蓝河电子银联IC卡城市公交刷卡技术方案
来源：RFID世界网
摘要：银行对借记卡片进行一次发卡，将卡片发到用户手中，同时为用户开通银行卡的金融功能及闪付功能。用户开卡完毕即可通过银行的自助设备为卡片的闪付电子现金账户进行充值，充值完成即可去乘坐公交车。
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　　1、应用概述
　　首先由银行对借记卡片进行一次发卡，将卡片发到用户手中，同时为用户开通银行卡的金融功能及闪付功能。用户开卡完毕即可通过银行的自助设备为卡片的闪付电子现金账户进行充值，充值完成即可去乘坐公交车。
　　公交车上的POS需要带有无线模块以及金融模块，使POS能够实现金融卡的刷卡消费，车辆进站后POS自动连接WIFI热点(或U盘采集器)脱机电子现金消费数据上传至公交数据采集服务器;POS可以通过WIFI及U盘下载车辆线路、票价等参数的设置。
　　2、数据流程
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　　银联IC卡城市公交刷卡技术方案
　　2.1金融IC卡公交收费系统总体数据流向如上图所 示，具体描述如下：
　　2.1.1用户乘车刷卡，产生消费数据;
　　2.1.2 POS具通过无线数传模块(目前暂定为WIFI模式)，将消费数据传至部署于公交公司车场内的无线数据采集平台;
　　2.1.3无线数据采集平台将金融IC卡消费数据送至公交IC卡收费管理平台;
　　2.1.4 公交IC卡收费管理平台将消费流水送到银行数据清算中心入账。
　　3、POS需求
　　3.1GPS定位
　　POS终端需求支持GPS定位功能，通过后台系统下载所属站点的GPS信息，用于分段计费判断用户所乘站计数;
　　3.2WIFI通讯方式
　　车辆返回公交进站后POS自动搜索指定的连接公交公司的WIFI热点;WIFI接入点要求WPA2加密方式;WIFI热点名称及密码及服务前置IP、端口通过U盘文件方式下载到POS机;
　　3.3刷卡类型
　　qPBOC功能的银联卡、及附带M1扇区功能的qPBOC银联卡;
　　3.4POS数据传输
　　3.4.1WIFI接入方式
　　具有WIFI模块的POS，在车辆到站后可以上传消费信息和POS参数下载、首先由POS接请求询问服务器收到的最后一条消费数据流水号，POS根据此流水号判断并续传消费数据;。
　　3.4.2U盘方式
　　在WIFI通讯方式不能使用的环境下，POS的参数下载信息和POS交易流水的收集可以通过U盘文件方式来交换。
　　3.5计费方式
　　3.5.1一票制
　　如POS系统参数配置的是一票制，按当前线路统一票价扣费。
　　3.5.2分段计费方式
　　如PPOS系统参数是分段计费方式、POS利用金融IC卡的M1扇区进行上下车标注登记，乘客上车刷金融IC卡时进行登记，下车时再次刷金融IC卡，根据上下车所乘站数及对应票价扣费。
　　若乘客上车刷了金融IC卡，下车时忘刷、漏刷金融IC卡，则该乘客下次乘车刷该卡时进行上次全路程补扣。
　　Pos机终端串口加载公交站点加减器，实现人工干预保证站点扣费准确
　　4、系统安全
　　4.1网络安全
　　POS终端到公交公司前置采用WIFI密钥、MAC地址认证、防火墙通讯协议端口控制。
　　4.2交易安全
　　卡片MF1扇区采用一卡一密进行3DES(三重数据加密算法) 加解密，参数及交易记录数据采用3DES 对称加密，QPBOC卡交易通过动态签名和必要的静态签名，参考《中国金融集成电路(IC)卡规范》JR/T0025——2010 第4部分和第7 部分。
　　终端与平台之间报文传输采用报文体加MAC 码的方式进行，而数据包中命令数据内容是否需要加密由数据包中“数据区加密标识”确定。本规范密钥分为终端主密钥和工作密钥。
　　4.3终端数据安全
　　终端交易记录采用加密双重备份功能，即在产生交易记录到主存储器的同时将备份记录同时保存，采集记录数据的方式有多种采集方式。
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基于RFID的公交车智能报站系统52-13
基于RFID的公交车智能报站系统；第七章总结与展望；§7-1论文工作总结；课题通过对RFID技术特点和应用现状的研究，结合；课题首先介绍了RFID系统的组成、工作原理、研究；（1）针对系统应用要求，对系统整体结构进行了规划；（2）采用433MHz频段的主动式RFID识别系；（3）分析了智能报站系统的功能，给出车载读写器和；（4）制订了电子标签与读写器之间的数
基于RFID的公交车智能报站系统 第七章 总结与展望 §7-1 论文工作总结 课题通过对RFID技术特点和应用现状的研究，结合我国目前城市公交报站现状以及公交系统智能化的要求，提出一种新型智能化公交报站方案。课题首先介绍了RFID系统的组成、工作原理、研究现状以及应用领域，紧接着分析了RFID系统通信时常用到的一些关键技术，随后对整个报站系统进行了详细地分析，这为公交智能报站的研制奠定了坚实的理论基础。