CN102508445B - 一种智能算法处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能算法处理系统，包括通过网络系统连接的开发机和执行机，开发机在接收到用户输入的算法选择、保存、编译及组态选择、编译指令后，调用对应智能算法模块；存储编辑后的智能算法模块；获取对应智能算法模块并进行编译，并将编译生成的智能算法可执行代码通过网络系统下发给执行机；调用对应组态模块；获取组态信息并进行编译，并将编译生成的目标文件通过网络系统下发给执行机；执行机读取目标文件，执行算法可执行代码。本发明还公开了一种智能算法处理方法。本发明提供开发机为用户提供方便的智能算法代码的编辑与编译环境，用户能够按工业现场的应用需求编写智能算法，并且每个智能算法编写保存后能够重复使用以及修改。

Description

一种智能算法处理系统和方法

技术领域

本发明涉及算法处理技术领域，尤其涉及一种智能算法处理系统和方法。

背景技术

在工业生产过程控制中，智能算法包括模糊控制、神经网络、支持向量机、预测算法、内模控制等新型的控制与信息处理方法。智能算法可以解决一些复杂的工程问题，所以其多应用于复杂的工业现场。

在现有技术中，常使用的是系统提供的常规算法模块，对于系统提供的常规算法模块，用户不能够按工业现场的应用需求编写或修改常规算法模块中的算法，存在着系统提供的常规算法模块功能固化，不可修改的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种智能算法处理系统，以解决现有技术中常规算法模块功能固化，不可修改的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种智能算法处理系统，包括相连接的开发机和执行机；

所述开发机包括控制模块、编译模块、人机交互界面、存储智能算法模块的算法模块库，以及存储组态模块的组态模块库，所述人机交互界面包括与用户进行编辑信息交互的编辑界面，与用户进行组态信息交互的组态界面，及接收用户操作指令的命令输入接口，所述组态界面包含所述算法模块库中的智能算法模块标识及常规算法可执行代码相应的标识，所述组态信息包括所述智能算法模块标识之间的关系、所述标识与所述智能算法模块标识之间的关系，以及所述标识之间的关系中的至少一种，所述操作指令包括算法选择指令、算法编辑指令、算法保存指令、算法编译指令、组态选择指令，以及组态编译指令；

所述控制模块在所述命令输入接口接收到用户输入的所述算法选择指令后，从所述算法模块库调用对应智能算法模块，并提供给编辑界面呈现；

在所述命令输入接口接收到用户输入的算法编辑指令后，对相应的智能算法模块进行编辑；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述算法保存指令后，将编辑后的智能算法模块存储至所述算法模块库；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述算法编译指令后，从所述算法模块库获取对应智能算法模块，控制所述编译模块将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给所述执行机以便所述执行机进行存储和/或调用；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述组态选择指令后，从所述组态模块库调用对应组态模块，并指示组态界面呈现所述组态模块所存储的算法模块组态方式；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述组态编译指令后，从所述组态界面获取组态信息，控制所述编译模块将所述组态信息编译成目标文件下发给所述执行机，以便所述执行机存储所述目标文件，和/或根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

优选的，所述执行机具有控制器，所述控制器包括：

可执行代码存储单元，用于存储所述智能算法可执行代码及常规算法可执行代码；

目标文件存储单元，用于存储所述目标文件；

处理器，分别与所述可执行代码存储单元和所述目标文件存储单元相连，用于调用所述智能算法可执行代码，或者根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

优选的，所述执行机还具有串口卡，从控制器，以及从串口卡；

所述控制器与所述串口卡相连；

所述从控制器与所述从串口卡相连。

优选的，所述执行机还包括I/O通道，其与所述串口卡及从串口卡相连。

优选的，所述I/O通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

优选的，所述I/O通道通过硬接线与现场设备连接。

优选的，所述开发机配以太网网口连接所述执行机。

优选的，所述控制器、串口卡、从控制器，以及从串口卡均采用刀片式卡件结构。

为实现上述目的，本发明还提供了一种智能算法处理方法，基于智能算法处理系统，所述智能算法处理系统包括相连接的开发机和执行机，所述开发机包括控制模块、编译模块、存储智能算法模块的算法模块库，以及存储组态模块的组态模块库，所述方法包括：

