CN112019818B - 一种电力线路监拍终端系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力线路监拍终端系统，包括太阳能板、摄像头、主支架及主控制箱；太阳能板设置在主支架上方，并与主支架呈角度设置；摄像头设置在太阳能板下方，且设置在主支架的一侧；主控制箱设置在主支架的下端；主控制箱内设置有蓄电池和主控制器；主控制器还连接有电压检测模块、充放电控制模块、存储模块以及无线传输模块；电压检测模块还与太阳能板连接，充放电控制模块与太阳能板和蓄电池均连接，摄像头与主控制器和存储模块均连接，无线传输模块还连接有远程控制台；主控制器检测太阳能板和蓄电池的电压，控制摄像头和无线传输模块的工作状态，以及控制蓄电池的充放电状态。
Description
技术领域
本发明属于电力线路监控技术领域，具体涉及一种电力线路监拍终端系统。
背景技术
随着电网规模的日益扩大，电网可靠性的要求越来越高，输电线路长期暴露在野外环境中，不但承受着电力负载的压力，同时又遭受着恶劣环境的影响，并且存在着人为破坏的威胁，安全隐患较多，常规的人为巡检效率较低，不但占用大量人力物力，且具有滞后性，往往不能第一时间发现。
现有的电力线路监控终端多采用太阳能板供电，而太能板的局限在于受天气和光照影响较大，在阴雨天可能会存在供电不足的情形，且一直采用低功耗的监控方式有不能满足电力线路实时监控性的要求。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种电力线路监拍终端系统，是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的上述现有的电力线路监控采用太阳能板受天气和光照影响，存在供电不足的问题，一直采用低功耗的监控方式又不能满足实时性监控要求的缺陷，本发明提供一种电力线路监拍终端系统，以解决上述技术问题。
本发明提供一种电力线路监拍终端系统，包括太阳能板、摄像头、主支架及主控制箱；
太阳能板设置在主支架上方，并与主支架呈角度设置；
摄像头设置在太阳能板下方，且设置在主支架的一侧；
主控制箱设置在主支架的下端；
主控制箱内设置有蓄电池和主控制器；
主控制器还连接有电压检测模块、充放电控制模块、存储模块以及无线传输模块；
电压检测模块还与太阳能板连接，充放电控制模块与太阳能板和蓄电池均连接，摄像头与主控制器和存储模块均连接，无线传输模块还连接有远程控制台；
主控制器检测太阳能板和蓄电池的电压，控制摄像头和无线传输模块的工作状态，以及控制蓄电池的充放电状态。
进一步地，主控制器检测太阳能板和蓄电池的工作状态；
当太阳能板电压足以提供摄像头和无线传输模块的工作时，由太阳能板给摄像头和无线传输模块供电，主控制器控制摄像头定时拍照，并通过无线传输模块传输到远程控制台；
当太阳能板电压不足以提供摄像头和无线传输模块的工作时，主控制器控制太阳能板给蓄电池充电，直至蓄电池电压足以提供摄像头和无线传输模块的工作,由蓄电池提供摄像头和无线传输模块的工作，主控制器控制摄像头定时拍照，并通过无线传输模块传输到远程控制台。根据太阳能电池板和供电状态选择摄像头和无线传输模块的工作方式，在监控效率与功耗之间进行平衡。
进一步地，当太阳能板电压不足以同时提供摄像头和无线传输模块的工作时，由太阳能板首先给摄像头供电，主控制器控制摄像头定时拍照并将照片存储到存储模块，同时主控制器控制充放电控制模块给蓄电池充电，当蓄电池电压达到设定阈值时，主控制器通过充放电控制模块控制蓄电池给无线传输模块供电，无线传输模块将存储在存储模块的照片传输到远程控制台。太能板供电状态的中间状态，首先保障监控效率的前提下，进一步进行供电统筹。
进一步地，电压检测模块包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一滑动电阻VR1、第二滑动电阻VR2以及第三电阻VR3；
太阳能板的正极连接第一电阻R1的一端，太阳能板的负极连接第二电阻R2的一端并接地，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端连接，并与第一运算放大器U1的同相输入端、第二运算放大器U2的同向输入端以及第三运算放大器U3的同相输入端均连接；
第三电阻R3连接有第一电压源VCC1，第三电阻R3另一端与第一滑动电阻VR1、第二滑动电阻VR2以及第三滑动电阻VR3均连接；