通过对系统的整体分析并精心挑选了主要元器件，完成对站牌主动式电子标签和车载阅读器的设计，课题主要从系统总体分析、车载读写器的设计和站牌主动式电子标签的设计三个方面进行了详细设计与深入研究，具体完成了以下几个方面的工作：（1）针对系统应用要求，对系统整体结构进行了规划设计，完成了系统的总体方案设计以及车载读写器和站牌主动式电子标签的结构设计；（2）采用433MHz频段的主动式RFID识别系统，可以满足射频识别的远距离、移动性、高速的要求，并针对系统低功耗高可靠性的要求，对系统的主要元器件进行了精心的选型，并分析了选型过程中的主要考虑因素；（3）分析了智能报站系统的功能，给出车载读写器和站台主动式电子标签硬件电路原理图并将其生成PCB板图，在布线的过程中充分考虑了电磁干扰的问题；（4）制订了电子标签与读写器之间的数据通信协议，并从软件上采取了防冲突算法，可以有效防止干扰，以免造成误识别，保证系统能够安全可靠的通信；（5）根据系统硬件组成原理和功能要求，用C语言编写了所有控制程序，完成系统相关软件的开发与调试，主要包括射频收发电路程序、语音功放电路的控制程序、串口通信程序以及车载读写器和站台主动式电子标签的总体控制程序；（6）为了方便系统调试，系统采用RS232串口与PC机进行数据传输，具有通用性强，可靠性高等特性；（7）并对系统进行了软、硬件的调试和测试，完成了车载读写器与站牌主动式电子标签之间的双工通信，传输距离远，稳定可靠，完全可以实现公交车对站名的自动识别和自动报站的功能。 §7-2 存在的问题和需进一步开展的工作 本论文对基于RFID的公交车智能报站系统进行了深入研究，并取得了一定的进展，但由于笔者理论水平低，课题工作还不尽完善，存在许多不足，目前所完成的研究工作与实际工程应用还有很大差距，需要进一步改进并重点深入研究，主要有以下几方面：（1）本课题对基于RFID的公交车智能报站系统进行了深入研究，只是实现了公交车对站牌的自56河北工业大学硕士学位论文动识别功能，由于需要录音，语音播放功能没能实现，不过只要有了录音，就可以实现报站功能；（2）系统只是利用nRF905的载波检测功能和软件上使用轮询法对标签的防碰撞问题进行预防，使得标签发生碰撞的几率降低了不少，但是作为实际应用，防碰撞问题尚未解决，还需要专门的防碰撞算法。目前，用的较多的方法是ALOHA算法和二进制树搜索算法，以后可以尝试用这些方法去解决防碰撞问题；（3）还需要增强系统的抗干扰性，目前系统只考虑了在硬件电路设计与电路板布局时采取抗干扰问措施，但是对于同频信号或外界其它高频设备的干扰，系统会受到干扰，从而影响系统的通信质量与数据传输的安全性，目前尝试过的解决方法有采用跳频（变频）通信方式，将通信频道分为控制频道和数据频道，对于少量几个RFID系统这种方式可以解决抗干扰问题，但由于公交报站系统的分布广和复杂度等特性，对所有的车载读写器和主动式电子标签的进行相互协调将非常空难，由于时间关系未能实现；不过还可以考虑采用适当的加密算法，以增强射频通信数据传输的安全性，从而可以增强系统的抗干扰性；（4）对于系统的硬件电路还需要进一步的集成和优化，尽量减少系统的复杂度，并降低功耗；对于系统的软件程序，只是实现了基本的功能，还需要进一步完善优化，提高程序执行效率，最后对整个系统电路还需要进一步调试、改进和完善，以达到预期效果。本课题设计的RFID系统是以应用为目的的。在应用领域，如果一个设计的移植性差就意味着失败，这些可扩展性都是由数字电路系统的特点来决定的，特别是射频接口发射功率、发射频率和MCU控制程序可以修改，对应不同的系统可以设置不同的程序和参数；系统硬件模块也可以针对不同的系统做相应的修改。总之，在国内对RFID技术开发、研究和应用尚处起步阶段，加大对RFID技术开发、应用将具有更高的应用价值和重大的现实意义。 57基于RFID的公交车智能报站系统 参考文献 [1] 游战清,李苏剑.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].电子工业出版社,2005.[2] 王金川,覃真,韩煜.射频技术发展现状与应用[J].电子技术应用,～7.[3] 张辉宜,陶永.智能公交系统的设计与实现[J].中国仪器仪表,～48.[4] 李士雷.条码与RFID技术应用观状分析[J].市场周刊(新物流),～59.[5] 李曼.RFID_后条码时代的先锋[J].江苏商论,～49.[6] 2008年中国RFID发展趋势[J].新闻与分析,2008.[7] Want R.An Introduction to RFID technology.Pervasive Computing.):25～33.[8] 范志广.超高频射频识别_RFID_中的若干问题研究[D]:[硕士学位论文],杭州:浙江大学,2007.[9] 孙戈,汪亚东,李培煊.基于GPS的嵌入式公交自动报占系统的研究[J].电子技术应用,～37.[10] 张波.利用GPS进行自动语音报站系统的设计与实现[D]:[硕士学位论文],哈尔滨:哈尔滨工程大学,2006.[11] 刘镇阳,张秀媛,徐进等.城市智能公共交通系统[M].北京:中国铁道出版社,2005.[12] 郎为民.射频识别技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2006.[13] Christoph Seidler.Radio frequency identification(RFID) opportunities for mobile telecommunicationservices.Geneva.International Telecommunication Union,2005.[14] 路勇,姚鹤龄.基于RFID技术的公交车车站自动识别自动报站系统[J].现代电子技术, ):13～115.[15] 余永权.ATMEL89 系列单片机应用技术.北京:北京航空航天大学出版社,2002.[16] Single chip 433/868/915MHz.Transceiver nRF905 Datasheet.Nordic Inc,2005.[17] Application Note.nRF905 RF and antenna layout.Nordic Inc,2005.[18] 颜世强,李树广.公交车自动报占系统的设计[J].