在接收到用户输入的算法选择指令后，所述控制模块从算法模块库调用对应智能算法模块，并提供给所述人机交互界面呈现；

在接收到用户输入的算法编辑指令后，对相应的智能算法模块进行编辑；

在接收到用户输入的算法保存指令后，所述控制模块将编辑后的智能算法模块存储至所述算法模块库；

在接收到用户输入的所述算法编译指令后，从所述算法模块库获取对应智能算法模块，控制所述编译模块将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给所述执行机以便所述执行机进行存储和/或调用；

在所述命令输入接口接收到用户输入的组态选择指令后，从组态模块库调用对应组态模块，并提供给所述人机交互界面呈现；

在所述命令输入接口接收到用户输入的组态编译指令后，从所述组态界面获取组态信息，控制所述编译模块对所述组态信息进行编译，并将编译生成的目标文件通过所述下发给所述执行机，所述组态信息包括所述智能算法模块标识之间的关系、所述标识与所述智能算法模块标识之间的关系，以及所述标识之间的关系中的至少一种，以便所述执行机根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

为实现上述目的，本发明还提供了一种智能算法处理方法，基于智能算法处理系统，所述智能算法处理系统包括相连接的开发机和执行机；

所述执行机包括存储有常规算法可执行代码以及来自所述开发机的智能算法可执行代码，存储来自所述开发机的目标文件的目标文件存储单元，以及处理器；

所述智能算法可执行代码由所述开发机根据用户输入的算法编译指令对编辑后的智能算法模块编译而成，所述编辑后的智能算法模块由所述开发机根据用户输入的算法编辑指令对智能算法模块编辑而成；

所述目标文件由所述开发机根据组态信息编译而成，所述组态信息包括所述智能算法模块标识之间的关系、所述常规算法可执行代码在所述开发机中相应的标识与所述智能算法模块标识之间的关系，以及所述标识之间的关系中的至少一种；

所述方法包括：

调用所述智能算法可执行代码，或者根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

本发明的智能算法处理系统采用双层硬件结构，提供开发机和执行机，开发机为用户提供方便的智能算法代码的编辑与编译环境，用户能够按工业现场的应用需求编写智能算法，并且每个智能模块编写保存后能够重复使用以及修改，同时避免了大量代码重写的弊端。

进一步的，用户在组态界面可以将智能算法模块与系统提供的常规算法模块进行组态，使得智能算法模块与系统提供的常规算法模块在工业现场相互配合应用，从而更有效地提高先进的智能算法在实际中的应用能力。

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为本发明实施例所提供的系统结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的开发机的一种结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的开发机的另一种结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的开发机的第三种结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的执行机的一种结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的执行机的第二种结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的执行机的第三种结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的I/O通道的结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的I/O通道与现场设备的连接示意图。

具体实施方式

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作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。

本发明目的在于提供一种智能算法处理系统，以解决现有技术中常规算法模块功能固化，不可修改的问题。

图1示出了上述系统的一种结构，包括相连接的开发机100和执行机200，开发机100包括存储智能算法模块的算法模块库110、存储组态模块的组态模块库120、人机交互界面130、编译模块140，以及控制模块150，人机交互界面130包括与用户进行编辑信息交互的编辑界面131，与用户进行组态信息交互的组态界面132，及接收用户操作指令的命令输入接口133，组态界面132包含所述算法模块库中的智能算法模块标识及常规算法可执行代码相应的标识，上述组态信息包括上述智能算法模块标识之间的关系、上述标识与上述智能算法模块标识之间的关系，以及上述标识之间的关系中的至少一种，上述操作指令包括算法选择指令、算法编辑指令、算法保存指令、算法编译指令、组态选择指令，以及组态编译指令；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法选择指令后，从算法模块库110调用对应智能算法模块，并提供给编辑界面131呈现；

