KR20180018927A - Plc를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템 - Google Patents

Plc를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화물차량을 구성하는 트랙터와 트레일러에 영상신호 및 음성신호를 무선으로 송수신할 수 있는 장치를 구비하고, 전력선을 통해 수신장치와 송신장치의 무선통신채널을 형성하기 위한 정보를 송수신함으로써 트레일러에서 생성된 정보를 쉽게 전달할 수 있도록 하는 PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 트랙터에 새로운 트레일러를 연결하는 과정에서 연결되는 전력선을 통해 무선전송정보를 전달함으로써 무선통신채널을 형성할 수 있고, 송신장치와 수신장치 사이의 무선 연결을 이용하여 영상신호와 음성신호를 전송할 수 있는 효과가 있다.

Description

PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템{VIDEO AND AUDIO WIRELESS TRANSMISSION SYSTEM FOR CARGO TRUCK USING PLC}
본 발명은 PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화물차량을 구성하는 트랙터와 트레일러에 영상신호 및 음성신호를 무선으로 송수신할 수 있는 장치를 구비하고, 화물차량 내부에 공용으로 사용되는 전력선을 통해 수신장치와 송신장치의 무선통신채널을 형성하기 위한 정보를 상호 교환함으로써 트레일러에서 생성된 정보를 쉽게 트랙터에 전달할 수 있도록 하는 PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템에 관한 것이다.
차량의 증가와 더불어 교통안전에 관한 다양한 요구가 증대되어 있으며, 특히 기사 측면에서는 차량 후방 등 사각지대에 대한 시야 확보 요구가 증대되고 있다. 이와 같은 사용자 욕구를 충족하기 위하여 기존 차량에 추가적으로 차량 후방 시야를 확보할 수 있도록 카메라 및 영상 표시 장치가 장착되고 있으며, 차량 설계시부터 후방 감시 카메라 및 표시 장치를 장착하는 추세이다.
차량 후방 등 사각지대에 대한 시야 확보를 위해서는 카메라 및 영상 표시 장치를 설치해야 하며, 카메라와 영상 표시장치를 구동하기 위해서는 카메라에 의해 촬영된 영상 신호를 표시장치에 전달하기 위한 와이어, 카메라에 전원 공급을 위한 와이어, 차량 후진 감지신호를 카메라 및/또는 표시장치에 전달하기 위한 와이어가 필요하다.
일반적으로 트레일러는 동력 없이 트랙터(견인차량)의 뒤에 연결되어 짐이나 사람을 실어 나르는 차량이고, 반대로 트랙터는 무거운 물건이나 수레 또는 여러 대의 차량을 뒤에 달고 선두에서 끌고 가는 차량이다.
일반 사용자 측면에서 볼 때, 캠핑을 즐기는 기사가 증가하면서 승용 차량(즉, 트랙터)의 부족한 공간을 확보하기 위하여 트레일러를 연결하고 주행하는 차량들도 증가하고 있는데, 공간상으로도 완전히 분리된 트랙터와 트레일러의 경우에는 후방 상황을 파악하기가 힘들어서 무선통신방식의 데이터 송수신 시스템이 절실히 요구되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 트레일러를 연결한 트랙터를 나타낸 예시도이며, 도 2는 도 1의 트랙터와 트레일러의 연동장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
종래기술에 따르면 트랙터와 트레일러의 연동장치는 트랙터에 장착되는 연동장치(10)와, 트레일러에 장착되는 연동장치(20)를 포함한다.
트랙터 측 연동장치(10)는 제어부(11), 제1 중계부(12), 제1 통신부(13)를 포함하고, 차량내의 전자장치(30)에 연결된다. 그리고 트레일러 측 연동장치(20)는 제2 통신부(21) 및 제2 중계부(22)를 포함하고, 트레일러내의 전자장치(23)에 연결된다.
상기와 같이 차량내의 전자장치(30)는 트레일러내의 전자장치(23)보다 훨씬 많은 종류의 전자장치들을 포함하고 있으며, 트랙터와 트레일러에는 서로 동일한 기능을 수행하는 전자장치(즉, 같은 종류의 전자장치)가 포함되어 있다. 연동장치는 트랙터 및 트레일러에 설치된 같은 종류의 전자장치를 연동 키는 동작을 수행한다.
제어부(11)는 트랙터와 트레일러를 연결할 경우, 트랙터의 연동장치(10)와 트레일러의 연동장치(20)를 통해 트랙터와 트레일러의 각각에 장착된 전자장치들을 연동시킨다.
