las tramas de datos enviadas al centro (8) remoto para que éste identifique el sistema que las ha generado.Code: internal to the system, and that must be included in all data frames sent to the remote center (8) for that it identifies the system that has generated.
Estado: estado del sistema (en funcionamiento, etc.).Status: system status (in operation, etc.).
Fecha: de creación del fichero de configuración.Date: Creation of the file setting.
Teléfono: Número de teléfono del módulo (9) de datos GSM/GPRS integrado en el sistema.Telephone: Module telephone number (9) of GSM / GPRS data integrated in the system.
Cfg_Puerto_GSM: Configuración del puerto al que va conectado el módulo (9) de datos.Cfg_GSM_Puerto: Configuration of the port to which module (9) of data.
Y la serie de parámetros de los puertos almacenados en el fichero de configuración tantas series como puertos de entrada existan, son los siguientes:And the series of port parameters stored in the configuration file as many series as ports of entry exist, are the following:
Nombre: Nombre dado al puerto (2) (en las tramas enviadas aparece éste nombre como generador de datos).Name: Name given to port (2) (in frames sent this name appears as generator of data).
Código: Código interno del sistema de adquisición de datos, que debe incluirse en todas las tramas de datos enviadas al centro (8) remoto para que identifique el dispositivo que las ha generado.Code: Internal code of the acquisition system of data, which should be included in all sent data frames to the remote center (8) to identify the device that has generated.
DESCRIPCIÓN: del dispositivo (5) generador de datos conectado al sistema de adquisición y reenvío de datos.DESCRIPTION: of the device (5) generator data connected to the acquisition and forwarding system of data.
CONFIG: Configuración del puerto (2) serie, con el formato vv,PP,pp,cc, es decir, velocidad en bits por segundo, bit de parada, bit de paridad y bits por carácter.CONFIG: Serial port (2) configuration, with the vv, PP, pp, cc format, that is, bit rate per second, stop bit, parity bit and bits per character.
ALERTA: Indica si el dispositivo (5) externo envía (ALERTA=1) o no (ALERTA=0) alarmas.ALERT: Indicates whether the external device (5) send (ALERT = 1) or not (ALERT = 0) alarms
TRAMA_ALERTA: secuencia de datos enviada por el dispositivo (5) externo ante una situación de emergencia.TRAMA_ALERTA: sequence of data sent by the external device (5) in a situation of emergency.
MODO_OPER: Indica el modo de relacionarse el sistema con el dispositivo, es decir, el modo de funcionamiento (ESPERA, CHEQUEO, SATURACIÓN).MODE_OPER: Indicates the way to relate the system with the device, that is, the operating mode (WAIT, CHECK, SATURATION).
TRAMA_CHK_TER: Secuencia de datos a enviar al dispositivo (5) para solicitarle el envío de datos, si el modo de funcionamiento del dispositivo es saturación o chequeo.TRAMA_CHK_TER: Sequence of data to send to device (5) to request the sending of data, if the mode of device operation is saturation or check.
INTENTOS_DATOS: Número de intentos para establecer un enlace de datos con el centro (8) remoto de control desde el sistema.DATA_ INTENTS: Number of attempts to establish a data link with the remote control center (8) from the system.
ACK_TRAMA_DAT: Trama que el sistema de adquisición de datos debe responder al dispositivo (5) externo cuando reciba datos de éste.ACK_TRAMA_DAT: Frame that the system data acquisition must respond to the external device (5) when you receive data from East.
PERÍODO_ ENVÍO: Intervalo de tiempo entre envíos de datos al centro (8) de control remoto.PERIOD_ SHIPPING: Time interval between shipments data to the control center (8) remote.
MSG_ALERTA_TER: Contenido del mensaje corto que debe enviar el equipo (1) de adquisición de datos al centro (8) remoto cuando reciba una trama de alerta del dispositivo (5).MSG_ALERTA_TER: Content of the short message that you must send the data acquisition equipment (1) to the center (8) remote when receiving an alert frame from the device (5).
