CN111935158A - 一种远程网络消费***的金融数据管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种远程网络消费***的金融数据管理方法,该远程网络消费***包括卡片、消费设备以及与管理***终端,该管理方法包括并行实施的:管理***终端为每个场所的消费设备配置独立的密钥,各消费设备与管理***终端通讯时对金融数据加密;各消费设备采用包括两个MCU的防干扰冗余备份***,实现实时备份;消费设备将金融数据加密存储在卡片中;消费设备与卡片或管理***终端进行通讯发送金融数据时,根据返还结果对金融数据进行标记;消费设备通过GMS模块将金融数据发送至卡片持有人或管理***终端。本发明的远程网络消费***的金融数据管理方法,能解决现有技术方案数据传输不安全、数据汇总不及时以及局部故障导致的多数***数据丢失问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线测控技术领域,具体涉及一种远程网络消费***的金融数据管理方法。
背景技术
随着社会的发展,商场、超市等消费类行业比比皆是。如何吸引客户加强自己的竞争力成为商家不得不思考的问题。会员制度为一个成功的营销方案,被各大商家采用。其所使用的载体会员卡被商家用来收拢大量客户。远程网络消费***,指的是使用IC卡在大厦内的不同消费设备上进行消费或充值时,设备能够跨越较远距离,发送数据到服务器,进而统计金融数据。许多消费场所共用一个服务总台,比如洗浴、桑拿、按摩、超市、客房等场所通常有独立的消费***,但消费金融数据通常属于一个大的管理***统一管理,而且所有金融数据都要汇总到服务总台,这种金融管理***通常有好多解决方案,但通常的解决方案存在如下问题:(1)金融数据传输不安全,存在漏洞容易被黑客攻击导致经济损失;(2)金融数据汇总不及时,或者有的***通过一卡通实现金融连接,导致金融数据无法及时汇总;(3)局部***出现故障后,多数***会造成金融数据丢失现象。
因此,亟需设计一种新的技术方案,以综合解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种远程网络消费***的金融数据管理方法,其能有效解决现有技术方案存在的数据传输不安全、数据汇总不及时以及局部故障导致的多数***数据丢失问题。
为解决上述技术问题,本发明采用了以下技术方案:
一种远程网络消费***的金融数据管理方法,该远程网络消费***包括卡片、若干用于读写卡片的消费设备以及与各消费设备通讯的管理***终端,该远程网络消费***的金融数据管理方法包括并行实施的:
管理***终端为每个场所的消费设备配置独立的密钥,各消费设备与管理***终端通讯时,通过对应的密钥对金融数据加密;
各消费设备采用防干扰冗余备份***,防干扰冗余备份***包括两个MCU,两个MCU之间通过通讯连接实现实时备份;
消费设备将金融数据加密存储在卡片中;
消费设备与卡片或管理***终端进行通讯发送金融数据时,根据返还结果对相应的金融数据进行标记;
消费设备通过GMS模块将金融数据发送至卡片持有人或管理***终端。
其中,消费设备独立密钥的配置方式为:管理***终端为每个消费设备进行编号,并分别为各个消费设备分配密钥,在之后的金融数据传输过程中,使用随机数据代替消费设备密钥所对应数位的金融数据,管理***终端在收到金融数据后,将该随机数据去除后存储。
另外,防干扰冗余备份***的两个MCU分别作为主MCU和次MCU,主MCU和次MCU通过串口通信,且主MCU分别通讯连接显示屏、WiFi模块和RFID读卡模块,用于刷卡、数据加密和数据远程传输;次MCU分别通讯连接指示灯、电源和存储器,用于故障报警和数据备份。主MCU在上电后执行数据恢复程序,通过串口发送数据请求指令,并接收次MCU的数据,接收完毕后,进行RFID读卡模块和WiFi模块的初始化流程;之后主MCU准备接收刷卡数据和数据通信,消费者每次刷卡后,金融数据通过串口发送到次MCU进行保存,同时WiFi模块将金融数据发送到管理***终端。主MCU每隔固定时间发送中断信号给次MCU,次MCU采用定时器进行计时,且次MCU每一次收到中断信号后便对定时器进行清零;若次MCU未收到中断信号直至定时器计数值计满,则次MCU判断主MCU出现故障,通过指示灯发出光电报警,并接收主MCU的请求将金融数据回传至主MCU。