제어부(11)는 트랙터와 트레일러가 연결되면, 트레일러에 장착된 전자장치(23)를 트랙터의 연동장치(10)에서 제어하기 위하여 동기화를 수행한다. 상기 동기화가 완료될 경우에 트랙터에 장착된 전자장치(30)와 트레일러에 장착된 전자장치(23)의 연동이 가능해진다.
그런데, 트랙터와 트레일러의 연동을 가능하게 하기 위해서는 먼저 두 개의 장치를 연결해야 하는데, 영상신호 및 음성신호를 무선으로 송수신하는 시스템에서는 무선통신전송채널이 형성되기 전에는 데이터를 주고받을 수 없는 문제가 있다.
더불어서, 대형 물류시스템 운영사의 경우에는 트랙터 한 대당 실제 짐이 실려서 운행되는 트레일러가 훨씬 많다. 그리고 트레일러의 후방 상황을 파악하기 위한 장치를 연결하는 것이 시스템마다 제한된 경우에는 한 대의 트랙터와 다수의 트레일러 사이에 자유로운 연결과 분리가 어렵기 때문에 기존의 무선 영상 정보 송수신장치를 사용하는 것이 어렵다.
이를 해결하기 위해서는 차량의 기사가 직접 두 개의 송수신장치의 핀스위치를 조작하여 통신채널이 일치하도록 설정해야 하는데, 이러한 작업이 번거롭고 시간이 많이 걸리며, 조작의 오류로 인해 무선통신이 이루어지지 않는 경우가 발생하고 있다.
KR 10-1469562 B1 KR 10-0880115 B1 KR 10-2006-0130414 A
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 트랙터에 설치되는 수신장치와 트레일러에 설치되는 송신장치를 무선통신방식으로 연결하여 영상신호 및 음성신호를 송수신하도록 하고, 화물차량 내부의 전원공급경로를 형성하는 전력선에 PLC통신칩을 활용하여 화물차량 전체에 공유되는 전력선을 통해 무선통신채널정보를 송신부와 수신부가 상호 정보 교환함으로써 트랙터와 트레일러를 연결하는 동작만으로도 무선을 통한 영상신호와 음성신호를 보내는 시스템의 구성이 가능하도록 하는 PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 화물차량을 구성하는 트랙터와 트레일러에 설치되며, 상기 트레일러의 내외부 상황을 기록한 영상신호 및 음성신호를 무선으로 주고받도록 하는 송수신시스템으로서, 상기 트랙터에 설치되어 상기 영상신호 및 상기 음성신호를 수신하고, 디스플레이(115)와 스피커(116)를 이용하여 상기 영상신호 및 상기 음성신호를 출력하는 수신장치(110)와; 상기 트레일러에 설치되며, 카메라(125)와 마이크(126)를 이용하여 상기 영상신호 및 상기 음성신호를 생성하여 송신하는 송신장치(120)와; 상기 트랙터와 상기 트레일러에 필요한 전력을 공급하는 배터리에 연결된 전력선(130);을 포함하며, 상기 수신장치(110)와 상기 송신장치(120)는 상기 전력선(130)을 통해 전력선통신(Power Line Communication; PLC) 프로토콜을 사용하여 무선전송정보를 주고받는 것을 특징으로 한다.
상기 수신장치(110)에 포함된 PLC통신모듈(117)은 상기 무선전송정보를 상기 전력선(130)을 통해 송신하고, 상기 송신장치(120)에 포함된 PLC통신모듈(127)은 상기 무선전송정보를 상기 전력선(130)을 통해 수신하며, 상기 수신장치(110)에 포함된 수신측제어부(111)와 상기 송신장치(120)에 포함된 송신측제어부(121)는 상기 무선전송정보를 확인하여 상기 수신장치(110)와 상기 송신장치(120) 사이에 RF신호를 이용한 무선통신채널을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 무선전송정보는 상기 수신장치(110)와 상기 송신장치(120)가 사용하는 RF신호의 사용주파수대역, 채널정보, 무선장비 식별정보 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 송신장치(120)는 기사 또는 화물 관리자가 사용하는 단말기와 블루투스 프로토콜(BLE)을 사용하여 데이터를 주고받으며, 상기 트레일러에 실려있는 화물의 내역에 대한 정보가 포함된 화물정보를 수신하여 메모리(122)에 저장하는 블루투스통신모듈(128)을 포함한다.