工业控制计算机,):51～51.[19] Ni L.m,Yunhao Liu,Yiu Cho Lau,et al.LANDMARC:indoor location sensing using active RFID. 2003,3:407～415.[20] Weinstein.R.RFID:a technical overview and its application to the enterprise.IT Professional,):27～33.[21] 朱文彬,李玉忍.基于ISD4003芯片的语音报警系统设计[J].电声技术,～36.[22] 郝妍娜,洪志良.基于MCU和nRF905的低功耗远距离无线传输系统[J].电子技术应用,～47.[23] 李强,赖声礼,朱海龙.一种小型化圆形UHF频段RFID标签天线的设计[J].科学技术与工程, ):187～190.[24] 金保华,张勇,催光照.基于nRF905的无线数据多点跳传通信系统[J].仪表技术与传感器,～40.58河北工业大学硕士学位论文[25] 潘云,刘文红,杨建.基于PC机与单片机的远程多点无线数据传输系统[J].仪器仪表学报, ):471～473.[26] 卢宏基,张丹,黄汉华.射频通信模块在LED条形显示屏中的应用[J].武汉理工大学学报, ):35～37.[27] 曹小华,陶德馨.无线射频通信模块的研究与设计[J].中国水运:理论版,～103.[28] 申长军.低功耗无线数字传输模块的设计与应用[J].电子技术应用,-71.[29] Stehen August Weis.Security and Privacy in Radio Frequency Identification Devices. 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　基于射频识别的公交车 自动报站系统的工作原理图为图 1. 内蒙古大学本科毕业论文(设计) 第 5页 语音播放 电子 标签 射频识别 阅读器 单片机 屏幕显示 图 1 ... 　基于以上使用公交不便的情况以及引起的交通秩序问题和安全隐患, 特设计出了 一种基于 RFID 技术的公交车自动报站系统。当公交车驶入站台附近一定的有效距离 时,站台... 　基于单片机的智能公交报站系统_信息与通信_工程科技_专业资料。本系统基于GPS1...基于RFID的智能公交报站... 2页 免费 基于单片机的公交车智能... 4页 免费... 　基于51单片机公交车自动报站系统的设计,开题报告,贾彦坤_电子/电路_工程科技_专业...RFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别 目标对象并... 　公交报站系统在国外研究中主要有 GPS 全球卫星定位系统的公交语音报站系统和射频 识别的自动语音报站系统。 (1)射频识别自动语音报站系统:射频技术是一种无线通信... 　2012 年 10 月,基于 RFID 的公交车辆运营安全保障系统已经顺 利设计完成。该系统实现了对公交车辆以及乘客等信息的采集、公交 车辆自动报站、各站点考勤等功能,... 　公交车自动报站系统设计_信息与通信_工程科技_专业资料。摘要 英文摘要 第一章...1.2 RFID 国内外应用发展与现状随着 21 世纪数字化时代的到来,基于远程信息化... 　智能公交报站系统_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。北斗卫星的智能公交报站系统设计城市公共交通是城市建设和发展的重要组成部分, 随着城市的扩建, 人们生活节奏...基于RFID无源标签技术的公交报站系统研究39
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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊；摘要；现有的公交车语音文字报站系统是为公交车内的乘客服；关键词：RFID，自动报站，语音播报；┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊；ABSTRACT；Theexistingbusstopsspeec；KEYWORDS:RFID，automaticB；┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要现有的公交车语音文字报站系统是为公交车内的乘客服务，而没有想到公交站台上的乘客也需要了解到站车辆信息的需求。虽然公交站台有站牌提示，但对于某些人群仍然不是很方便，而且，当同时到达站台的公交车较多时，也很容易引起乘客的混乱。虽然基于GPS定位的自动报站系统现在已经得到一些应用，但成本较昂贵，难以实现普及。为了解决这一问题，因而设计了一款低成本、高性能的公交车到站自动提示系统：基于RFID设计公交车自动报站系统。通过在站台增加语音播报以及动态文字显示，可以较大程度地为人们乘车转车提供便利，有效提高公交运营服务质量。本作品图示和声音想结合，易识别，可提前预告来车情况，很大程度上减少了城市交通安全事故，尤其在视线和天气状况不好的情况不好时，为待车的乘客提供极大的便利。