CN103762713B - 一种具有充电功能的户外集中供电*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有充电功能的户外集中供电***，包括交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***、集中控制器；集中控制器分别与交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***和电源输出***连接，用于对各部件进行集中控制。本发明的控制模块是与每个灯具的控制电路连接的，控制模块可以预先设定好一天中每个灯具的开灯时间和关灯时间，也可以预先设定好一天中不同时段每个灯具的亮度，从而实现单灯控制的功能；还可以为外接用电设备进行充电。
Description
技术领域
本发明涉及户外供电领域，具体涉及一种具有充电功能的户外集中供电***。
背景技术
户外供电一般包括户外照明***以及随时需要在户外进行充电的设备等。
户外照明***（例如路灯、景观灯等）都是直接利用市电电网作为电源供应，提供所有负载所需的电源需求。一般都是同时开灯、同时关灯。但是，在不同的区段、不同的时间段，对灯的亮度和开关时间有不同的要求，如果所有情况都按统一的标准，势必造成电能的浪费。也就是说，目前户外照明***的缺点是不具备单灯控制的功能。
需要在户外进行充电的设备（如电动汽车，电动自行车等），一般都是采用电瓶储存能量供车辆使用，电瓶所储存的能量毕竟有限，电瓶消耗完成，车辆就不能行驶，使用者必须对电瓶进行充电，但在户外很少能找到便捷的提供充电服务的设备。
不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种能实现单灯控制功能、同时能够为其他设备充电的具有充电功能的户外集中供电***。
一种具有充电功能的户外集中供电***，包括：
交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***、集中控制器；
交流/直流转换电路的输入端与市电电网连接；
交流/直流转换电路的输出端连接户外照明***，为户外照明***提供稳定的直流电压；
交流/直流转换电路的输出端连接电源输出***，所述电源输出***用于为外接设备进行充电；
备用交流/直流转换电路与交流/直流转换电路是并联关系，其与交流/直流转换电路是交替工作的；
集中控制器分别与交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***和电源输出***连接，用于对各部件进行集中控制。
进一步的，所述具有充电功能的户外集中供电***还包括：电量输出统计***，用于统计所述电源输出***所输出的电量，其分别于所述电源输出***和集中控制器相连接。
进一步的，所述电源输出***设置有充电插口，所述充电插口用于匹配外接用电设备的电源输入端。
进一步的，所述电源输出***还设置有导线，导线的一端连接所述电源输出***，另一端设置有充电插口。
进一步的，所述具有充电功能的户外集中供电***还包括：电压传感器、备用交流电源、切换开关；
电压传感器与市电电网连接，用于实时采集市电电网的电压信号；
切换开关的输入端分别与市电电网和备用交流电源连接，切换开关的输出端与交流/直流转换电路连接；
电压传感器、备用交流电源和切换开关分别与所述集中控制器相连接。
进一步的，所述户外照明***包括：
传感器、控制电路、照明器件、存储装置，所述传感器和控制电路均与照明器件相连接；所述存储装置用于存储所述传感器、控制电路和照明器件。
进一步的，所述存储装置上设置有信号开关，用于检测并向外发送所述存储装置的开启与闭合信息。
进一步的，所述集中控制器包括：
信息采集模块，分别与电压传感器、备用交流电源、切换开关、交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***连接，用于采集各部件的状态信息；
控制模块，与信息采集模块连接，用于收集各部件的状态信息，对收集的信息进行综合处理，生成相应的控制指令；
控制终端，与控制模块连接，用于接收用户的操作指令，并显示各部件的状态信息。
进一步的，所述信息采集模块包括：
电信号信息采集子模块，用于采集所述电压传感器、备用交流电源、切换开关、交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***的信息；
地理位置信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置信息；
时间信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置的当地时间。
进一步的，所述控制模块包括：
电信号控制子模块，用于收集所述电信号信息采集子模块所采集的信息，并对该信息进行综合处理，生成相应的控制指令；