第一滑动电阻VR1另一端接地，第一滑动电阻VR1的滑动端与第一运算放大器U1的反向输入端连接，第一运算放大器U1的正电源端与第一电压源VCC1连接，第一运算放大器U1的负电源端接地，第一运算放大器U1的输出端连接有第四电阻R4,第四电阻R4的另一端接地，第一运算放大器U1的输出端还与主控制器连接；
第二滑动电阻VR2另一端接地，第二滑动电阻VR2的滑动端与第二运算放大器U2的反向输入端连接，第二运算放大器U2的正电源端与第一电压源VCC1连接，第二运算放大器U2的负电源端接地，第二运算放大器U2的输出端连接有第五电阻R5,第五电阻R5的另一端接地，第二运算放大器U2的输出端还与主控制器连接；
第三滑动电阻VR3另一端接地，第三滑动电阻VR3的滑动端与第三运算放大器U3的反向输入端连接，第三运算放大器U3的正电源端与第一电压源VCC1连接，第三运算放大器U3的负电源端接地，第三运算放大器U3的输出端连接有第六电阻R6,第四电阻R6的另一端接地，第三运算放大器U3的输出端还与主控制器连接。通过三个作为比较器的运算放大器检测太阳能板的三个电压状态，从而实现太阳能板三种工作方式的控制和均衡。
进一步地，存储模块包括TF存储芯片U4；
TF存储芯片U4包括数据输入端CMD、数据输出端DAT2、输入时钟端CLK、输出时钟端CLK_OUT、电源端VDD、片选端CS以及接地端VSS；
TF存储芯片U4的电源端VDD连接有第二电压源VCC2，第二电压源VCC2连接有第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10以及第十一电阻R11；
第七电阻R7的另一端与TF存储芯片U4的数据输出端DAT2连接，第八电阻R8的另一端与TF存储芯片U4的输出时钟端CLK_OUT连接，第九电阻R9的另一端与TF存储芯片U4的数据输入端CMD连接，第十电阻R10的另一端与TF存储芯片U4的输入时钟端CLK连接，第十一电阻R11的另一端与TF存储芯片U4的片选端CS连接；
TF存储芯片U4的数据输入端CMD、输入时钟端CLK以及片选端CS均与主控制器连接；
TF存储芯片U4的输出时钟端CLK_OUT以及数据输出端DAT2均与无线传输模块连接。太阳能板及蓄电池无法实时上传监控照片时，通过存储模块进行缓存。
进一步地，充放电控制模块包括充放电控制器，充放电控制器连接有太阳能板电压采样单元、蓄电池电压采样单元、过充保护单元以及过放保护单元；
太阳能板电压采样单元和过充保护单元均与太阳能板连接，蓄电池电压采样单元和过放保护单元均与蓄电池连接，充放电控制器还与主控制器连接。充放电控制模块采样太阳能板的电压状态，进行过充控制，采样蓄电池的电压状态，进行过放控制。
进一步地，无线传输模块包括传输控制器，无线传输控制器连接有GPRS单元和扩展存储单元，GPRS单元连接有天线和SIM卡；
传输控制器还与主控制器和存储模块连接，天线与远程控制台无线连接。无线传输模块通过GPRS单元实现监控照片的无线上传。
进一步地，天线与远程控制台通过2.4Ghz频段信号连接。
进一步地，GPRS单元采用SIM800A型号的GPRS芯片。
进一步地，主支架通过安装支架设置在架空铁塔上。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的电力线路监拍终端系统，通过摄像头远程监控电力线路，避免了人力巡检的滞后性，节约了人力物力，同时，根据太阳能电池板供电情形自动在功耗与监测实时性进行平衡。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明的外部结构示意图；
图2是本发明的内部连接示意图；
图3是本发明的电压检测模块的电路原理图；
图4是本发明的传输模块的电路原理图；
图5是本发明的充放电控制模块的内部连接示意图；
图6是本发明的无线传输模块的内部连接示意图；
图中，1-太阳能板；2-摄像头；3-主支架；4-主控制箱；5-安装支架；6-蓄电池；7-主控制器；8-电压检测模块；9-充放电控制模块；9.1-充放电控制器；9.2-太阳能板电压采样单元；9.3-蓄电池电压采样单元；9.4-过充保护单元；9.5-过放保护单元；10-存储模块；11-无线传输模块；11.1-传输控制器；11.2-GPRS单元；11.3-SIM卡；11.4-天线；11.5-扩展存储单元；12-远程控制台；U1-第一运算放大器；U2-第二运算放大器；U3-第三运算放大器；U4-TF存储芯片；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；VR1-第一滑动电阻；VR2-第二滑动电阻；VR3-第三滑动电阻；VCC1-第一电压源；VCC2-第二电压源。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种电力线路监拍终端系统，包括太阳能板1、摄像头2、主支架3及主控制箱4；