본 발명에 따르면 트랙터에 새로운 트레일러를 연결하는 과정에서 연결되는 전력선을 통해 무선전송정보를 전달함으로써 무선통신채널을 형성할 수 있고, 송신장치와 수신장치 사이의 무선 연결을 이용하여 영상신호와 음성신호를 전송할 수 있으며, 무선구간을 통한 영상신호와 음성신호의 전송 동작에 자유로운 조합과 명확한 연결이 가능해지는 효과가 있다.
또한, 트레일러에 실려있는 화물에 대한 정보를 블루투스 통신을 활용하여 전달할 수 있어서 기사가 트랙터에 설치된 단말기뿐만 아니라 스마트폰이나 태블릿PC와 같은 개인휴대단말기로 화물정보를 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 트레일러를 연결한 트랙터를 나타낸 예시도.
도 2는 도 1의 트랙터와 트레일러의 연동장치의 구성을 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화물차량의 구성을 나타낸 예시도.
도 4는 수신장치와 송신장치의 구성을 나타낸 블럭도.
도 5는 송수신시스템을 이용한 영상신호 및 음성신호 송수신 과정을 나타낸 순서도.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템"(이하, '송수신시스템'이라 함)을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화물차량의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 4는 수신장치와 송신장치의 구성을 나타낸 블럭도, 도 5는 송수신시스템을 이용한 영상신호 및 음성신호 송수신 과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 송수신시스템(100)은 트랙터에 설치되어 영상신호 및 음성신호를 수신하는 수신장치(110)와, 트레일러에 설치되어 영상신호 및 음성신호를 송신하는 송신장치(120)로 구성된다. 트랙터와 트레일러는 통상적으로 사용되는 것과 같이 구동수단을 가진 견인차량(트랙터)과, 화물을 실은 상태에서 구동수단이 없이 견인차량에 의해 이동하는 피견인차량(트레일러)을 의미한다.
송신장치(120)는 무선통신방식으로 영상신호 및 음성신호를 수신장치(110)로 전송한다. 본 발명에서는 대용량 데이터 전송이 가능한 2.4㎓ 내지 2.5㎓ 대역의 RF신호를 사용한다. 즉, 무허가 주파수 밴드인 ISM 밴드(Industrial, Scientific and Medical Band)를 사용하는 구조이다.
트랙터와 트레일러를 연결할 때에는 트랙터에 설치된 배터리에 연결된 전력선(130)을 트레일러에도 연결한다. 전력선(130)을 통해서 트레일러에 설치된 전자장비에 전력을 공급할 수 있다. 통상적으로는 트랙터가 트레일러를 끌기 위해 견인고리를 고정시키고, 전력 공급을 위한 전원플러그를 연결한다. 전원플러그를 통해서는 배터리에서 공급되는 전력과, 방향지시등이나 미등, 브레이크등을 동작시키기 위한 신호가 전달된다. 본 발명의 전력선(130)은 이러한 전원플러그에 연결된다.
수신장치(110)는 트랙터의 내부에 설치되는데, 수신측제어부(111)가 각종 구성요소의 동작을 제어하면서 트랙터의 제어장치(도면 미도시)와 신호를 주고받을 수 있도록 한다.
메모리(112)에는 송신장치(120)로부터 전송되는 데이터가 저장되며, 무선통신채널을 형성하기 위한 무선전송정보도 저장된다.
무선수신부(113)와 안테나(114)는 송신장치(120)로부터 전송되는 영상신호 및 음성신호를 수신하여 수신측제어부(111)에 전달한다.
디스플레이(115)와 스피커(116)는 영상신호와 음선신호를 각각 영상과 음성으로 표시한다. 디스플레이(115)와 스피커(116)를 통해서 트레일러 내외부의 현재 상황이 표시되며, 앞쪽에 있는 기사는 트레일러 주변이나 뒤쪽의 상황을 확인할 수 있다.
PLC통신모듈(117)은 전력선(130)에 연결되는데, 일반적으로 알려진 전력선통신(Power Line Communication; PLC) 프로토콜을 사용하여 데이터를 주고받는다. PLC통신모듈(117)을 통해서는 수신장치(110)와 송신장치(120) 사이의 무선통신이 이루어지도록 하는 정보가 송수신된다.
DVR(118)은 송신장치(120)로부터 전송된 영상신호와 음성신호를 저장하여 다른 시스템에서 사용할 수 있도록 한다.
이동통신모듈(119)은 송신장치(120)로부터 전송된 영상신호 및 음성신호를 외부 시스템(화물 운송회사의 시스템 등)에 전달한다. 이를 위해 이동통신모듈(119)에는 3G 또는 4G 이동통신망에 접속하여 데이터를 주고받을 수 있는 수단이 구비된다.