照明开关控制子模块，用于收集所述地理位置信息采集子模块所采集的地理位置信息，以及所述时间信息采集子模块所采集的时间信息，并对所采集的地理位置信息以及时间信息进行综合处理，生成所述户外照明***的开启或关闭指令。
进一步的，所述备用交流电源是发电机。
进一步的，所述备用交流/直流转换电路为一组或多组，各组备用交流/直流转换电路与交流/直流转换电路均为并联关系。
进一步的，交流/直流转换电路的输出电压是可调的。
进一步的，所述信息采集模块采用的是有线通信方式或无线通信方式。
进一步的，所述控制终端与控制模块之间采用无线通信方式。
进一步的，控制模块与户外照明***和电源输出***之间均采用载波通信方式、无线通信方式或有线通信方式进行通信。
进一步的，交流/直流转换电路的输入端和输出端都连接有防雷模块，户外照明***的每个照明器件和电源输出***也配备有防雷模块。
进一步的，所述具有充电功能的户外集中供电***还包括：
防盗报警模块，用于依据所述信号开关所检测并发送出的所述存储装置的开启与关闭信息，来判断户外照明***是否发生被盗事故，并依据实际情况提醒用户是否报警。
本发明的控制模块是与每个灯具的控制电路连接的，控制模块可以预先设定好一天中每个灯具的开灯时间和关灯时间，也可以预先设定好一天中不同时段每个灯具的亮度，从而实现单灯控制的功能。另外，本发明设置有电源输出***，可以随时为需要进行充电的外接设备进行充电。
现有户外灯具的控制电路安装在每盏户外灯具的灯罩中，损坏后不容易维修。而本发明将各灯具的控制电路统一设置在地面的供电箱中，维修方便。
本发明的户外照明***还可以根据户外环境调节每个灯具的亮度和工作时间，节能效果显著。
本发明在各关键环节都配备有防雷模块，具有可靠的防雷功能。
本发明配备有防盗报警模块，在户外照明***出现异常情况时提醒用户是否报警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具有充电功能的户外集中供电***的示意图。
图2是图1中集中控制器的示意图
图3是图1中室外照明***的原理图。
图4是防雷模块的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，一种具有充电功能的户外集中供电***，包括：
交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***、集中控制器；
交流/直流转换电路的输入端与市电电网连接；
交流/直流转换电路的输出端连接户外照明***，为户外照明***提供稳定的直流电压；
交流/直流转换电路的输出端连接电源输出***，所述电源输出***用于为外接设备进行充电；
备用交流/直流转换电路与交流/直流转换电路是并联关系，其与交流/直流转换电路是交替工作的；
集中控制器分别与交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***和电源输出***连接，用于对各部件进行集中控制。
需要说明的是，所述电源输出***是指将市电电网的电量输出至一些外接用电设备（比如电动汽车、电动自行车等），作为外接用电设备的充电源，即外接用电设备可以在所述电源输出***上进行充电。
作为优选，所述电源输出***设置有充电插口，所述充电插口用于匹配外接用电设备的电源输入端；即所述电源输出***上设置有与外接用电设备相匹配的充电插口，即外接用电设备***该充电插口就可以马上进行充电作业。
作为优选，所述电源输出***还设置有导线，导线的一端连接所述电源输出***，另一端设置有充电插口。即所述充电插口可以直接设置在电源输出***上，也可以在所述电源输出***上引出一条导线，导线的一端连接所述电源输出***，导线的另一端连接所述充电插口，该充电插口可以设置于任何位置（即该充电插口可设置于任意地点）。
作为优选，所述具有充电功能的户外集中供电***还包括：电量输出统计***，用于统计所述电源输出***所输出的电量，其分别于所述电源输出***和集中控制器相连接。
需要说明的是，所述电量输出统计***是用于统计所述电源输出***所输出的电量，即可以统计出外接用电设备在所述电源输出***中获取了多少电量。
作为优选，所述具有充电功能的户外集中供电***还包括：电压传感器、备用交流电源、切换开关；
电压传感器与市电电网连接，用于实时采集市电电网的电压信号；
切换开关的输入端分别与市电电网和备用交流电源连接，切换开关的输出端与交流/直流转换电路连接；
电压传感器、备用交流电源和切换开关分别于所述集中控制器相连接。
作为优选，所述户外照明***包括：
传感器、控制电路、照明器件、存储装置，所述传感器和控制电路均与照明器件相连接；所述存储装置用于存储所述传感器、控制电路、照明器件和电源输出***。作为优选，所述存储装置上设置有信号开关，用于检测并向外发送所述存储装置的开启与闭合信息。
需要说明的是，此处所述传感器、控制电路包括一般户外照明***内的所有传感器和控制电路。所述传感器包括红外线传感器、亮度传感器、温度传感器等等。所述照明器件包括但不限于以下形式：普通照明灯泡、LED灯具。在本实施例中，所述存储装置优选为带有门的箱体装置。