在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法编辑指令后，对相应的智能算法模块进行编辑；

在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法保存指令后，将编辑后的智能算法模块存储至算法模块库110；

在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法编译指令后，从算法模块库110获取对应智能算法模块，控制编译模块140将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给执行机200以便执行机200进行存储和/或调用；

在命令输入接口133接收到用户输入的上述组态选择指令后，从组态模块库120调用对应组态模块，并指示组态界面132呈现上述组态模块所存储的算法模块组态方式；

在命令输入接口133接收到用户输入的上述组态编译指令后，从组态界面132获取组态信息，控制编译模块140将上述组态信息编译成目标文件下发给执行机200，以便执行机200存储上述目标文件，和/或根据上述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

其中，用于存储智能算法模块的算法模块库110包含空智能算法模块及编辑保存后的智能算法模块。因此，用户能够按工业现场的应用需求，调用一个空智能算法模块，自己编写智能算法，并且编辑保存后的智能算法模块能够重复使用；另外，用户还能够调用编辑保存后的智能算法模块，对智能算法模块进行修改以适用工业现场的变化。

组态界面132上包含算法模块库中智能算法模块的标识及系统提供的常规算法模块标识，用户可以根据工业现场的应用需求在组态界面132使用组态模块提供的算法组态方式，将智能算法模块与常规算法模块进行组态。

编译模块140将编译生成的智能算法可执行代码与目标文件通过网络系统下发给执行机200，上述目标文件为用户根据工业现场的应用需求编写的智能算法与系统提供的常规算法组态后的可下载用户程序，执行机200根据可下载用户程序控制智能算法的执行。

需要说明的是，在实际应用中，用户编辑的智能算法经过编译后可以直接下发给执行机，执行机立即执行智能算法可执行代码；用户编辑的智能算法经过编译后可以直接下发给执行机，执行机根据上述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码，立即执行智能算法；用户编辑的智能算法经过编译后下发给执行机，执行机将智能算法可执行代码存储，不立即执行智能算法可执行代码，当用户需要执行算法时，执行机直接执行存储的智能算法可执行代码；用户编辑的智能算法经过编译后下发给执行机，执行机将智能算法可执行代码存储，不立即执行智能算法可执行代码，当用户需要执行算法时，根据上述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码，本领域技术人员可以根据实际情况对上述方法灵活进行选择。

由上述技术方案可以看出，本发明的智能算法处理系统采用双层硬件结构，提供开发机和执行机，开发机为用户提供方便的智能算法代码的编辑与编译环境，用户能够按工业现场的应用需求编写智能算法，并且每个智能模块编写保存后能够重复使用以及修改，避免了大量代码重写的弊端。

进一步的，用户在组态界面可以将智能算法模块与系统提供的常规算法模块进行组态，使得智能算法模块与系统提供的常规算法模块在工业现场相互配合应用，从而更有效地提高先进的智能算法在实际中的应用能力。

图3示出了系统中开发机100的另一种结构，与上述系统中的开发机100结构类似，包括算法模块库110，组态模块库120，人机交互界面130，编译模块140，以及控制模块150；其中人机交互界面130包括编辑界面131，组态界面132及命令输入接口133，上述各部件的功能与上述系统中的开发机各部件功能类似。

