JP2023046548A - Data management system and data management method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、データ管理システム及びデータ管理方法に関する。 The present disclosure relates to data management systems and data management methods.
特許文献1には、設備機器からの情報を収集する従データ収集機器と、従データ収集機器からデータを収集する主データ収集機器とを有するデータ収集システムが開示されている。主収集機器は、データ書き込みフレームを1番目の従データ収集機器に送信し、従データ収集機器は、自身の収集したデータを書き込んだフレームを次の従データ収集機器に渡す。以降の従データ収集機器は、それぞれ自身の収集したデータを書き込んだフレームを次の従データ収集機器に渡す。最後のn番目の従データ収集機器は、自身の収集したデータをフレームに書き込み、主データ収集機器に、書き込み済みフレームを送信する。 Patent Literature 1 discloses a data collection system having a slave data collection device that collects information from facility equipment and a main data collection device that collects data from the slave data collection device. The master collection device sends a data write frame to the first slave data collection device, and the slave data collection device passes the frame with its own collected data written to the next slave data collection device. Subsequent slave data collection devices pass frames in which their own collected data are written to the next slave data collection device. The last nth slave data collection device writes its collected data into the frame and sends the written frame to the master data collection device.
従データ収集機器は、他の従データ収集機器に影響を与えないように単独で動作することが望まれる。また、セキュリティの観点から主データ収集機器が従データ収集機器に直接アクセスせずに、従データ収集機器のデータを取得し、あるいは、従データ収集機器の死活監視をしたい、という要望がある。 It is desirable that slave data collection devices operate independently so as not to affect other slave data collection devices. Also, from the viewpoint of security, there is a demand to acquire data of the slave data collection device or to monitor the life and death of the slave data collection device without the master data collection device directly accessing the slave data collection device.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be implemented as the following forms.
(1)本開示の一形態によれば、データ管理システムが提供される。このデータ管理システムは、収集したデータを出力する収集機器と、前記収集機器を管理する管理部と、前記収集機器が出力する前記データを集約する集約部と、前記管理部と前記収集機器と前記集約部とに対して、トピックを用いた仕分けを利用して、前記管理部と前記収集機器と前記集約部のうちのいずれか1つの機器が配信するメッセージを他の機器が自ら取得するMQTT方式により仲介する配信部と、を備え、前記配信部は、前記管理部と前記収集機器と前記集約部とに対して、トピックを用いた仕分けを利用して、前記管理部と前記収集機器と前記集約部のうちのいずれか1つの機器が前記配信部に配信するメッセージを他の機器が自ら取得するMQTT方式により接続され、前記収集機器は、前記収集機器が指定したトピックを用いて、前記管理部から前記配信部に配信されたメッセージが、前記収集機器宛のデータ送信指示であることを検知すると、前記集約部に収集した前記データを送信し、前記集約部は、前記データを集約が完了すると、前記管理部が指定したトピックを用いて特定される完了メッセージを前記配信部に配信し、前記管理部は、前記集約部から前記完了メッセージが前記配信部に配信されたことを検知すると、前記収集機器が応答可能な状態にあると判断する。この形態のデータ管理システムによれば、収集機器は、配信部にアクセスできるが、配信部からは、収集機器への直接的なアクセスができないので、収集機器のセキュリティを高めつつ、管理部が収集機器を管理できる。
(2)上記形態のデータ管理システムにおいて、前記集約部は、格納部を有し、前記データを前記格納部に格納する収集システムと、前記収集機器から前記収集システムへ前記データを送信する送信サーバと、を備え、前記収集システムは、前記データを前記格納部に格納したときに、前記完了メッセージを前記配信部に配信してもよい。
(3)上記形態のデータ管理システムであって、前記収集機器は、前記配信部の特定の入力ポートを用いて前記配信部に接続してもよい。この形態のデータ管理システムによれば、収集機器は、配信部の特定の入力ポートを用いて接続するので、収集機器のセキュリティを一層高めることができる。
(4)上記形態のデータ管理システムであって、前記配信部は、前記収集機器から接続されたとき、前記収集機器の機器情報を取得し、前記収集機器の死活監視を実行してもよい。この形態によれば、配信部は、収集機器にアクセスしなくても、収集機器の機器情報を取得し、死活監視を実行できる。
(5)本開示の一形態によれば、データ管理方法が提供される。このデータ管理方法では、管理部と収集機器は、それぞれ、特定のトピックを用いて仕分けされたメッセージを検知できるように、MQTT方式により配信部に接続し、前記収集機器は、MQTT方式により配信部に接続中に、前記管理部から前記配信部に向けて、特定のトピックである前記収集機器宛のデータ送信指示のメッセージが配信されたことを検知すると、集約部にデータを送信し、前記集約部は、前記データを集約すると、特定のトピックである前記データを集約したことを示す完了メッセージを前記配信部に配信し、前記管理部は、MQTT方式により前記配信部に接続中に、前記完了メッセージが前記配信部に配信されると、当該メッセージを検知し、前記収集機器が応答可能な状態にあると判断する。この形態のデータ管理方法によれば、収集機器は、配信部にアクセスできるが、配信部からは、収集機器への直接的なアクセスができないので、収集機器のセキュリティを高めつつ、管理部が収集機器を管理できる。
