CN218156296U - 一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、第三数据采集模块和上位机，第一数据采集模块用于安装在氧气瓶和乙炔瓶中的其中一个上，第二数据采集模块用于安装在氧气瓶和乙炔瓶中的另外一个上，第三数据采集模块用于设置在氧气瓶和乙炔瓶所处的固定动火区内，通过第一数据采集模块采集氧气瓶和乙炔瓶的其中一个的重量参数、环境温度参数以及与固定动火区的距离参数，通过第二数据采集模块采集氧气瓶和乙炔瓶的另外一个的重量参数、环境温度参数、与固定动火区的距离参数以及氧气瓶与乙炔瓶之间的距离参数，并将采集到的所有参数传输至上位机，实现了对氧气瓶和乙炔瓶安全使用的监测。

Description

一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***

技术领域

本实用新型属于安全施工数据监测领域，具体涉及一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***。

背景技术

在建筑施工现场，氧气瓶和乙炔瓶的安全使用规范包括：1、氧气瓶与乙炔瓶的距离应保持5米以上；2、氧气瓶和乙炔瓶均需要与固定动火区保持10米以上的距离；3、氧气瓶和乙炔瓶在使用和贮存时，环境温度不得超过40℃；4、氧气瓶和乙炔瓶直立放置；5、氧气瓶和乙炔瓶的空瓶都需要单独存放。氧气瓶和乙炔瓶的非规范使用存在很大的安全隐患，屡见有关于施工场地气瓶非规范使用造成的火灾、***事故和人员伤亡等。

非规范使用通常来源于施工人员的安全意识薄弱、工地的安全宣导较少以及安全规范的落地执行较差等，而且施工人员在进行氧气瓶和乙炔瓶的摆放时，通常倚靠自身经验目测距离后进行摆放，往往摆放距离较随意，此外用于摆放在室外的固定动火区附近的氧气瓶和乙炔瓶缺少对其进行环境温度监测的设备，偶发的室外高温天气等将带来极大地安全隐患，比如***等。除此之外，氧气瓶和乙炔瓶的空瓶在存放时要先称重确认，确认是空瓶后再进行单独存放，目前施工人员称重需要搬运称重设备或者将氧气瓶和乙炔瓶的空瓶搬运至固定的称重场地，作业效率较低。

目前，智慧工地***已经逐步地应用到了各地的施工现场，用于人员门禁管理、地基监测管理、基坑质量监测管理和作业设备管理等，智慧工地***的硬件设备中包括各种传感器监测模块，然而缺乏对氧气瓶和乙炔瓶等施工场地气瓶进行智慧化监测的模块或设备，因此将氧气瓶和乙炔瓶的智慧化监测增加到现有的智慧工地***中尤其重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、第三数据采集模块和上位机，所述第一数据采集模块用于安装在氧气瓶和乙炔瓶中的其中一个上，所述第二数据采集模块用于安装在氧气瓶和乙炔瓶中的另外一个上，所述第三数据采集模块用于设置在所述氧气瓶和所述乙炔瓶所处的固定动火区内；

所述第一数据采集模块包括第一主控单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元，第一主控单元分别与第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元电连接，第一无线收发单元与上位机无线通信连接，第一称重传感单元设置在氧气瓶和乙炔瓶中的其中一个的底部；

所述第二数据采集模块包括第二主控单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元，第二主控单元分别与第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元电连接，第二无线收发单元与上位机无线通信连接，第二称重传感单元设置在氧气瓶和乙炔瓶的另外一个的底部；

所述第三数据采集模块包括第三主控单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元，第三主控单元分别与第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元电连接，第三无线收发单元与上位机无线通信连接。

优选地，所述第一无线收发单元包括第一Lora无线收发器，所述第一Lora无线收发器与第一主控单元电连接，第一Lora无线收发器还与上位机无线通信连接；所述第二无线收发单元包括第二Lora无线收发器，所述第二Lora无线收发器与第二主控单元电连接，第二Lora无线收发器还与上位机无线通信连接；所述第三无线收发单元包括第三Lora无线收发器，所述第三Lora无线收发器与第三主控单元电连接，第三Lora无线收发器还与上位机无线通信连接。