송신장치(120)는 트레일러에 설치되어 트레일러의 상황에 대한 정보를 생성하여 송신장치(120)에 전달한다.
송신측제어부(121)는 송신장치(120)에 포함된 구성요소의 동작을 제어하며, 영상신호나 음성신호를 변환하거나 조절한다.
메모리(122)에는 송신장치(120)로부터 전송되는 정보와, 트레일러에 실려있는 화물에 대한 정보가 저장된다.
무선송신부(123)와 안테나(124)는 송신측제어부(121)로부터 전송된 영상신호와 음성신호를 무선통신방식으로 수신장치(110)에 전달한다.
카메라(125)와 마이크(126)는 트레일러의 내외부에 설치되어 트레일러 내외부의 상황을 확인할 수 있는 영상신호와 음성신호를 각각 생성한다. 생성된 영상신호와 음성신호는 송신측제어부(121)와 무선송신부(123)를 거쳐서 수신장치(110)에 전송된다.
카메라(125)와 마이크(126)는 트레일러의 운행상태와 주위상황을 확인할 수 있도록 뒤쪽이나 옆쪽 외부에 설치하는 것이 통상적인데, 경우에 따라서는 아래쪽이나 화물적재공간에 설치할 수도 있을 것이다.
PLC통신모듈(127)은 전력선(130)에 연결되어 전력선통신방식으로 데이터를 주고받는다. 수신장치(110)에 설치된 PLC통신모듈(117)과 송신장치(120)에 설치된 PLC통신모듈(127)은 서로 대응되는 구성으로서, 동일한 방식으로 데이터를 주고받는다.
블루투스통신모듈(128)은 기사나 화물 관리자가 사용하는 단말기와 블루투스(BLE) 통신을 활용하여 데이터를 주고받으면서 트레일러에 실려있는 화물에 대한 정보(Trailer Information)를 송수신한다. 기사나 화물 관리자는 화물의 내역과 운송 목적지, 발송인과 화주 등에 대한 내용이 포함된 화물정보를 별도의 종이나 서류에 기재하지 않고, 단말기를 이용하여 송신장치(120)에 기록할 수 있다. 송신측제어부(121)는 블루투스통신모듈(128)을 통해 입력된 화물정보를 메모리(122)에 저장한다.
이하에서는 이와 같은 송수신시스템(100)을 이용한 영상 및 음성 송수신방법에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 기사 또는 관리자가 화물을 운송할 트레일러를 트랙터에 연결한다.(S102) 트랙터와 트레일러는 견인고리와 견인볼에 의해 결합되며, 전원플러그를 연결함으로써 전원공급과 운행신호 송수신이 이루어진다.
트랙터와 트레일러의 전력선(130)이 연결되면, 수신장치(110)의 PLC통신모듈(117)과 송신장치(120)의 PLC통신모듈(127)이 서로 연결되면서 무선통신 채널 설정 관련 데이터를 주고받는다.(S104) 전력선통신을 위한 채널이 형성되면 수신측제어부(111)는 메모리(112)에 저장되어 있는 무선전송정보를 전력선(130)을 통해 송신장치(120)에 전송한다. 송신장치(120)의 PLC통신모듈(127)은 전송된 무선전송정보를 송신측제어부(121)에 전달한다.
본 발명에서 표현하는 무선전송정보는 수신장치(110)와 송신장치(120) 사이의 RF신호를 이용한 무선통신채널을 형성하기 위해 필요한 설정정보를 의미한다. 무선전송정보에는 사용주파수대역, 채널정보, 무선장비 식별정보 등이 포함되는데, 이외에도 무선통신을 연결할 수신장치(110)와 송신장치(120)를 식별할 수 있는 다른 정보가 더 포함될 수 있다. 무선전송정보를 확인함으로써 수신장치(110)와 송신장치(120)는 서로 연결된 트랙터와 트레일러에 각각 설치된 장비임을 식별할 수 있으며, 영상신호 및 음성신호를 주고받을 상대방 장비의 정보를 확인할 수 있다.
수신측제어부(111)와 송신측제어부(121)는 서로 주고받은 무선전송정보를 이용하여 두 장치 사이의 무선통신 채널을 형성함으로써 RF신호를 이용한 데이터 송수신이 가능해지도록 한다.(S106)
트랙터와 트레일러 사이의 무선통신이 가능해진 이후, 화물차량이 운행을 시작하면 송신측제어부(121)는 카메라(125)와 마이크(126)의 동작을 개시하도록 제어하여 트레일러 주변의 영상과 음성을 기록하도록 한다.(S108) 카메라(125)와 마이크(126)는 영상신호와 음성신호를 생성하여 송신측제어부(121)에 전달한다.