为了进一步优化技术方案，将编辑界面131分别与算法模块库110、编译模块140相连，组态界面132分别与组态模块库120、编译模块140相连；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法选择指令后，控制编辑界面131从算法模块库110获取对应智能算法模块，由编辑界面131呈现；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法编辑指令后，对相应的智能算法模块进行编辑；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法保存指令后，将编辑后的智能算法模块存储至算法模块库110；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法编译指令后，从编辑界面131获取编辑后的智能算法模块，控制编译模块140将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给执行机200以便执行机200进行存储和/或调用；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述组态选择指令后，从组态模块库120调用对应组态模块，并指示组态界面132呈现上述组态模块所存储的算法模块组态方式；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的组态选择指令后，控制组态界面132从组态模块库120调用对应组态模块，由组态界面132呈现；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述组态编译指令后，从组态界面132获取组态信息，控制编译模块140将上述组态信息编译成目标文件下发给执行机200，以便执行机200存储上述目标文件，和/或根据上述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

图4示出了系统中开发机100的第三种结构，与上述系统中的开发机100结构类似，包括算法模块库110，组态模块库120，人机交互界面130，编译模块140，以及控制模块150；其中人机交互界面130包括编辑界面131，组态界面132及命令输入接口133，上述各部件的功能与上述系统中的开发机各部件功能类似。

为了进一步优化技术方案，将编译模块140与算法模块库110相连；

控制模块150在命令输入接口133接收到用户输入的上述算法编译指令后，控制编译模块140从算法模块库110获取智能算法模块，控制编译模块140将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给执行机200以便执行机200进行存储和/或调用。

图5示出了上述系统中执行机200的一种结构，执行机200具有控制器210，控制器210包括：

可执行代码存储单元211，用于存储上述智能算法可执行代码及常规算法可执行代码；

目标文件存储单元212，用于存储所述目标文件；

处理器213，分别与可执行代码存储单元211和目标文件存储单元212相连，用于调用上述智能算法可执行代码，或者根据上述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

参考图6，执行机200还具有串口卡220，从控制器230，及从串口卡240；控制器210与所述串口卡220相连；从控制器230与从串口卡240相连。执行机采用从控制器及从串口卡用以保证系统的可靠性。

参考图7-9，执行机200还包括I/O通道400，I/O通道用于现场数据的采集，通过硬接线与现场设备500连接，其与串口卡200、及从串口卡240相连。

I/O通道400包括模拟量输入输出通道410和数字量输入输出通道420。

为了进一步优化上述技术方案，开发机100配以太网网口连接执行机200，控制器210、串口卡220、从控制器230、及从串口卡240均采用刀片式卡件结构，以方便执行机和I/O通道的更新和升级。

本发明的另一目的在于提供一种智能算法处理方法，该方法基于智能算法处理系统，上述智能算法处理系统包括相连接的开发机和执行机，开发机包括控制模块、编译模块存储智能算法模块的算法模块库，以及存储组态模块的组态模块库，上述方法包括：

在接收到用户输入的算法选择指令后，上述控制模块从算法模块库调用对应智能算法模块，并提供给所述人机交互界面呈现；

在接收到用户输入的算法编辑指令后，对相应的智能算法模块进行编辑；

在接收到用户输入的算法保存指令后，上述控制模块将编辑后的智能算法模块存储至上述算法模块库；

在接收到用户输入的上述算法编译指令后，从上述算法模块库获取对应智能算法模块，控制上述编译模块将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给上述执行机以便上述执行机进行存储和/或调用；

在上述命令输入接口接收到用户输入的组态选择指令后，从组态模块库调用对应组态模块，并提供给所述人机交互界面呈现；

在上述命令输入接口接收到用户输入的组态编译指令后，从上述组态界面获取组态信息，控制上述编译模块对上述组态信息进行编译，并将编译生成的目标文件通过上述下发给上述执行机，上述组态信息包括上述智能算法模块标识之间的关系、上述标识与上述智能算法模块标识之间的关系，以及上述标识之间的关系中的至少一种，以便上述执行机根据上述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