优选地，所述第一数据采集模块还包括第一报警器，所述第一报警器与第一主控单元电连接；所述第二数据采集模块还包括第二报警器，所述第二报警器与第二主控单元电连接。

优选地，所述第一数据采集模块还包括第一供电单元，所述第一供电单元分别与第一主控单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元电连接；所述第二数据采集模块还包括第二供电单元，所述第二供电单元分别与第二主控单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元电连接；所述第三数据采集模块还包括第三供电单元，所述第三供电单元分别与第三主控单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元电连接。

优选地，所述第一数据采集模块还包括第一壳体，所述第一主控单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元均设置在所述第一壳体内，所述第一壳体外壁设置有用于指示第一距离传感器发射单元位置的第一标识，第一壳体外壁还设置有用于指示第二距离传感器接收单元位置的第二标识。

优选地，所述第二数据采集模块还包括第二壳体，所述第二主控单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元均设置在所述第二壳体内，所述第二壳体外壁设置有用于指示第一距离传感器接收单元位置的第三标识，第二壳体外壁还设置有用于指示第三距离传感器接收单元位置的第四标识。

优选地，所述第三数据采集模块还包括第三壳体，所述第三主控单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元均设置在所述第三壳体内，所述第三壳体外壁设置有用于指示第二距离传感器发射单元位置的第五标识，第三壳体外壁还设置有用于指示第三距离传感器发射单元的第六标识。

优选地，所述安全监测***还包括数据传输网络，所述数据传输网络分别与所述第一数据采集模块、第二数据采集模块、第三数据采集模块和上位机通信连接。

优选地，所述数据传输网络包括Lora中继器和4G传输模块；

所述4G传输模块分别与所述Lora中继器和所述上位机通信连接；

所述Lora中继器分别与所述第一数据采集模块、第二数据采集模块和第三数据采集模块通信连接。

本实用新型的有益效果是：

（1）、通过第一数据采集模块采集氧气瓶和乙炔瓶的其中一个的重量参数、所处的环境温度参数以及与固定动火区的距离参数，通过第二数据采集模块采集氧气瓶和乙炔瓶的另外一个的重量参数、所处的环境温度参数、与固定动火区的距离参数以及氧气瓶与乙炔瓶之间的距离参数，并将采集到的所有参数传输至上位机，实现了对氧气瓶和乙炔瓶安全使用的监测，并由上位机对所有参数进行判断，若发现使用异常，及时进行安全预警，并减少气瓶引起的安全事故的发生；

（2）、通过第一报警器和第二报警器，对采集到的参数异常进行报警，提醒施工人员进行及时的修正；

（3）、通过第一标识至第六标识的设置，施工人员可以在放置氧气瓶和乙炔瓶时，快速准确的将各个距离传感器的发射单元和接收单元对准，以获取到更准确的距离参数。

（4）、通过Lora中继器和4G传输模块加大了氧气乙炔瓶安全监测***覆盖的范围，可监测的氧气瓶和乙炔瓶增多。

附图说明

图1为施工现场氧气乙炔瓶安全监测***的一种组成框图；

图2为第一数据采集模块的一种组成框图；

图3为第二数据采集模块的一种组成框图；

图4为第三数据采集模块的一种组成框图；

图5为第一供电单元的一种示意性原理图；

图6为第一供电单元与第一单片机、第一距离传感器的发射端、第二距离传感器的接收端、第一温度传感器和第一称重仪连接的一种示意性原理图；

图7为第一Lora无线收发器的一种示意性原理图。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-图7，本实施例提供了一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，用于对多个施工场地的氧气瓶和乙炔瓶进行融合安全监测，获取到的安全监测数据包括在固定动火区附近摆放的氧气瓶和乙炔瓶之间的距离参数、该固定动火区附近摆放的氧气瓶与该固定动火区之间的距离参数、该固定动火区附近摆放的乙炔瓶与该固定动火区之间的距离参数，氧气瓶所处的环境温度参数、乙炔瓶所述的环境温度参数、氧气瓶的重量参数和乙炔瓶的重量参数。