송신측제어부(121)는 생성된 영상신호와 음성신호를 무선송신부(123)를 통해 무선수신부(113)에 전송한다.(S110) 수신측제어부(111)는 전송된 영상신호와 음성신호를 내부 메모리(112)에 저장하거나, 외부 DVR(118)이나 모니터 등으로 출력하여 전달한다.
화물차량의 기사는 운전 중에 또는 정차한 후에 디스플레이(115)와 스피커(116)를 통해 출력되는 영상과 음성을 보면서 트레일러 내외부의 상황을 파악할 수 있다.(S112)
만약 화물의 이송이 완료되어 트랙터와 트레일러를 분리하는 경우에는 수신장치(110)와 송신장치(120)에 운송종료를 입력하는데, 이로써 수신장치(110)와 송신장치(120)는 트랙터와 트레일러가 분리되었다는 사실을 인지하게 된다. 트레일러의 분리에 의해 무선수신부(113)와 무선송신부(123) 사이에 형성되었던 무선채널은 소멸되어 영상신호와 음성신호의 전송이 종료된다.
그리고 트랙터와 트레일러를 다른 차량에 연결하면, 앞의 과정을 반복하면서 무선통신채널을 형성하게 된다.
화물차량의 기사는 트랙터와 트레일러의 결합(견인장치 및 전원플러그) 동작만으로도 무선통신채널을 형성할 수 있어서 쉽고 간편하면서도 정확하게 통신 설정작업을 마무리할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 송수신시스템 110 : 수신장치
111 : 수신측제어부 112, 122 : 메모리
113 : 무선수신부 114, 124 : 안테나
115 : 디스플레이 116 : 스피커
117, 127 : PLC통신모듈 118 : DVR
119 : 이동통신모듈 120 : 송신장치
121 : 송신측제어부 123 : 무선송신부
125 : 카메라 126 : 마이크
128 : 블루투스통신모듈 130 : 전력선

Claims (4)

  1. 화물차량을 구성하는 트랙터와 트레일러에 설치되며, 상기 트레일러의 내외부 상황을 기록한 영상신호 및 음성신호를 무선으로 주고받도록 하는 송수신시스템으로서,
    상기 트랙터에 설치되어 상기 영상신호 및 상기 음성신호를 수신하고, 디스플레이(115)와 스피커(116)를 이용하여 상기 영상신호 및 상기 음성신호를 출력하는 수신장치(110)와;
    상기 트레일러에 설치되며, 카메라(125)와 마이크(126)를 이용하여 상기 영상신호 및 상기 음성신호를 생성하여 송신하는 송신장치(120)와;
    상기 트랙터와 상기 트레일러에 필요한 전력을 공급하는 배터리에 연결된 전력선(130);을 포함하며,
    상기 수신장치(110)와 상기 송신장치(120)는 상기 전력선(130)을 통해 전력선통신(Power Line Communication; PLC) 프로토콜을 사용하여 무선전송정보를 주고받는 것을 특징으로 하는, PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신장치(110)에 포함된 PLC통신모듈(117)은 상기 무선전송정보를 상기 전력선(130)을 통해 송신하고, 상기 송신장치(120)에 포함된 PLC통신모듈(127)은 상기 무선전송정보를 상기 전력선(130)을 통해 수신하며,
    상기 수신장치(110)에 포함된 수신측제어부(111)와 상기 송신장치(120)에 포함된 송신측제어부(121)는 상기 무선전송정보를 확인하여 상기 수신장치(110)와 상기 송신장치(120) 사이에 RF신호를 이용한 무선통신채널을 형성하는 것을 특징으로 하는, PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선전송정보는
    상기 수신장치(110)와 상기 송신장치(120)가 사용하는 RF신호의 사용주파수대역, 채널정보, 무선장비 식별정보 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신장치(120)는
    기사 또는 화물 관리자가 사용하는 단말기와 블루투스 프로토콜(BLE)을 사용하여 데이터를 주고받으며, 상기 트레일러에 실려있는 화물의 내역에 대한 정보가 포함된 화물정보를 수신하여 메모리(122)에 저장하는 블루투스통신모듈(128)을 포함하는, PLC를 이용한 화물차량의 영상신호 및 음성신호 무선송수신시스템.
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