消费设备在发送用户消费产生的金融数据时,若金融数据发送成功,则消费设备标记完成一次金融数据发送;若金融数据发送失败,则消费设备保留金融数据、并重复发送直至金融数据发送成功为止。
消费设备通过GMS模块先将金融数据以短信形式发送至卡片持有人,若消费设备出现网络通信问题,则消费设备通过GMS模块将金融数据发送到管理***终端。
上述技术方案中提供的远程网络消费***的金融数据管理方法,采用密钥加密方法配合多种数据传输方式进行配合验证,能够有效保证金融数据的万无一失;同时对消费设备的数据进行冗余备份处理,可以不影响消费设备的正常工作,但当消费设备出现问题时候能够对金融数据进行补救,提高一倍以上的可靠性;最后,为不在一个场所的分散消费提供了一个解决方案,可以让不同的消费场所及时的把数据汇总到总服务台或总部,而且可以及时根据金融数据进行统计,了解各种消费类型或消费产品的受欢迎程度,为下一步优化服务或采购商品做参考。
附图说明
图1为本发明防干扰冗余备份***的***结构图;
图2为本发明主MCU(IAP15F2K61S2)的串口引脚连接图;
图3为本发明显示屏的串口引脚连接图;
图4为本发明键盘的电路连接图;
图5为稳压器(AMS1117-3.3)的电路图;
图6为本发明WiFi模块(ESP8266)的串口引脚连接图;
图7为本发明RFID读卡模块的串口引脚连接图;
图8为供电电源电路连接图;
图9为本发明次MCU(STM32F103C8T6)的串口引脚连接图;
图10为本发明存储器(K24C08)的串口引脚连接图;
图11为本发明指示灯的电路连接图;
图12为本发明蜂鸣器的电路连接图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解,以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式,并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
本发明涉及一种远程网络消费***的金融数据管理方法,该远程网络消费***包括卡片、若干用于读写卡片的消费设备以及与各消费设备通讯的管理***终端,该远程网络消费***的金融数据管理方法包括并行实施的:
一.管理***终端为每个场所的消费设备配置独立的密钥,各消费设备与管理***终端通讯时,通过对应的密钥对金融数据加密,从而保证数据的安全;具体方案为:管理***终端给各个消费场所的消费设备进行编号,并分配一个密钥,比如1号机分配密钥24,那么在数据传输中金融数据的第2位和第4位用随机的数据代替,管理***终端接收到数据后,根据密钥自动把第2位和第4位数据去除掉;
二.消费设备采用防干扰冗余备份***,采用双MCU,参考图1~12,防干扰冗余备份***包括通过串口通信的主MCU和次MCU,主MCU分别通讯连接键盘/显示屏、WiFi模块和RFID读卡模块,用于刷卡、数据加密和数据远程传输;次MCU分别通讯连接蜂鸣器/指示灯、电源和存储器,用于故障报警和数据备份。
主MCU负责刷卡、数据加密和数据远程传输,并同时把金融数据通过串口传输给次MCU,次MCU采用低功耗芯片(STM32F103C8T6)负责故障报警和数据备份,两个MCU通过串口通信,次MCU把数据保存到EEPROM中。另外,主MCU还通过一个数据线连接到次MCU的中断入口端,主MCU每隔一段时间,向次MCU发送一个中断信号;次MCU用定时器进行计时,次MCU每次收到中断信号后就清除定时器的计数值,如果次MCU长时间未收到中断信号,定时器的计数值会计满,此时次MCU判断主MCU出现死机、掉电等故障,开始启动光电报警,如果判断是死机,可以发出复位信号给主MCU,在主MCU的初始化程序里,主MCU向次MCU发出数据恢复命令,也可以通过恢复按键实现数据回传;如果主MCU出现故障,可以更换芯片,按下恢复按键后,可以实现次MCU金融数据回传到主MCU。
具体地,参考如下步骤:
主MCU初始化流程和主要程序流程
主MCU上电后执行金融数据恢复程序,首先通过串口发送金融数据请求指令,并准备接收次MCU的金融数据,接收金融数据完毕后,进行RFID读卡模块和WiFi模块的初始化流程,开始执行主程序,准备接收刷卡数据和数据通信;每次刷卡后金融数据通过串口发送到次MCU进行保存,并每隔10ms发送中断信号给次MCU;同时通过WiFi模块把金融数据发送到管理***终端。