如图1所示，一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***包括多个监测点位和上位机，各个监测点位与上位机无线通信连接，上位机为智慧工地***中的智慧工地监测终端。各个监测点位包括第一监测点位、第二监测点位至第n监测点位。各个监测点位均具有氧气瓶、乙炔瓶和固定动火区。

如图2至图4所示，每个监测点位均包括第一数据采集模块、第二数据采集模块和第三数据采集模块，第一数据采集模块用于经卡接件安装在氧气瓶上，第二数据采集模块用于经卡接件安装在乙炔瓶上，第三数据采集模块用于设置在该氧气瓶和乙炔瓶所处的固定动火区内。

第一数据采集模块包括第一壳体，以及设置在第一壳体内的第一供电单元、第一主控单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元。第一主控单元分别与第一供电单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元电连接，第一无线收发单元与上位机无线通信连接，第一称重传感单元设置在氧气瓶的底部。第一壳体外壁设置有用于指示第一距离传感器发射单元位置的第一标识，且还设置有用于指示第二距离传感器接收单元位置的第二标识。第一距离传感器发射单元为第一距离传感器的发射端，第二距离传感器接收单元为第二距离传感器的接收端，第一称重传感单元优选为第一称重仪，氧气瓶安装在第一称重仪上，第一距离传感器和第二距离传感器优选红外测距传感器，第一主控单元优选为第一单片机，第一单片机采用的型号为STM32L151CB。

第二数据采集模块包括第二壳体以及设置在第二壳体内的第二供电单元、第二主控单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元。第二主控单元分别与第二供电单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元电连接，第二无线收发单元与上位机无线通信连接，第二称重传感单元设置在乙炔瓶的底部。第二壳体外壁设置有用于指示第一距离传感器接收单元位置的第三标识，且还设置有用于指示第三距离传感器接收单元位置的第四标识。第一距离传感器接收单元为第一距离传感器的接收端，第三距离传感器接收单元为第三距离传感器的接收端，第二称重传感单元优选为第二称重仪，乙炔瓶安装在第二称重仪上，第三距离传感器优选为红外测距传感器，第二主控单元优选为第二单片机，第二单片机采用的型号为STM32L151CB。

第三数据采集模块包括第三壳体以及设置在第三壳体内的第三供电单元、第三主控单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元。第三主控单元分别与第三供电单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元电连接，第三无线收发单元与上位机无线通信连接。第三壳体外壁设置有用于指示第二距离传感器发射单元位置的第五标识，且还设置有用于指示第三距离传感器发射单元的第六标识。第二距离传感器发射单元为第二距离传感器的发射端，第三距离传感器发射单元为第三距离传感器的发射端，第三主控单元优选为第三单片机，第三单片机采用的型号为STM32L151CB。

可选地，本实施例选取Lora无线通信方式。第一无线收发单元包括第一Lora无线收发器，第一Lora无线收发器与第一单片机连接，第一Lora无线收发器还与上位机无线通信连接。第二无线收发单元包括第二Lora无线收发器，第二Lora无线收发器与第二单片机连接，第一Lora无线收发器还与上位机无线通信连接。第三无线收发单元包括第三Lora无线收发器，第三Lora无线收发器与第三单片机连接，第三Lora无线收发器还与上位机无线通信连接。