如图2所示，作为优选，所述集中控制器包括：
信息采集模块，分别与电压传感器、备用交流电源、切换开关、交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***连接，用于采集各部件的状态信息；作为优选，所述信息采集模块包括：电信号信息采集子模块，用于采集所述电压传感器、备用交流电源、切换开关、交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***的信息；地理位置信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置信息；时间信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置的当地时间。
需要说明的是，在本实施例中，作为优选，所述电源输出***与所述集中控制器的配备数目是相同的，一个集中控制器配备一个电源输出***。所述地理位置信息采集子模块，是采集所述户外照明***和电源输出***所处的地理位置信息，诸如所述户外照明***和电源输出***所在地的经纬度信息等；所述时间信息采集子模块，是采集所述户外照明***和电源输出***所处的地理位置的当地时间，本实施例优选设置地理位置信息采集子模块和时间信息采集子模块的目的是：在不同经纬度的地区，当地的日出与日落信息是不同的，针对照明***而言，不同的日出与日落时间就需要对照明器件的开启与关闭时间做不同的设定；本实施例所采集的地理位置信息以及当地时间信息是实现上述不同的设定的前提条件。
控制模块，与信息采集模块连接，用于收集各部件的状态信息，对收集的信息进行综合处理，生成相应的控制指令；作为优选，所述控制模块包括：电信号控制子模块，用于收集所述电信号信息采集子模块所采集的信息，并对该信息进行综合处理，生成相应的控制指令；照明开关控制子模块，用于收集所述地理位置信息采集子模块所采集的地理位置信息，以及所述时间信息采集子模块所采集的时间信息，并对所采集的地理位置信息以及时间信息进行综合处理，生成所述户外照明***的开启或关闭指令。
需要说明的是，所述电信号控制子模块是依据信息采集模块所采集的信息对户外照明***进行控制；例如：当所述信息采集模块内的电信号采集子模块采集到户外照明***的直接接入电压发生了变化，对应的，户外照明***内的照明器件的照明亮度必然的发生变化，对应的照明效果就会发生改变，有可能达不到实际所要求的照明效果；但是在本实施例中，可以很好的解决这有问题，使照明器件的照明亮度马上恢复正常水平，当户外照明***的直接接入电压发生变化时，所述电信号信息采集子模块会马上将“电压发生变化”的这一信息传送给所述电信号控制子模块，所述电信号控制子模块将信息进行处理后，发出相应的控制指令给控制电路，控制电路相应控制驱动电路增大或减小输出电流，以调节照明器件的照明亮度，进而产生节能的效果。
所述照明开关控制子模块，是指依据所述户外照明***所处的地理位置，来控制户外照明***的开启与关闭时间。因为不同经纬度的地区，其日出日落的实际时间是不尽相同的，日落后需要开启户外照明***，日出后需要关闭户外照明***；通过采集到的地理位置信息（包括但不限于经纬度信息），以及当地的实际时间，照明开关控制子模块自动计算出当地的每天日出与日落的实际时间，将日出与日落的实际时间作为参照来设定所述户外照明***每天的开启与关闭时间，避免不必要的能源浪费，产生节能的效果。
控制终端，与控制模块连接，用于接收用户的操作指令，并显示各部件的状态信息。
所述备用交流电源是发电机，具体可以是柴油发电机、太阳能发电机、风力发电机等等，可以根据使用的场合灵活选择。
所述备用交流/直流转换电路可以为一组或多组，各组备用交流/直流转换电路与交流/直流转换电路均为并联关系。
备用交流/直流转换电路与交流/直流转换电路是交替工作的，具体的工作模式可以由控制模块进行设定。例如，***启动时，交流/直流转换电路首先工作30分钟，然后切换到备用交流/直流转换电路工作30分钟，接着再切换回交流/直流转换电路工作30分钟。
当***有多组备用交流/直流转换电路时，多组交流/直流转换电路之间也是轮流交替工作的。
交流/直流转换电路和备用交流/直流转换电路支持热插拔功能，因此在***正常工作时即可更换有故障的交流/直流转换电路。
交流/直流转换电路的输出电压是可调的，具体的设定值可根据户外照明***的设计要求而定，一般设定在200V以上，然后在户外照明***中进行分压处理，提供给各灯具合适的电压。当然，也可以将输出电压直接设定为12V、24V、48V等等。
所述监控模块采用的是有线通信方式（例如串行通信方式）。
控制模块与户外照明***之间可以采用载波通信方式、无线通信方式或有线通信方式进行通信，载波通信方式优选采用直流载波通信方式。
所述控制终端与控制模块之间采用无线通信方式。控制终端可以采用手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式移动终端实现。