关键词：RFID，自动报站，语音播报┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ABSTRACTThe existing bus stops speech text for bus system is within the passenger service, and didn't think bus station also need to understand the passenger vehicle information needs station. Although bus station there's a stop hint, but for some people are still not very convenient and, while the bus arrived on the platform is for long time, is also very easy to cause the passengers confusion. Although based on GPS positioning automatic wretch system has now been get some applications, but costs are more expensive and difficult to achieve popularity. In order to solve this problem, and design a new low cost and high performance bus station an automated system: automatic microcontroller bus stops system. Through the platform increase speech broadcast and dynamic characters that can be greatly provide convenience for people to ride the REINS, effectively improve transit operation service quality. This work here and sound to combine, is easy to distinguish, the c-d-c warns cars, largely reduce the urban traffic safety accidents, especially in the view and weather bad situation is bad, for the passengers to car provide great convenience.KEYWORDS: RFID，automatic Broadcasting，voice broadcast ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目录第1章
绪论 ....................................................... 1 1.1论文的研究背景 ................................................ 1 1.2 射频识别技术的优势 ........................................... 2 1.3 发展状况 ..................................................... 4 1.4 研究内容 ..................................................... 5 1.5 论文组织结构 ................................................. 5 第2章
自动报站系统 ............................................... 6 2.1 方案选择 ..................................................... 6 2.2 系统预期实现的功能 ........................................... 8 2.3 系统工作原理 ................................................. 9 2.4 系统的工作模式 .............................................. 10 第3章
RFID技术原理简述 ......................................... 12 3.1 RFID系统基本组成及原理 ...................................... 12 3.2 RFID技术分类 ................................................ 13 3.3 RFID系统的频率划分 .......................................... 14 3.4 RFID器件的选择 .............................................. 15 第4章
UHF无源电子标签 .......................................... 19 4.1 UHF无源电子标签内部电路 ..................................... 19 4.2 UHF 频段 RFID 系统原理 ...................................... 23 4.3 无源电子标签的主要应用 ...................................... 25 第5章