(1) According to one aspect of the present disclosure, a data management system is provided. This data management system includes a collecting device that outputs collected data, a management unit that manages the collecting device, an aggregating unit that collects the data output by the collecting device, the management unit, the collecting device, and the An MQTT method in which other devices themselves acquire messages delivered by any one of the management unit, the collecting device, and the aggregating unit, using sorting using topics for the aggregating unit. and a distribution unit that mediates between the management unit, the collection device, and the aggregating unit by using sorting using topics, and distributing the management unit, the collection device, and the aggregating unit. Any one device of the aggregating units is connected by an MQTT method in which other devices acquire messages to be distributed to the distributing unit by themselves, and the collecting device uses the topic specified by the collecting device to When it is detected that the message distributed from the unit to the distribution unit is a data transmission instruction addressed to the collection device, the collected data is transmitted to the aggregation unit, and the aggregation unit completes aggregation of the data. Then, the management unit distributes a completion message specified using the specified topic to the distribution unit, and when the management unit detects that the completion message has been distributed from the aggregating unit to the distribution unit, Determine that the collection device is ready to respond. According to the data management system of this form, the collecting device can access the distribution unit, but the distribution unit cannot directly access the collecting device. You can manage your equipment.
(2) In the data management system of the above aspect, the aggregating unit has a storage unit, a collection system that stores the data in the storage unit, and a transmission server that transmits the data from the collection device to the collection system. and, the collection system may distribute the completion message to the distribution unit when the data is stored in the storage unit.
(3) In the data management system of the above aspect, the collection device may be connected to the distribution section using a specific input port of the distribution section. According to the data management system of this form, the collecting device is connected using a specific input port of the distribution section, so the security of the collecting device can be further enhanced.
(4) In the data management system of the above aspect, the delivery unit may acquire device information of the collection device when connected from the collection device, and perform life-and-death monitoring of the collection device. According to this aspect, the distribution unit can acquire the device information of the collection device and perform life-and-death monitoring without accessing the collection device.
(5) According to one aspect of the present disclosure, a data management method is provided. In this data management method, the management unit and the collection device are connected to the distribution unit by the MQTT method so as to be able to detect messages classified using a specific topic, and the collection device is connected to the distribution unit by the MQTT method. , when it is detected that a message of a data transmission instruction addressed to the collection device, which is a specific topic, has been delivered from the management unit to the delivery unit, data is sent to the aggregating unit, and the aggregating unit After aggregating the data, the unit delivers a completion message indicating that the data of a specific topic has been aggregated to the delivery unit, When a message is delivered to the delivery unit, it detects the message and determines that the collection device is ready to respond. According to this form of data management method, the collection device can access the distribution unit, but the distribution unit cannot directly access the collection device. You can manage your equipment.
本開示は、データ管理システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、データ管理方法等の形態で実現することができる。 The present disclosure can also be implemented in various forms other than a data management system. For example, it can be implemented in the form of a data management method or the like.