WiFi模块(ESP8266)通信
因为WiFi模块连接的是串口,所以对其初始化、通信均是在串口的基础上进行的。WiFi模块通信的波特率为9600,8位数据位,无校验位,1位停止位。
ESP8266共有三种模式,分别为STA、AP、STA+AP模式。其中STA模式用于连接到互联网,与其它网络设备通信,属于互联网通信;AP模式用于建立无线热点,允许其它设备之加入进来,设备与设备之间进行通信,属于局域网通信;STA+AP模式下,设备既可与位于局域网下的其它设备通信,又可与互联网中的其它设备通信。STA与AP模式下又分别有TCPServer、TCP Client、UDP三子模式,所以STA+AP模式下就有9个子模式。
另外,在进行该模块的软件设计之前,先开始做一个测试,手动进行该模块的初始化。
如图6所示,将该模块的RXD、TXD引脚分别与电脑USB接口的TXD、RXD引脚相连,目的是实现模块与PC的直接通信。在PC端使用串口调试助手打开相应串口,分别输入以下命令:(注意,每条命令单独发送且需要回车换行,并且等待发送成功)
AT+CWMODE=1
AT+RST
AT+CWJAP="Tenda","00000000"
AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.115",8080
AT+CIPMODE=1
AT+CIPSEND
其中,“Tenda”及“00000000”是SSID和无线密码,可根据自己的实际测试条件进行更改。完成以后,会在Tenda的无线热点下出现ESP8266的连接信息,即证明模块已成功连接到无线热点。
在移动端安装网络调试助手,配置一个8080的TCP Server,建立一个TCP服务器。“192.168.1.115”和8080是要连接到配置的TCP Server的IP和端口,可根据实际测试条件更改。完成之后,即可在PC端的串口调试助手中发送“Hello!”信息,移动端会接收到信息,证明模块成功与网络中的某设备进行通信。
a)初始化
在进行以上的手动测试后,对模块进行程序手段的初始化,就有了参考。可以发送每条命令后等待较长时间,继续发送下一条命令,这种方法简便易行,但不够可靠。实际上每条初始化命令发送完成,串口都会接收到来自模块的返回信息,我们可以由此来判断命令是否执行成功,如果不成功,那么可以继续发送该命令,直到成功执行。
设计的初始化函数为ESP8266_TCP_Client_Init(char*ssid,char*pwd,char*ip,char*port),第一个参数要指定WiFi模块所要连接的SSID,第二个参数即无线网络的密码,第三个参数是所要连接服务器的IP地址,第四个参数要指定所要连接服务器的端口。
ESP8266_TCP_Client_Init("qsss","00000000","103.46.128.41","46379");
如上,即可连接到指定无线热点和服务器。
在串口的数据发送中,设计了两种数据发送方式。第一种适合用于初始化模块,第二种适合用于发送数据。
b)数据发送——等待型
函数为Uart_Send_Wait(char*chr)。参数指定了字符串的起始指针,在使用时,每发送一个字符,将会等待该字符发送完成。该函数用来发送指令以配置WiFi模块。在对WiFi模块的初始化函数中使用。
c)数据发送——中断型
函数为Uart_Send(char*str),参数指定了字符串的起始指针。
其内部指定将要发送的字符串,然后将串口中断的发送标志位TI置1,将会进入串口中断中发送数据。当字符串指针指向字符串结尾时,将不再发送字符。
实际表明,这两种数据发送函数同时使用时,会造成通信错误。解决方法是声明一个bit类型的变量,在使用等待型函数时,变量置0,所有数据发送完成后,变量置1,这样可以有效解决两函数同时使用时造成的通信错误。
中断型数据发送函数不使用while等待字符发送,靠中断来完成,优点是不占用时间。在主循环中的数据通信中使用。切记,不能连续使用该函数进行通信,该函数适用于两次通讯相隔时间较长的场合。本实施例中刷卡行为引起的数据通信,相隔时间满足要求。
以下以发送AT命令为例。以2s的时间间隔对模块发送AT命令。