结论 ...................................................... 31 5．1 论文工作总结 ............................................... 31 5．2 进一步的研究工作 ........................................... 32 致谢 .............................................................. 32 主要参考文献 ...................................................... 33 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第1章
绪论1.1论文的研究背景从1831年英国人沃尔特q汉考克为他的国家制造出了世界上第一辆装有发动机的公共汽车起，到今天，公交车已经经历了将近200年的发展过程。与出租车和私家车相比，公交车人均占道面积少、成本低、运载能力高，同时它的通行线路覆盖面广，在缓解交通拥堵，节能减排方面都有较好的作用，因此在未来的发展中将得到更多的应用。也可以肯定地说，城市公共交通在今后的发展中将得到迅速的发展。然而，现有的城市公交车运输方面存在一些不良问题：1．报站不准确：由于司机在操作报站系统时有时会按错键或忘记按键，而且在调整系统时会连续报出几个站点，让不熟悉路线站点的乘客不知所措。2．存在安全隐患：每次报站时都需要由驾驶员对报站器进行操作，而在车辆起动与进站时，往往是路面情况最复杂的时候，驾驶员既要对行驶中的汽车进行起动或制动等操作，同时还要兼顾报站系统的操作，这对驾驶员的各项操作技能要求较高，给行驶中的车辆带来一定的安全隐患。3．大部分公交车上只有报站的语音信息，没有文字信息。对有听力障碍的乘客来说，这种方式是没有效果的。4. 目前公交车报站系统的设计只为了公交车内的乘客服务，因而没有考虑到在站台等车乘客的需求：在天气恶劣或是视线不好的时候，乘客往往无法清楚地分辨到达的车辆路线，出现众多乘车不利的现象：有的乘客下到机动车道伸头观望，更多的是常常一拥而上，前后跑动、追赶，找寻自己要上的车辆，很容易造成盲目拥挤，秩序混乱的场面，还经常会出现乘客坐不到车，耽误坐车时间，还会出现一些不安全事故。5. 在现行的公交车到站电子预报系统中，通常采用的是“GPS+GSM”模式的设计方案，这种预报系统虽说功能强大，但却是一项很庞大的工程，而且该系统的安装和运营费用很贵，中小城市的公交公司很难负担起这项费用，因此，它很难在短时间内在全国范围大面积推广使用。基于以上使用公交不便的情况以及引起的交通秩序问题和安全隐患，特设计出了一种基于RFID技术的公交车自动报站系统。当公交车驶入站台附近一定的有效距离时，站台系统就可以接收到车载系统发送的具有该路车的标识信息代码，经过GSM卡传输给下一站，下一站的语音播报系统播报该路车的信息，提醒乘客提前做好上车准备，并在LCD显示屏上显示出来，这种图文声并茂的自动报站方式使乘车方便快捷，同时提高公交运营公司的服务质量。使公交管理部门对公交车辆的监控工作变得简单且可靠，提升公交系统在人们心目中的印象，真正实现“公交优先”、“和谐交┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 通”“大公交”等发展战略模式。 1.2 射频识别技术的优势射频识别（Radio Frequency Identification 简称RFID）技术是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递，并以此信息来达到识别目的的技术。射频识别技术起源于80年代中期，与条形码、磁条等同期或早期识别技术相比，射频识别技术具有无接触、识别工作无须人工干扰、工作距离大、精度高、信息收集处理快捷、全天候工作及较好的环境适应性等一系列优点，极大地加速了有关信息的收集和处理，在近年来获得了极为迅速的发展。RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从RFID系统的工作原理来看，系统一般都由PC机、读写器、天线和电子标签四部分组成，如图1.1所示。 图1.1 射频识别系统的原理图（1）PC机：PC机是后台控制单元，用于发送用户命令，接收和处理电子标签数据等。 （2）读写器:读写器是一种读写设备，是连接电子标签与应用系统的桥梁，可发送和接收电子标签命令，并与主机进行通信，执行主机命令。所有射频识别系统的读写器均可以简化为两个基本功能模块：控制单元和高频接口。（3）天线：天线主要起到在读写器和电子标签之间传递射频信号的作用，天线的尺寸和性能直接影响到读写器的作用距离以及识别率。（4）电子标签：电子标签即射频识别卡，是射频识别系统中最关键的组成部分之一，它的内部预先存有被识别目标的信息，与读写器之间进行数据和信息的交换。天线用于发射射频波束，射频识别卡安装在被识别的目标上，当载有射频识别卡的被识别目标进入读写器的读取范围时，射频识别卡的天线接收射频波束，并将自身的信息调制到射频波束上并反射回去，读写器将反射回的信号进行接收处理后，经接口传给计算机，便可达到对目标的识别。而读写式射频识别卡还可以接收主机发来的指令对卡上的内容进行改写。这一信息的收集处理过程是以无线方式自动进行的。包含各类专业文献、各类资格考试、中学教育、文学作品欣赏、行业资料、外语学习资料、生活休闲娱乐、基于RFID无源标签技术的公交报站系统研究39等内容。　
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