図1は、データ管理システム10を示す説明図である。データ管理システム10は、管理部100と、MQTT Broker(Message Queueing Telemetry Transport)装置110(以下「MQTT Broker110」と呼ぶ。)と、送信サーバ120、125と、収集機器群130と、収集システム150、155と、を備える。収集機器群130は、収集機器131から142を含んでいる。LANなどのネットワークを介して、収集機器131から136は、送信サーバ120に接続されており、収集機器131から136は、送信サーバ125に接続されている。LANなどのネットワークを介して、送信サーバ120は、格納部160を有する収集システム150に接続されており、送信サーバ125は、格納部165を有する収集システム155に接続されている。送信サーバ120、125、収集システム150、155、格納部160、165を合わせて集約部170、175とも呼ぶ。MQTT Broker110は、管理部100と収集機器131~142と収集システム150、155と、MQTT方式により接続されている。MQTT方式では、トピックを用いた仕分けを利用し、管理部100と収集機器131~142と収集システム150、155のうちのいずれか1つの機器が配信するメッセージを他の機器が自ら取得する。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the
管理部100は、収集機器群130宛、もしくは、収集機器131~142宛のデータ送信指示を含むメッセージをPublish配信する装置である。管理部100は、また、収集システム150、155から、格納部160、165へデータの格納が完了したとのデータ格納完了メッセージがMQTT Broker110にPublish配信されたことを検知するために、MQTT Broker110に常時Subscribe接続している。管理部100は、データ格納完了メッセージがMQTT Broker110にPublish配信されたことを検知すると、送信元の収集機器131から142の機器情報と共に管理用情報として格納する。
The
ここで、Publish配信とは、メッセージの送信者が、特定のトピックを含むメッセージを、特定の購読者に配信することである。本実施形態では、トピックとは、例えば、「集機器群130宛、もしくは、収集機器131~142宛のデータ送信指示」であり、「格納部160、165へデータの格納が完了したデータ格納完了」である。購読者は、メッセージの送信者に対してSubscribe接続することで、購読者が指定した特定のトピックを含むメッセージを購読できる。ここで、Subscribe接続とは、購読者が特定のトピックを含むメッセージを購読できるように接続することである。Subscribe接続では、接続先の特定の入力ポートを用いることで、接続元(購読者)から接続先へのアクセスは可能とするが、接続先から接続元への逆向きのアクセスを不可能とする。接続元の機器は、接続元の機器から接続先にSubscribe接続されている時に、Publish配信された特定のトピックを含むメッセージを検知・取得できる。しかし、接続元の機器から接続先にSubscribe接続する以前にPublish配信された特定のトピックを含むメッセージは、検知・取得できない。なお、購読者が接続先にSubscribe接続する以前にPublish配信された、特定のトピックを含むメッセージを検知・取得できるように構成してもよい。また、接続先の機器は、接続元からSubscribe接続されたときに、接続元の機器の機器情報を取得できる。
Here, Publish distribution means that a sender of a message distributes a message including a specific topic to specific subscribers. In the present embodiment, the topic is, for example, "a data transmission instruction addressed to the
MQTT Broker110は、メッセージを購読者に配信する配信部である。MQTT Broker110は、管理部100からPublish配信された特定のトピックを含むメッセージを受信すると、メッセージを購読者である収集機器131~142に配信する。また、MQTT Broker110は、収集システム150、155からPublish配信された特定のトピックを含むメッセージを受信すると、購読者である管理部100に配信する。MQTT Broker110は、このように、メッセージの配信を仲介する。
MQTT Broker 110 is a distribution unit that distributes messages to subscribers. When the MQTT Broker 110 receives a message containing a specific topic published from the
収集機器群130の収集機器131から142は、例えば、工場200に配置された、センサーら動作を記録するロガーなどの機器である。収集機器131から142は、他の装置である、管理部100、MQTT Broker110、送信サーバ120、125、収集システム150、155からアクセスできないように、例えば、ファイヤウォールにより隔離されている。収集機器群130の収集機器131から142は、特定の入力ポートを用いて、MQTT Broker110に常時、Subscribe接続している。ネットワークは、セキュリティの観点からは有線LANが望ましいが、暗号化などのセキュリティ対策が施されていれば、無線LANであってもよい。もとより、有線LANであっても、暗号化などのセキュリティ対策を施すことは差し支えない。
The
収集機器131から142は、MQTT Broker110にSubscribe接続中に、特定のトピックを含むメッセージを検知・取得する。特定のトピックを含むメッセージは、収集機器群130宛、あるいは、自己の収集機器宛のデータ送信指示をメッセージである。収集機器131から142は、収集機器群130宛、あるいは、自己の収集機器宛のデータ送信指示をメッセージがMQTT Broker110にPublish配信がされたことを検知・取得すると、データを収集し、それぞれ対応する送信サーバ120、125に送信する。本実施形態では、収集機器131から136は、送信サーバ120にデータを送信し、収集機器137から142は、送信サーバ125にデータを送信する。なお、収集機器131から142は、すでにデータを収集済みの場合には、新たなデータを取得せずに、収集済みのデータを送信してもよい。