如果收到正确的响应,串口会接收到一系列数据,最后四个字节为’O’、’K’、0x0d、0x0a,通过对串口接收到的最后三个字节判断,如果含有字符’K’,则证明命令执行成功,退出do-while循环,开始发送下一个命令。
RFID读卡模块操作流程
IC卡检测的目的是实现单片机与IC卡的通信。
a)初始化
初始化函数为RC522_Init(),在主函数中的主循环之前,对RC522模块进行必要的初始化,以备接下来的正常使用。
b)卡操作
对卡的一系列操作在函数RC522_Driver()中,在主循环中,不断感应卡并对其进行操作。函数内部分为以下几个步骤,某个步骤若失败,则退出该函数,在主循环的作用下,将会从步骤一开始重新对卡进行操作。
寻卡操作使用的函数为PcdRequest(unsigned char req_code,unsigned char*pTagType)。参数1为PICC_REQIDL时,将会寻找天线内未休眠的所有卡;参数2为字符指针,用于存放函数返回的卡类型,为2字节的16进制。
PcdRequest(PICC_REQIDL,Rbuf)‘寻找天线内未休眠卡,返回卡类型,为0x0400,代表S50卡
防冲撞使用的函数为PcdAnticoll(unsigned char*pSnr),参数用于存放函数返回的卡序列号,为4字节的16进制。
PcdAnticoll(&Rbuf[2])‘返回卡序列号,03CH8P8S
选卡使用的函数为PcdSelect(unsigned char*pSnr),参数指定为防冲撞过程返回的卡序列。
PcdSelect(&Rbuf[2])‘选定序列号为03CH8P8S的卡
验证卡使用的函数为PcdAuthState(unsigned char auth_mode,unsigned charaddr,unsigned char*pKey,unsigned char*pSnr)。参数1为PICC_AUTHENT1A时表示验证密钥A,为PICC_AUTHENT1B时表示验证密钥B;参数2表示要验证的密码存放的块地址;参数3用于指定验证卡时提交的密钥;参数4指定要验证的卡序列号。
PcdAuthState(PICC_AUTHENT1A,7,DefaultKey,&Rbuf[2])‘验证块7的密钥A
读写操作使用的函数分别为PcdRead(unsigned char addr,unsigned char*pData)及PcdWrite(unsigned char addr,unsigned char*pData)。参数1指定要读或写的块,参数2用于指定16字节数据的起始指针。
PcdWrite(4,tmp)‘将从指针tmp开始的16字节数据写入到块4
休眠使用的函数为PcdHalt(),在卡操作完成后使用,使卡进入休眠状态,等待下一次重新进入天线范围内。
以上即完成WiFi模块和RFID读卡模块的初始化。
三.消费设备将消费、充值数据加密存储在卡片中,这样即使其他终端数据出了问题,通过卡片存储的数据仍然可以恢复数据;
四.消费设备与卡片或管理***终端进行通讯发送金融数据时,根据返还结果对相应的金融数据进行标记;具体为:消费设备在消费时进行标记,如果发送的金融数据得到回应,会标记成功发送,如果管理***终端出现问题,比如网络通信中断、停电等异常情况,没有收到反馈数据,也会做标记,消费设备会把金融数据进行保存一段时间,并对未收到回应的金融数据进行重复发送,直到收到回复为止,保证了金融数据不会丢失或漏发;
五.消费设备配有GMS模块短信收发功能,能对金融数据发送到消费者的手机上,如果消费设备出现部分网络通信问题,可以通过GSM模块把数据发送到管理***终端。
最后,本实施例的管理***采用VB编写,采用Excel表格汇总消费、充值等金融数据,管理***安装在台式机上,通过TCP/IP通信。
每一台计算机都拥有它唯一的地址,类似于每一户人家都有唯一的住址,而计算机上的不同端口,正像这一户中不同的住户。异地的两人要进行交流,要了解对方的住址,对方的姓名;计算机也是这样,在进行通信时,要知道另一台计算机的IP及其端口。对winsock控件的使用应当具有此概念。
客户端的winsock控件配置如下:
Winsock1.Close
Winsock1.RemoteHost="103.46.128.41"
Winsock1.RemotePort=3000
Winsock1.LocalPort=0
Winsock1.Connect