请参阅图3，现以一个LED灯具为例来说明本发明的户外照明***，当然，本发明的户外照明***实际上是由多个LED灯具和其它类型的灯具组成。
户外照明***的基本部件有各种LED灯具、各种传感器、与每个LED灯具对应的驱动电路和控制电路。
灯具通过驱动电路与交流/直流转换电路连接，驱动电路将交流/直流转换电路输出的直流电压进行适当的变换，提供给LED灯具所需的电压。
控制电路与驱动电路连接，主要作用是控制驱动电路增大或减小输出电流。
各种控制电路和各种传感器均与外部的控制模块连接。
各种传感器包括红外线传感器、亮度传感器、温度传感器等等。传感器将采集的信号实时传送给控制模块，控制模块将信号进行处理后，发出相应的控制指令给控制电路，控制电路相应控制驱动电路增大或减小输出电流，以实现节能的效果。
因为控制模块是与每个灯具的控制电路连接的，控制模块可以预先设定好一天中每个灯具的开灯时间和关灯时间，可以实现单灯控制的功能。
控制模块也可以预先设定好一天中不同时段每个灯具的亮度（通过调节电压实现亮度调节），实现精细节能的效果。
同时，使用者也可以通过控制终端发出控制指令，实现对每个灯具进行人工控制。控制指令包括开灯指令、关灯指令、增加亮度指令、减小亮度指令等等。
户外使用的灯具、带电设备或用电设备等，都需要具备可靠的防雷功能。这里主要针对的是感应雷。为了实现此功能，本发明在交流/直流转换电路的输入端和输出端都连接有防雷模块，同时，每个灯具也配备有防雷模块，如图1所示，这样在整个***的各个环节都可以将感应雷有效的释放掉，保证了整个***的供电安全。
防雷模块在本领域中是很成熟的技术，现举一个例子进行说明。一种防雷模块的结构如图4所示，防雷模块由电感L、压敏电阻Rz、放电管GDT、电容C组成，电路连接关系如图3所示。
本发明的控制模块是与每个灯具的控制电路连接的，控制模块可以预先设定好一天中每个灯具的开灯时间和关灯时间，也可以预先设定好一天中不同时段每个灯具的亮度，从而实现单灯控制的功能。
作为优选，本实施例还设置有防盗报警模块，用于依据所述信号开关所检测并发送出的所述存储装置的开启与关闭信息，来判断户外照明***是否发生被盗事故，并依据实际情况提醒用户是否报警。从上文可知，在本实施例中，所述存储装置优选带有门的箱体装置（类似于上文所述的供电箱），即所述户外照明***的各个设备都是存储在箱体里面，比如照明器件的各种传感器和控制电路等都集中设置在某个箱体里面，因为箱体上设置有用来检测箱体的门是否被打开的信号开关，如果箱体被打开了，该信号开关会马上将箱体被打开的信号发送给信息采集模块，信息采集模块在收到该信号后及时反馈给控制模块，控制模块又通过有线通信或无线通信的方式将该信号反馈给控制终端，使用者通过控制终端及时得知箱体被打开的信号，如果是设备维护人员在检修户外照明***，使用者就无需理会该信号，如果使用者发现这个时间段并没有维护人员检修***，就有理由怀疑该箱体遇到了偷盗事故，使用者可以马上通过控制终端输入命令进行报警，使用者亦可以自己直接报警。并且，现有户外灯具的控制电路安装在每盏户外灯具的灯罩中，损坏后不容易维修。而本发明将各灯具的控制电路统一设置在地面的供电箱中，维修方便。
本发明为户外照明***供电的集中供电综合智能控制***在市电电网断电时，监控模块会立即控制备用交流电源开始工作，使户外照明***的供电不受影响。
并且，本发明的重要部件都有备份，即使某个部件发生故障，也不会影响***的正常工作，因此本发明还具有可靠性高的优点。
本发明的户外照明***还可以根据户外环境调节每个灯具的亮度和工作时间，节能效果显著。
本发明设置有电源输出***，可以随时为需要进行充电的外接设备进行充电。
本发明在各关键环节都配备有防雷模块，具有可靠的防雷功能。
本发明的户外照明***涵盖的范围很广，包括路灯照明、公园照明、建筑物外立面照明、景观照明等各种户外场所。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于，包括：
交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***、集中控制器；
交流/直流转换电路的输入端与市电电网连接；
交流/直流转换电路的输出端连接户外照明***，为户外照明***提供稳定的直流电压；
交流/直流转换电路的输出端连接电源输出***，所述电源输出***用于为外接设备进行充电；
备用交流/直流转换电路与交流/直流转换电路是并联关系，其与交流/直流转换电路是交替工作的；
集中控制器分别与交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***和电源输出***连接，用于对各部件进行集中控制；
所述电源输出***还设置有导线；导线的一端连接所述电源输出***，另一端设置有充电插口；
还包括：电压传感器、备用交流电源、切换开关；
电压传感器与市电电网连接，用于实时采集市电电网的电压信号；