具体地，图5示出了第一供电单元的一种原理图，第一供电单元采用4节1.5V电池作为供电电源，第一供电单元还包括第一稳压模块和第二稳压模块，其中第一稳压模块输出5V直流电压，第二稳压模块输出3.3V直流电压，第一壳体上还设置有第一按键开关，第一按键开关用于接通或断开供电电源与第一稳压模块和第二稳压模块的连接。第一稳压模块包括第一稳压芯片U3，第一稳压芯片U3采用的型号为VR17805。第一稳压芯片U3的IN端与供电电源的输出端连接，且还经第一电容C4接地，第一稳压芯片U3的OUT端分别与第一电解电容CD2的正极和第二电容C5的第一端连接，第一电解电容CD2的负极和第二电容C5的第二端均接地，第一稳压芯片U3的GND端接地，第一稳压芯片U3的OUT端输出5V直流电压。第二稳压芯片U2的IN端与供电电源的输出端连接，且还经第三电容C1接地，第二稳压芯片U2的OUT端分别与第二电解电容CD1的正极、第四电容C2的第一端和第五电容C3的第一端连接，第二电解电容CD1的负极、第四电容C2的第二端和第五电容C3的第二端均接地，第二稳压芯片U2的GND端接地，第二稳压芯片U2的OUT端输出3.3V直流电压。第二供电单元和第三供电单元均与第一供电单元的内部结构相同。

具体地，如图6所示，第一稳压芯片U3的OUT端经第一继电器G1与第一温度传感器的电源端CJ1和第一距离传感器的发射端的电源入口CJ2连接，第一继电器G1用于控制第一温度传感器和第一距离传感器的发射端供电的开启或关闭。第一继电器G1的控制端与第一单片机U1的PB9端连接，第一继电器G1的电源端连接至+5V，第一继电器G1的控制端还与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极连接至第一继电器G1的电源端。第一稳压芯片U3的OUT端还经第二继电器G2与第二距离传感器的接收端的电源入口CJ3和第一称重仪的电源端CJ4连接，第二继电器G2用于控制第二距离传感器的接收端和第一称重仪供电的开启或关闭。第二继电器G2的控制端与第一单片机U1的PA1端连接，第二继电器G2的电源端连接至+5V，第二继电器G2的控制端还与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极连接至第二继电器G2的电源端。通过第一继电器G1和第二继电器G2的设置，且第一继电器G1和第二继电器G2处于初始闭合状态，上位机可对第一继电器G1和第二继电器G2进行开闭，然后按照预设时间间隔采集安全监测数据。

具体地，如图7所示，第一Lora无线收发器U7采用的型号为SX1261/2，第二Lora无线收发器和第三Lora无线收发器采用的型号与第一Lora无线收发器相同。第一Lora无线收发器U7的各个GND端接地，第一Lora无线收发器U7的DIO1端与第一单片机U1的PA9端连接，第一Lora无线收发器U7的BUSY端与第一单片机U1的PA8端连接，第一Lora无线收发器U7的ANT端连接至Lora天线U8，第一Lora无线收发器U7的RST端连接至第一单片机U1的PA12端，第一Lora无线收发器U7的SEL端连接至第一单片机U1的PB7端，第一Lora无线收发器U7的MOSI端连接至第一单片机U1的PA7端，第一Lora无线收发器U7的MISO端连接至第一单片机U1的PA6端，第一Lora无线收发器U7的CLK端连接至第一单片机U1的PA5端，第一Lora无线收发器U7的VCC端连接至+3.3V，第一Lora无线收发器U7的VCC端还经第六电容C6和第七电容C7接地。

作为上述实施例的进一步改进，第一数据采集模块还包括第一报警器，第一报警器与第一主控单元连接，第二数据采集模块还包括第二报警器，第二报警器与第二主控单元连接。

作为上述实施例的进一步改进，安全监测***还包括数据传输网络，数据传输网络包括Lora中继器和4G传输模块。4G传输模块分别与Lora中继器和上位机通信连接，Lora中继器分别与第一数据采集模块、第二数据采集模块和第三数据采集模块通信连接。

本实施例的工作原理为：

施工人员对固定动火区需使用的氧气瓶和乙炔瓶进行摆放，闭合第一数据采集模块、第二数据采集模块和第三数据采集模块的按键开关，按照第一标识至第六标识将各个距离传感器的发射端和接收端对准，上位机对获取的距离参数进行判断，若不符合安全规范要求，则第一数据采集模块和第二数据采集模块发出警报，施工人员进行修正；