即可向指定IP地址和相应端口发出连接请求。其中Close方法的使用是为了关闭控件,以使控件重新配置。LocalPort属性用于指定本地端口,为0时自动分配随机端口,Connect方法即向该IP发出连接请求。
服务器的winsock控件配置如下:
Winsock1.Close
Winsock1.LocalPort=3000
Winsock1.Listen
服务器端并不需要知道客户端的IP地址,只需要开放一个端口,Listen方法会使得该端口处于监听状态,一旦收到客户端的连接请求,就会触发Winsock1_ConnectionRequest(ByVal requestIDAs Long)事件。在此事件中,需要接受该连接。
Winsock1.Close
Winsock1.AcceptrequestID
使用接受该连接之后,RemoteHostIP就存储了客户端的IP地址。
可使用SendData方法向双方发送数据。在双方的数据接收事件Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotalAs Long)事件中,可使用GetData方法来获取数据。
b)TCP/IP服务器与多客户端通信
多个客户端向服务器发送连接请求,如果按单客户端通信那样配置服务器端的winsock控件,由于第一个客户端已经占用了服务器的端口,其它的客户端将不会连接成功。所以,在连接请求中,应当将该请求进行转移,让服务器的端口始终处于监听状态。
本实施例采用了两个winsock控件,winsock1控件开启了3000端口用于监听连接请求,winsock2控件是一个控件数组,应于接受请求。
winsock2控件加入窗体中时,更改其Index属性为0,表示为控件数组。以下是winsock1控件新请求连接事件中,转移到了winscok2控件数组。
For i=0To 32767
'如果有哪个控件未建立连接,重启并接收该新连接,然后退出循环检测
'如果在准备进行下一次检测时,控件未加载可能导致溢出,则加载新控件
winsock2因为是控件数组,其数据接收事件为Winsock2_DataArrival(Index AsInteger,ByVal bytesTotalAs Long)。一个客户端连接了winsock2控件数组中的某一个控件,因此,Index指示了触发数据接收事件的控件下标。
Winsock2(Index).GetData s‘将数据保存到字符串s中
但应当注意,由于设计使用了花生棒,客户端所有的连接是连接到花生棒所创建的服务器,而PC端的服务器应用仅仅连接到内网中的花生棒。即,PC端的应用中winsock2控件只有一个连接,是内网中的花生棒。PC端只是接收花生棒收到的所有客户端发来的数据。
c)Excel充当数据库
首先,声明Excel应用层、工作簿、工作表三个对象,为接下来的使用作准备。
Private xlAppAs Object
Private xlBookAs Object
Private Sheet_flowAs Object
在服务器配置端口并启动时,为这三个对象赋值。Visible属性可控制应用界面的显示或隐藏。在启动服务器后,打开工作簿时,将其隐藏,防止干扰其它界面。
Set xlApp=CreateObject("excel.application")
Set xlBook=xlApp.Workbooks.Open(App.Path&"\汇鑫.xlsx")
xlApp.Visible=0
Set Sheet_flow=xlBook.Worksheets(1)
在运行过程中,每次进行写入数据时,都会读取D1单元格的值,表示准备读写的行数。将服务器接收到的数据进行处理,得到消费或充值的各项信息,然后写入到工作表中,并对D1单元格进行+1操作,表示预读写的行数应该转移到下一行。对工作表进行数据操作后,应当使用Save方法对其进行保存。
工作表的Cells属性有两个参数,第一个参数指定了单元格的所在行,第二个参数指定了单元格所在的列,Range属性可直接使用文本类型指定单元格。例如:
Sheet_flow.Cells(2,3)=7‘将7写入到C2单元格
Sheet_flow.Range(“C2”)=7‘将7写入到C2单元格
退出时,对工作簿进行保存操作。
xlBook.Close True
xlApp.Quit
Set xlApp=Nothing
在菜单栏中的清空数据库功能中,关联的代码如下:
pos=Sheet_flow.Range("D1")
Sheet_flow.Range("A2:C"&pos-1).ClearContents
Sheet_flow.Range("D1")=2
因为A1至C1单元格是标题,所以对数据的清空是从第二行开始的。ClearContents方法可清空单元格的内容,最后将D1单元格的值更改为2,表示预写入的数据应当位于第2行。
采用上述并行实施的五种方式,采用密钥加密方法配合多种数据传输方式进行配合验证,有效解决金融数据传输不安全,存在漏洞容易被黑客攻击导致经济损失的问题;通过防干扰冗余备份***和消费设备对金融数据的标记信息,解决金融数据汇总不及时,导致金融数据无法及时汇总的问题;并通过将金融数据加密在卡片、采用GMS模块将金融数据发送至手机或管理***终端,解决局部***出现故障后,多数***易造成金融数据丢失的问题。
上面结合实施例对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在获知本发明中记载内容后,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对其作出若干同等变换和替代,这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种远程网络消费***的金融数据管理方法,该远程网络消费***包括卡片、若干用于读写卡片的消费设备以及与各消费设备通讯的管理***终端,其特征在于,该远程网络消费***的金融数据管理方法包括并行实施的:
管理***终端为每个场所的消费设备配置独立的密钥,各消费设备与管理***终端通讯时,通过对应的密钥对金融数据加密;
各消费设备采用防干扰冗余备份***,防干扰冗余备份***包括两个MCU,两个MCU之间通过通讯连接实现实时备份;
消费设备将金融数据加密存储在卡片中;
消费设备与卡片或管理***终端进行通讯发送金融数据时,根据返还结果对相应的金融数据进行标记;
消费设备通过GMS模块将金融数据发送至卡片持有人或管理***终端。
2.根据权利要求1所述的远程网络消费***的金融数据管理方法,其特征在于,消费设备独立密钥的配置方式为:管理***终端为每个消费设备进行编号,并分别为各个消费设备分配密钥,在之后的金融数据传输过程中,使用随机数据代替消费设备密钥所对应数位的金融数据,管理***终端在收到金融数据后,将该随机数据去除后存储。
3.根据权利要求1所述的远程网络消费***的金融数据管理方法,其特征在于:防干扰冗余备份***的两个MCU分别作为主MCU和次MCU,主MCU和次MCU通过串口通信,且主MCU分别通讯连接显示屏、WiFi模块和RFID读卡模块,用于刷卡、数据加密和数据远程传输;次MCU分别通讯连接指示灯、电源和存储器,用于故障报警和数据备份。
4.根据权利要求3所述的远程网络消费***的金融数据管理方法,其特征在于:主MCU在上电后执行数据恢复程序,通过串口发送数据请求指令,并接收次MCU的数据,接收完毕后,进行RFID读卡模块和WiFi模块的初始化流程;之后主MCU准备接收刷卡数据和数据通信,消费者每次刷卡后,金融数据通过串口发送到次MCU进行保存,同时WiFi模块将金融数据发送到管理***终端。
5.根据权利要求4所述的远程网络消费***的金融数据管理方法,其特征在于:主MCU每隔固定时间发送中断信号给次MCU,次MCU采用定时器进行计时,且次MCU每一次收到中断信号后便对定时器进行清零;若次MCU未收到中断信号直至定时器计数值计满,则次MCU判断主MCU出现故障,通过指示灯发出光电报警,并接收主MCU的请求将金融数据回传至主MCU。
6.根据权利要求1所述的远程网络消费***的金融数据管理方法,其特征在于:消费设备在发送用户消费产生的金融数据时,若金融数据发送成功,则消费设备标记完成一次金融数据发送;若金融数据发送失败,则消费设备保留金融数据、并重复发送直至金融数据发送成功为止。
7.根据权利要求6所述的远程网络消费***的金融数据管理方法,其特征在于:消费设备通过GMS模块先将金融数据以短信形式发送至卡片持有人,若消费设备出现网络通信问题,则消费设备通过GMS模块将金融数据发送到管理***终端。
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