MSG_ERR_CC: Contenido del mensaje corto que enviará el equipo (1) al centro (8) cuando no pueda establecer una llamada de datos con el centro de control.MSG_ERR_CC: Content of the short message that will send the equipment (1) to the center (8) when it cannot establish a data call with the center of control.
MSG_ERR_TER: Contenido del mensaje corto que enviará el equipo (1) al centro (8) cuando al enviar una trama de petición de datos a un dispositivo (5) éste no le envíe ninguno, incluyendo en su contenido el Código y DESCRIPCIÓN.MSG_ERR_TER: Content of the short message that will send the equipment (1) to the center (8) when sending a frame of data request to a device (5) it does not send any, including in its content the Code and DESCRIPTION.
PERÍODO_INTEN: Intervalo de tiempo, en segundos, entre intentos para establecer la llamada de datos en el centro remoto en caso de fallo al intentarlo.PERIOD_INTEN: Time interval, in seconds, between attempts to establish the data call in the center remote in case of failure to try it
TAM_TRAMA_DAT: Tamaño, en bytes, de los datos enviados por el dispositivo (5) externo conectado al puerto (2) en cada uno de los envíos.TAM_TRAMA_DAT: Size, in bytes, of the data sent by the external device (5) connected to the port (2) in each of the shipments.
TAM_BUFFER_DAT: Tamaño, en bytes, del buffer para almacenar los datos enviados por un dispositivo (5) antes de ser enviados al centro (8) de control.TAM_BUFFER_DAT: Size, in bytes, of the buffer for store the data sent by a device (5) before being sent to the center (8) of control.
TELEF_DATOS 1: Número de teléfono del centro (8) remoto de control.TELEF_DATOS 1: Center telephone number (8) remote from control.
TELEF_DATOS 2: Número de reserva del centro (8), para que si el equipo (1), tras los intentos definidos en PERÍODO_INTEN, no consigue enviar datos al TELEF_DATOS_1, intente establecer una llamada de datos a este segundo número.TELEF_DATOS 2: Center reservation number (8), so that if the equipment (1), after the attempts defined in PERÍODO_INTEN, can't send data to TELEF_DATOS_1, try establish a data call to this second number.
TELEF_SMS_1: Número de teléfono para envío de mensajes cortos.TELEF_SMS_1: Phone number for sending messages short
TELEF_SMS_2: Número de reserva para mensajes cortos.TELEF_SMS_2: Reservation number for messages short
CMC_SMS: Número del Centro de Mensajes Cortos.CMC_SMS: Message Center Number Short.
Para llevar a cabo dicha configuración del sistema, basta con conectar a una de las entradas o puerto, configurado como de control del equipo (1), un PC portátil que tenga un programa de comunicaciones serie, y acceder al fichero de configuración a través de comandos de MS-DOS. De este modo es posible, tanto transferir ficheros desde/hacia el portátil como realizar una serie de chequeos destinados a probar los principales elementos del equipo(1). Estas pruebas consisten en una secuencia de escrituras y lecturas en cada uno de los puertos (5-7) y en el disco duro y encendidos y apagados de los indicadores luminosos.To carry out said configuration of system, just connect to one of the inputs or port, configured as a computer control (1), a portable PC that have a serial communications program, and access the file of configuration through MS-DOS commands. From This mode is possible, both transfer files to / from the portable how to perform a series of checks intended to test the main elements of the team (1). These tests they consist of a sequence of writings and readings in each of the ports (5-7) and on the hard drive and on and off of the indicator lights.
No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma.It is not considered necessary to make the content of this description for a subject matter expert can understand its scope and the advantages derived from the invention, as well as develop and implement the object of the same.
No obstante, debe entenderse que la invención ha sido descrita según una forma de realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones dentro del alcance de la invención, y sin que ello suponga alteración alguna de su fundamento.However, it should be understood that the invention has been described according to a preferred embodiment thereof, so it may be subject to modifications within the scope of the invention, and without implying any alteration of its foundation.
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