Collecting
送信サーバ120は、収集機器131から146から送信されたデータを収集システム150に送信する送信サーバであり、送信サーバ125は、収集機器137から142から送信されたデータを収集システム155に送信する送信サーバである。送信サーバ120、125は、例えば、HTTP(HyperText Transfer Protocol)サーバ、FTP(File Transfer Protocol)サーバ、MQTTサーバにより構成されている。
The
収集システム150は、送信サーバ120から送信されたデータを格納部160に、格納する。収集システム150は、また、送信サーバ120から送信されたデータを格納部160に格納すると、特定のトピックを含むメッセージである格納部160へデータの格納が完了したとのデータ格納完了のメッセージを、収集機器131から136までの機器情報と共に、MQTT Broker110にPublish配信する。
The
図2は、データ格納処理を示す説明図である。図3は、データ格納処理を示すシーケンス図である。ステップS100では、収集システム150は、MQTT Broker110に常時Subscribe接続する。ステップS110では、管理部100は、MQTT Broker110に常時Subscribe接続する。なお、ステップS100とS110は、いずれが先であってもよい。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing data storage processing. FIG. 3 is a sequence diagram showing data storage processing. In step S100, the
ステップS120では、管理部100は、収集機器群130または、収集機器131宛のデータ送信指示のメッセージを、MQTT Broker110にPublish配信する。ステップS130では、収集機器131は、MQTT Broker110にSubscribe接続している間にMQTT Broker110に対してPublish配信された自己宛のデータ送信指示のメッセージを、MQTT Broker110から取得する。
In step S<b>120 , the
ステップS140では、収集機器131は、データを収集する。ステップS150では、収集機器131は、送信サーバ120に、データ及び自己の機器情報を送信する。なお、収集機器131は、ステップS140を省略し、MQTT Broker110に対してPublish配信された自己宛のデータ送信指示のメッセージを、MQTT Broker110から取得した時点で収集済みのデータと自己の機器情報を送信サーバ120に送信してもよい。ステップS160では、送信サーバ120は、収集システム150に、データと収集機器131の機器情報を送信する。
In step S140, the
ステップS170では、収集システム150は、データを格納部160にデータと収集機器131の機器情報を関連づけて格納する。ステップS180では、収集システム150は、データの格納部160への格納が完了したとのデータ格納完了のメッセージを、収集機器131の機器情報と共に、MQTT Broker110にPublish配信する。
In step S170, the
ステップS190で、管理部100は、MQTT Broker110にSubscribe接続している時に、MQTT Broker110にデータ格納完了メッセージがPublish配信されたことを検知・取得すると、処理をステップS200に移行する。ステップS200では、管理部100は、データ格納完了メッセージを管理用情報として、格納する。
In step S190, when the
図4は、データ管理システム10における指示及びデータの流れを示す説明図である。データ送信指示が、メッセージとして、管理部100から、MQTT Broker110、収集機器131に流れ、データが、収集機器131から送信サーバ120を経て収集システム150に流れ、データ格納完了メッセージが、収集システム150からMQTT Broker110に流れるように、メッセージやデータは、一方向に、ループ的に流れ、逆向きには、流れない。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the flow of instructions and data in the
以上、本実施形態によれば、収集機器群130の収集機器131~142は、MQTT Broker110にSubscribe接続してアクセスし、MQTT Broker110にPublish配信されたデータ送信指示をメッセージとして検知・取得するが、MQTT Broker110が直接収集機器131~142にアクセスすることがないので、収集機器群130、収集機器131~142からデータを収集する際の収集機器群130、収集機器131~142のセキュリティを向上できる。
As described above, according to the present embodiment, the
本実施形態によれば、MQTT Broker110は、収集機器群130の収集機器131~142からSubscribe接続された際に、収集機器131~142の機器情報を取得する。その結果、MQTT Broker110は、収集機器131~142の死活監視を実行しできる。また、管理部100は、MQTT Broker110から、収集機器131~142の死活監視の結果を取得し、あるいは、データの収集状態を判断できる。
According to this embodiment, the
本実施形態では、データ管理システム10は、2つの収集システム150、155を備えている。そして、それぞれの収集システム150、155は、データをそれぞれ格納部160、165に格納しているが、収集システム150、155のいずれか一つを備える構成でもよく、さらに3つ以上の収集システムを備える構成であってもよい。また、収集システム150、155は、データそのものではなく、データ間の関係を求めて、格納部160、165に格納してもよい。また、収集システム150、155は、データから異常を検出し、MQTT Broker110にPublish配信してもよい。また、2つの収集システム150、155は、異なる構成であってもよい。また、本実施形態では、複数の収集機器131~142を備えているが、収集機器は1個のみ備える構成であってもよい。
In this embodiment, the