太阳能板1设置在主支架3上方，并与主支架3呈角度设置；
摄像头2设置在太阳能板1下方，且设置在主支架3的一侧；
主控制箱4设置在主支架3的下端；
主控制箱4内设置有蓄电池6和主控制器7；
主控制器7还连接有电压检测模块8、充放电控制模块9、存储模块10以及无线传输模块11；
电压检测模块8还与太阳能板1连接，充放电控制模块9与太阳能板1和蓄电池6均连接，摄像头2与主控制器7和存储模块10均连接，无线传输模块11还连接有远程控制台12；
主控制器7检测太阳能板1和蓄电池6的电压，控制摄像头2和无线传输模块11的工作状态，以及控制蓄电池6的充放电状态。
上述实施例1中，主控制器7检测太阳能板1和蓄电池6的工作状态；
当太阳能板1电压足以提供摄像头2和无线传输模块11的工作时，由太阳能板1给摄像头2和无线传输模块11供电，主控制器7控制摄像头2定时拍照，并通过无线传输模块11传输到远程控制台12；
当太阳能板1电压不足以提供摄像头2和无线传输模块11的工作时，主控制器7控制太阳能板1给蓄电池6充电，直至蓄电池6电压足以提供摄像头2和无线传输模块11的工作,由蓄电池6提供摄像头和无线传输模块11的工作，主控制器7控制摄像头2定时拍照，并通过无线传输模块11传输到远程控制台12；
当太阳能板1电压不足以同时提供摄像头2和无线传输模块11的工作时，由太阳能板1首先给摄像头2供电，主控制器7控制摄像头2定时拍照并将照片存储到存储模块10，同时主控制器7控制充放电控制模块9给蓄电池6充电，当蓄电池6电压达到设定阈值时，主控制器7通过充放电控制模块6控制蓄电池6给无线传输模块11供电，无线传输模块11将存储在存储模块10的照片传输到远程控制台12。
实施例2：
如图1所示，本发明提供一种电力线路监拍终端系统，包括太阳能板1、摄像头2、主支架3及主控制箱4；
太阳能板1设置在主支架3上方，并与主支架3呈角度设置；
摄像头2设置在太阳能板1下方，且设置在主支架3的一侧；
主控制箱4设置在主支架3的下端；
主控制箱4内设置有蓄电池6和主控制器7；
主控制器7还连接有电压检测模块8、充放电控制模块9、存储模块10以及无线传输模块11；
电压检测模块8还与太阳能板1连接，充放电控制模块9与太阳能板1和蓄电池6均连接，摄像头2与主控制器7和存储模块10均连接，无线传输模块11还连接有远程控制台12；主支架3通过安装支架5设置在架空铁塔上；
主控制器7检测太阳能板1和蓄电池6的电压，控制摄像头2和无线传输模块11的工作状态，以及控制蓄电池6的充放电状态；
电压检测模块8包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一滑动电阻VR1、第二滑动电阻VR2以及第三电阻VR3；
太阳能板1的正极连接第一电阻R1的一端，太阳能板1的负极连接第二电阻R2的一端并接地，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端连接，并与第一运算放大器U1的同相输入端、第二运算放大器U2的同向输入端以及第三运算放大器U3的同相输入端均连接；
第三电阻R3连接有第一电压源VCC1，第三电阻R3另一端与第一滑动电阻VR1、第二滑动电阻VR2以及第三滑动电阻VR3均连接；
第一滑动电阻VR1另一端接地，第一滑动电阻VR1的滑动端与第一运算放大器U1的反向输入端连接，第一运算放大器U1的正电源端与第一电压源VCC1连接，第一运算放大器U1的负电源端接地，第一运算放大器U1的输出端连接有第四电阻R4,第四电阻R4的另一端接地，第一运算放大器U1的输出端还与主控制器7连接；
第二滑动电阻VR2另一端接地，第二滑动电阻VR2的滑动端与第二运算放大器U2的反向输入端连接，第二运算放大器U2的正电源端与第一电压源VCC1连接，第二运算放大器U2的负电源端接地，第二运算放大器U2的输出端连接有第五电阻R5,第五电阻R5的另一端接地，第二运算放大器U2的输出端还与主控制器7连接；