上位机定期进行安全监测数据的采集，并进行氧气瓶和乙炔瓶之间距离的合规判断、氧气瓶与固定动火区之间距离的合规判断、乙炔瓶与固定动火区之间距离的合规判断、氧气瓶和乙炔瓶温度的判断，若判断结果为异常，则提醒安全管理员，安全管理员及时进行安全检查和修正。上位机还进行氧气瓶和乙炔瓶是否为空瓶的判断，若氧气瓶和乙炔瓶为空瓶，则提醒安全管理员。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、第三数据采集模块和上位机，所述第一数据采集模块用于安装在氧气瓶和乙炔瓶中的其中一个上，所述第二数据采集模块用于安装在氧气瓶和乙炔瓶中的另外一个上，所述第三数据采集模块用于设置在所述氧气瓶和所述乙炔瓶所处的固定动火区内；

所述第一数据采集模块包括第一主控单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元，第一主控单元分别与第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元电连接，第一无线收发单元与上位机无线通信连接，第一称重传感单元设置在氧气瓶和乙炔瓶中的其中一个的底部；

所述第二数据采集模块包括第二主控单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元，第二主控单元分别与第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元电连接，第二无线收发单元与上位机无线通信连接，第二称重传感单元设置在氧气瓶和乙炔瓶的另外一个的底部；

所述第三数据采集模块包括第三主控单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元，第三主控单元分别与第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元电连接，第三无线收发单元与上位机无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述第一无线收发单元包括第一Lora无线收发器，所述第一Lora无线收发器与第一主控单元电连接，第一Lora无线收发器还与上位机无线通信连接；所述第二无线收发单元包括第二Lora无线收发器，所述第二Lora无线收发器与第二主控单元电连接，第二Lora无线收发器还与上位机无线通信连接；所述第三无线收发单元包括第三Lora无线收发器，所述第三Lora无线收发器与第三主控单元电连接，第三Lora无线收发器还与上位机无线通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述第一数据采集模块还包括第一报警器，所述第一报警器与第一主控单元电连接；所述第二数据采集模块还包括第二报警器，所述第二报警器与第二主控单元电连接。

4.根据权利要求1所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述第一数据采集模块还包括第一供电单元，所述第一供电单元分别与第一主控单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元电连接；所述第二数据采集模块还包括第二供电单元，所述第二供电单元分别与第二主控单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元电连接；所述第三数据采集模块还包括第三供电单元，所述第三供电单元分别与第三主控单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元电连接。

5.根据权利要求1所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述第一数据采集模块还包括第一壳体，所述第一主控单元、第一距离传感器发射单元、第二距离传感器接收单元、第一温度传感器、第一称重传感单元和第一无线收发单元均设置在所述第一壳体内，所述第一壳体外壁设置有用于指示第一距离传感器发射单元位置的第一标识，第一壳体外壁还设置有用于指示第二距离传感器接收单元位置的第二标识。

6.根据权利要求5所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述第二数据采集模块还包括第二壳体，所述第二主控单元、第一距离传感器接收单元、第三距离传感器接收单元、第二温度传感器、第二称重传感单元和第二无线收发单元均设置在所述第二壳体内，所述第二壳体外壁设置有用于指示第一距离传感器接收单元位置的第三标识，第二壳体外壁还设置有用于指示第三距离传感器接收单元位置的第四标识。

7.根据权利要求6所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述第三数据采集模块还包括第三壳体，所述第三主控单元、第二距离传感器发射单元、第三距离传感器发射单元和第三无线收发单元均设置在所述第三壳体内，所述第三壳体外壁设置有用于指示第二距离传感器发射单元位置的第五标识，第三壳体外壁还设置有用于指示第三距离传感器发射单元的第六标识。

8.根据权利要求2所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述安全监测***还包括数据传输网络，所述数据传输网络分别与所述第一数据采集模块、第二数据采集模块、第三数据采集模块和上位机通信连接。

9.根据权利要求8所述的一种施工现场氧气瓶和乙炔瓶安全监测***，其特征在于，所述数据传输网络包括Lora中继器和4G传输模块；

所述4G传输模块分别与所述Lora中继器和所述上位机通信连接；

所述Lora中继器分别与所述第一数据采集模块、第二数据采集模块和第三数据采集模块通信连接。

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