本実施形態では、集約部170、175は、それぞれ、送信サーバ120、125と、収集システム150、155と、格納部160、165により構成されているが、他の構成であってもよく、1個のコンピュータ装置から構成としてもよい。例えば、集約部170、175は、異常/正常の判断を行って、その結果を出力・格納するダイアグノーシスシステムとして構成されていてもよい。
In this embodiment, the aggregating
本実施形態では、管理部100は、常時MQTT Broker110にSubscribe接続し、収集機器131~142は、常時MQTT Broker110にSubscribe接続しているとしたが、常時Subscribe接続していなくてもよい。収集機器131~142は、MQTT Broker110に、所定のインターバルでSubscribe接続してもよく、工場200内の他の上位機器から指示を受けて、Subscribe接続してもよい。なお、管理部100や収集機器131~142がMQTT Broker110にSubscribe接続していない期間に、MQTT Broker110に対してPublish配信されたメッセージは、管理部100や収集機器131~142が、その後Subscribe接続しても、取得できない。そのため、管理部100や収集機器131~142は、メッセージがPublish配信される可能性がある期間は、Subscribe接続することが好ましい。
In the present embodiment, the
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the present disclosure. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the Summary of the Invention column are used to solve some or all of the above problems, or to achieve some of the above effects. Or in order to achieve all, it is possible to perform substitution and combination suitably. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
10…データ管理システム、100…管理部、110…MQTT Broker、120,125…送信サーバ、130…収集機器群、131~142…収集機器、150,155…収集システム、160,165…格納部、170、175…集約部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
収集したデータを出力する収集機器と、
前記収集機器を管理する管理部と、
前記収集機器が出力する前記データを集約する集約部と、
前記管理部と前記収集機器と前記集約部とに対して、トピックを用いた仕分けを利用して、前記管理部と前記収集機器と前記集約部のうちのいずれか1つの機器が配信するメッセージを他の機器が自ら取得するMQTT方式により仲介する配信部と、
を備え、
前記配信部は、前記管理部と前記収集機器と前記集約部とに対して、トピックを用いた仕分けを利用して、前記管理部と前記収集機器と前記集約部のうちのいずれか1つの機器が前記配信部に配信するメッセージを他の機器が自ら取得するMQTT方式により接続され、
前記収集機器は、前記収集機器が指定したトピックを用いて、前記管理部から前記配信部に配信されたメッセージが、前記収集機器宛のデータ送信指示であることを検知すると、前記集約部に収集した前記データを送信し、
前記集約部は、前記データを集約が完了すると、前記管理部が指定したトピックを用いて特定される完了メッセージを前記配信部に配信し、
前記管理部は、前記集約部から前記完了メッセージが前記配信部に配信されたことを検知すると、前記収集機器が応答可能な状態にあると判断する、
データ管理システム。 A data management system,
a collection device that outputs the collected data;
a management unit that manages the collecting device;
an aggregating unit for aggregating the data output by the collecting device;
Messages distributed by any one of the management unit, the collecting device, and the aggregating unit are sent to the managing unit, the collecting device, and the aggregating unit, using sorting using topics. A distribution unit that mediates by the MQTT method that other devices acquire by themselves;
with
The distributing unit uses topic-based sorting for the managing unit, the collecting device, and the aggregating unit so that any one of the managing unit, the collecting device, and the aggregating unit is connected by the MQTT method in which other devices themselves acquire messages to be delivered to the delivery unit,
When the collection device detects that the message distributed from the management unit to the distribution unit is a data transmission instruction addressed to the collection device using the topic specified by the collection device, the collection unit collects the message. send said data obtained from