第三滑动电阻VR3另一端接地，第三滑动电阻VR3的滑动端与第三运算放大器U3的反向输入端连接，第三运算放大器U3的正电源端与第一电压源VCC1连接，第三运算放大器U3的负电源端接地，第三运算放大器U3的输出端连接有第六电阻R6,第四电阻R6的另一端接地，第三运算放大器U3的输出端还与主控制器7连接；
存储模块10包括TF存储芯片U4；
TF存储芯片U4包括数据输入端CMD、数据输出端DAT2、输入时钟端CLK、输出时钟端CLK_OUT、电源端VDD、片选端CS以及接地端VSS；
TF存储芯片U4的电源端VDD连接有第二电压源VCC2，第二电压源VCC2连接有第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10以及第十一电阻R11；
第七电阻R7的另一端与TF存储芯片U4的数据输出端DAT2连接，第八电阻R8的另一端与TF存储芯片U4的输出时钟端CLK_OUT连接，第九电阻R9的另一端与TF存储芯片U4的数据输入端CMD连接，第十电阻R10的另一端与TF存储芯片U4的输入时钟端CLK连接，第十一电阻R11的另一端与TF存储芯片U4的片选端CS连接；
TF存储芯片U4的数据输入端CMD、输入时钟端CLK以及片选端CS均与主控制器7连接；
TF存储芯片U4的输出时钟端CLK_OUT以及数据输出端DAT2均与无线传输模块11连接；
充放电控制模块9包括充放电控制器9.1，充放电控制器9.1连接有太阳能板电压采样单元9.2、蓄电池电压采样单元9.3、过充保护单元9.4以及过放保护单元9.5；
太阳能板电压采样单元9.2和过充保护单元9.4均与太阳能板1连接，蓄电池电压采样单元9.3和过放保护单元9.5均与蓄电池6连接，充放电控制器9.1还与主控制器7连接；
无线传输模块11包括传输控制器11.1，无线传输控制器11.1连接有GPRS单元11.2和扩展存储单元11.5，GPRS单元11.2连接有天线11.4和SIM卡11.3；PRS单元11.2采用SIM800A型号的GPRS芯片；
传输控制器11.1还与主控制器7和存储模块10连接，天线11.4与远程控制台12无线连接；天线11.4与远程控制台12通过2.4Ghz频段信号连接；
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种电力线路监拍终端系统，其特征在于，包括太阳能板(1)、摄像头(2)、主支架(3)及主控制箱(4)；
太阳能板(1)设置在主支架(3)上方，并与主支架(3)呈角度设置；
摄像头(2)设置在太阳能板(1)下方，且设置在主支架(3)的一侧；
主控制箱(4)设置在主支架(3)的下端；
主控制箱(4)内设置有蓄电池(6)和主控制器(7)；
主控制器(7)还连接有电压检测模块(8)、充放电控制模块(9)、存储模块(10)以及无线传输模块(11)；
电压检测模块(8)还与太阳能板(1)连接，充放电控制模块(9)与太阳能板(1)和蓄电池(6)均连接，摄像头(2)与主控制器(7)和存储模块(10)均连接，无线传输模块(11)还连接有远程控制台(12)；
主控制器(7)检测太阳能板(1)和蓄电池(6)的电压，控制摄像头(2)和无线传输模块(11)的工作状态，以及控制蓄电池(6)的充放电状态；
电压检测模块(8)包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一滑动电阻VR1、第二滑动电阻VR2以及第三电阻VR3；
太阳能板(1)的正极连接第一电阻R1的一端，太阳能板(1)的负极连接第二电阻R2的一端并接地，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端连接，并与第一运算放大器U1的同相输入端、第二运算放大器U2的同向输入端以及第三运算放大器U3的同相输入端均连接；
第三电阻R3连接有第一电压源VCC1，第三电阻R3另一端与第一滑动电阻VR1、第二滑动电阻VR2以及第三滑动电阻VR3均连接；
第一滑动电阻VR1另一端接地，第一滑动电阻VR1的滑动端与第一运算放大器U1的反向输入端连接，第一运算放大器U1的正电源端与第一电压源VCC1连接，第一运算放大器U1的负电源端接地，第一运算放大器U1的输出端连接有第四电阻R4,第四电阻R4的另一端接地，第一运算放大器U1的输出端还与主控制器(7)连接；
第二滑动电阻VR2另一端接地，第二滑动电阻VR2的滑动端与第二运算放大器U2的反向输入端连接，第二运算放大器U2的正电源端与第一电压源VCC1连接，第二运算放大器U2的负电源端接地，第二运算放大器U2的输出端连接有第五电阻R5,第五电阻R5的另一端接地，第二运算放大器U2的输出端还与主控制器(7)连接；