切换开关的输入端分别与市电电网和备用交流电源连接，切换开关的输出端与交流/直流转换电路连接；
电压传感器、备用交流电源和切换开关分别与所述集中控制器相连接；
所述集中控制器包括：
信息采集模块，分别与电压传感器、备用交流电源、切换开关、交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***连接，用于采集各部件的状态信息；
控制模块，与信息采集模块连接，用于收集各部件的状态信息，对收集的信息进行综合处理，生成相应的控制指令；
控制终端，与控制模块连接，用于接收用户的操作指令，并显示各部件的状态信息；
所述信息采集模块包括：
电信号信息采集子模块，用于采集所述电压传感器、备用交流电源、切换开关、交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***的信息；
地理位置信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置信息；
时间信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置的当地时间；
所述控制模块包括：
电信号控制子模块，用于收集所述电信号信息采集子模块所采集的信息，并对该信息进行综合处理，生成相应的控制指令；
照明开关控制子模块，用于收集所述地理位置信息采集子模块所采集的地理位置信息，以及所述时间信息采集子模块所采集的时间信息，并对所采集的地理位置信息以及时间信息进行综合处理，生成所述户外照明***的开启或关闭指令；
所述信息采集模块包括：
电信号信息采集子模块，用于采集所述电压传感器、备用交流电源、切换开关、交流/直流转换电路、备用交流/直流转换电路、户外照明***、电源输出***的信息；
地理位置信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置信息；
时间信息采集子模块，用于采集所述户外照明***与电源输出***所处的地理位置的当地时间；
所述控制模块包括：
电信号控制子模块，用于收集所述电信号信息采集子模块所采集的信息，并对该信息进行综合处理，生成相应的控制指令；
照明开关控制子模块，用于收集所述地理位置信息采集子模块所采集的地理位置信息，以及所述时间信息采集子模块所采集的时间信息，并对所采集的地理位置信息以及时间信息进行综合处理，生成所述户外照明***的开启或关闭指令；
所述户外照明***包括：
传感器、控制电路、照明器件、存储装置，所述传感器和控制电路均与照明器件相连接；所述存储装置用于存储所述传感器、控制电路、照明器件和电源输出***；
所述存储装置上设置有信号开关，用于检测并向外发送所述存储装置的开启与闭合信息；
还包括：
防盗报警模块，用于依据所述信号开关所检测并发送出的所述存储装置的开启与关闭信息，来判断户外照明***、电源输出***是否发生被盗事故，并依据实际情况提醒用户是否报警。
2.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于，还包括：
电量输出统计***，用于统计所述电源输出***所输出的电量，其分别与所述电源输出***和集中控制器相连接。
3.根据权利要求2所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于，所述电源输出***设置有充电插口，所述充电插口用于匹配外接用电设备的电源输入端。
4.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于：所述备用交流电源是发电机。
5.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于：所述备用交流/直流转换电路为一组或多组，各组备用交流/直流转换电路与交流/直流转换电路均为并联关系。
6.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于：交流/直流转换电路的输出电压是可调的。
7.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于：所述信息采集模块采用的是有线通信方式或无线通信方式。
8.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于：所述控制终端与控制模块之间采用无线通信方式。
9.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于：控制模块与户外照明***和电源输出***之间均采用载波通信方式、无线通信方式或有线通信方式进行通信。
10.根据权利要求1所述的具有充电功能的户外集中供电***，其特征在于：交流/直流转换电路的输入端和输出端都连接有防雷模块，户外照明***的每个照明器件和电源输出***也配备有防雷模块。
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