When the aggregation of the data is completed, the aggregating unit delivers a completion message specified using the topic specified by the management unit to the delivery unit;
When the management unit detects that the completion message has been delivered from the aggregation unit to the delivery unit, the management unit determines that the collection device is ready to respond.
Data management system.
前記集約部は、
格納部を有し、前記データを前記格納部に格納する収集システムと、
前記収集機器から前記収集システムへ前記データを送信する送信サーバと、
を備え、
前記収集システムは、前記データを前記格納部に格納したときに、前記完了メッセージを前記配信部に配信する、データ管理システム。 A data management system according to claim 1, wherein
The aggregating unit is
a collection system having a storage unit and storing the data in the storage unit;
a transmission server that transmits the data from the collection device to the collection system;
with
The data management system, wherein the collection system distributes the completion message to the distribution unit when the data is stored in the storage unit.
前記収集機器は、前記配信部の特定の入力ポートを用いて前記配信部に接続する、データ管理システム。 A data management system according to claim 1 or claim 2,
The data management system, wherein the collection device connects to the distributor using a specific input port of the distributor.
前記配信部は、前記収集機器から接続されたとき、前記収集機器の機器情報を取得し、前記収集機器の死活監視を実行する、データ管理システム。 The data management system according to any one of claims 1 to 3,
A data management system according to claim 1, wherein said delivery unit acquires device information of said collection device when connected from said collection device, and performs life-and-death monitoring of said collection device.
管理部と収集機器は、それぞれ、特定のトピックを用いて仕分けされたメッセージを検知できるように、MQTT方式により配信部に接続し、
前記収集機器は、MQTT方式により配信部に接続中に、前記管理部から前記配信部に向けて、特定のトピックである前記収集機器宛のデータ送信指示のメッセージが配信されたことを検知すると、集約部にデータを送信し、
前記集約部は、前記データを集約すると、特定のトピックである前記データを集約したことを示す完了メッセージを前記配信部に配信し、
前記管理部は、MQTT方式により前記配信部に接続中に、前記完了メッセージが前記配信部に配信されると、当該メッセージを検知し、前記収集機器が応答可能な状態にあると判断する、
データ管理方法。 A data management method comprising:
The management unit and the collection device are each connected to the distribution unit by the MQTT method so that messages sorted using specific topics can be detected,
When the collecting device detects that a data transmission instruction message addressed to the collecting device, which is a specific topic, has been distributed from the management unit to the distribution unit while being connected to the distribution unit by the MQTT method, send the data to the aggregator,
After aggregating the data, the aggregating unit delivers a completion message indicating that the data of a specific topic has been aggregated to the delivery unit;
When the completion message is delivered to the delivery unit while being connected to the delivery unit by the MQTT method, the management unit detects the message and determines that the collection device is ready to respond.
Data management method.
Priority Applications (1)
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