第三滑动电阻VR3另一端接地，第三滑动电阻VR3的滑动端与第三运算放大器U3的反向输入端连接，第三运算放大器U3的正电源端与第一电压源VCC1连接，第三运算放大器U3的负电源端接地，第三运算放大器U3的输出端连接有第六电阻R6，第六电阻R6的另一端接地，第三运算放大器U3的输出端还与主控制器(7)连接；
存储模块(10)包括TF存储芯片U4；
TF存储芯片U4包括数据输入端CMD、数据输出端DAT2、输入时钟端CLK、输出时钟端CLK_OUT、电源端VDD、片选端CS以及接地端VSS；
TF存储芯片U4的电源端VDD连接有第二电压源VCC2，第二电压源VCC2连接有第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10以及第十一电阻R11；
第七电阻R7的另一端与TF存储芯片U4的数据输出端DAT2连接，第八电阻R8的另一端与TF存储芯片U4的输出时钟端CLK_OUT连接，第九电阻R9的另一端与TF存储芯片U4的数据输入端CMD连接，第十电阻R10的另一端与TF存储芯片U4的输入时钟端CLK连接，第十一电阻R11的另一端与TF存储芯片U4的片选端CS连接；
TF存储芯片U4的数据输入端CMD、输入时钟端CLK以及片选端CS均与主控制器(7)连接；
TF存储芯片U4的输出时钟端CLK_OUT以及数据输出端DAT2均与无线传输模块(11)连接。
2.如权利要求1所述的电力线路监拍终端系统，其特征在于，主控制器(7)检测太阳能板(1)和蓄电池(6)的工作状态；
当太阳能板(1)电压足以提供摄像头(2)和无线传输模块(11)的工作时，由太阳能板(1)给摄像头(2)和无线传输模块(11)供电，主控制器(7)控制摄像头(2)定时拍照，并通过无线传输模块(11)传输到远程控制台(12)；
当太阳能板(1)电压不足以提供摄像头(2)和无线传输模块(11)的工作时，主控制器(7)控制太阳能板(1)给蓄电池(6)充电，直至蓄电池(6)电压足以提供摄像头(2)和无线传输模块(11)的工作,由蓄电池(6)提供摄像头和无线传输模块(11)的工作，主控制器(7)控制摄像头(2)定时拍照，并通过无线传输模块(11)传输到远程控制台(12)。
3.如权利要求2所述的电力线路监拍终端系统，其特征在于，当太阳能板(1)电压不足以同时提供摄像头(2)和无线传输模块(11)的工作时，由太阳能板(1)首先给摄像头(2)供电，主控制器(7)控制摄像头(2)定时拍照并将照片存储到存储模块(10)，同时主控制器(7)控制充放电控制模块(9)给蓄电池(6)充电，当蓄电池(6)电压达到设定阈值时，主控制器(7)通过充放电控制模块(9)控制蓄电池(6)给无线传输模块(11)供电，无线传输模块(11)将存储在存储模块(10)的照片传输到远程控制台(12)。
4.如权利要求1所述的电力线路监拍终端系统，其特征在于，充放电控制模块(9)包括充放电控制器(9.1)，充放电控制器(9.1)连接有太阳能板电压采样单元(9.2)、蓄电池电压采样单元(9.3)、过充保护单元(9.4)以及过放保护单元(9.5)；
太阳能板电压采样单元(9.2)和过充保护单元(9.4)均与太阳能板(1)连接，蓄电池电压采样单元(9.3)和过放保护单元(9.5)均与蓄电池(6)连接，充放电控制器(9.1)还与主控制器(7)连接。
5.如权利要求1所述的电力线路监拍终端系统，其特征在于，无线传输模块(11)包括传输控制器(11.1)，无线传输控制器(11.1)连接有GPRS单元(11.2)和扩展存储单元(11.5)，GPRS单元(11.2)连接有天线(11.4)和SIM卡(11.3)；
传输控制器(11.1)还与主控制器(7)和存储模块(10)连接，天线(11.4)与远程控制台(12)无线连接。
6.如权利要求5所述的电力线路监拍终端系统，其特征在于，天线(11.4)与远程控制台(12)通过2.4Ghz频段信号连接。
7.如权利要求5所述的电力线路监拍终端系统，其特征在于，GPRS单元(11.2)采用SIM800A型号的GPRS芯片。
8.如权利要求1所述的电力线路监拍终端系统，其特征在于，主支架(3)通过安装支架(5)设置在架空铁塔上。
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