本发明的还提供一种智能算法处理方法，该方法基于智能算法处理系统，上述智能算法处理系统包括相连接的开发机和执行机；

上述执行机包括存储有常规算法可执行代码以及来自上述开发机的智能算法可执行代码，存储来自上述开发机的目标文件的目标文件存储单元，以及处理器；

上述智能算法可执行代码由上述开发机根据用户输入的算法编译指令对编辑后的智能算法模块编译而成，上述编辑后的智能算法模块由上述开发机根据用户输入的算法编辑指令对智能算法模块编辑而成；

上述目标文件由上述开发机根据组态信息编译而成，上述组态信息包括上述智能算法模块标识之间的关系、上述常规算法可执行代码在上述开发机中相应的标识与上述智能算法模块标识之间的关系，以及上述标识之间的关系中的至少一种；

上述方法包括：

调用上述智能算法可执行代码，或者根据上述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于工业生产控制的智能算法处理系统，其特征在于，包括相连接的开发机和执行机；

所述开发机包括控制模块、编译模块、人机交互界面、存储智能算法模块的算法模块库，以及存储组态模块的组态模块库，所述人机交互界面包括与用户进行编辑信息交互的编辑界面，与用户进行组态信息交互的组态界面，及接收用户操作指令的命令输入接口，所述组态界面包含所述算法模块库中的智能算法模块标识及常规算法可执行代码相应的标识，所述组态信息包括所述智能算法模块标识之间的关系、所述常规算法可执行代码在所述开发机中相应的标识与所述智能算法模块标识之间的关系，所述操作指令包括算法选择指令、算法编辑指令、算法保存指令、算法编译指令、组态选择指令，以及组态编译指令；

所述控制模块在所述命令输入接口接收到用户输入的所述算法选择指令后，从所述算法模块库调用对应智能算法模块，并提供给编辑界面呈现；

在所述命令输入接口接收到用户输入的算法编辑指令后，对相应的智能算法模块进行编辑；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述算法保存指令后，将编辑后的智能算法模块存储至所述算法模块库；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述算法编译指令后，从所述算法模块库获取对应智能算法模块，控制所述编译模块将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给所述执行机以便所述执行机进行存储和/或调用；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述组态选择指令后，从所述组态模块库调用对应组态模块，并指示组态界面呈现所述组态模块所存储的算法模块组态方式；

在所述命令输入接口接收到用户输入的所述组态编译指令后，从所述组态界面获取组态信息，控制所述编译模块将所述组态信息编译成目标文件下发给所述执行机，以便所述执行机存储所述目标文件，和/或根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码；

所述执行机具有控制器，所述控制器包括：

可执行代码存储单元，用于存储所述智能算法可执行代码及常规算法可执行代码；

目标文件存储单元，用于存储所述目标文件；

处理器，分别与所述可执行代码存储单元和所述目标文件存储单元相连，用于调用所述智能算法可执行代码，或者根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述执行机还具有串口卡，从控制器，以及从串口卡；

所述控制器与所述串口卡相连；

所述从控制器与所述从串口卡相连。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述执行机还包括I/O通道，其与所述串口卡及从串口卡相连。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述I/O通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述I/O通道通过硬接线与现场设备连接。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述开发机配以太网网口连接所述执行机。

7.如权利要求2-6任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器、串口卡、从控制器，及从串口卡均采用刀片式卡件结构。

8.一种用于工业生产过程控制的智能算法处理方法，其特征在于，基于智能算法处理系统，所述智能算法处理系统包括相连接的开发机和执行机，所述开发机包括控制模块、编译模块、人机交互界面、存储智能算法模块的算法模块库，以及存储组态模块的组态模块库，其中，所述人机交互界面包括与用户进行编辑信息交互的编辑界面，与用户进行组态信息交互的组态界面，及接收用户操作指令的命令输入接口，所述组态界面包含所述算法模块库中的智能算法模块标识及常规算法可执行代码相应的标识，所述方法包括：

在接收到用户输入的算法选择指令后，所述控制模块从算法模块库调用对应智能算法模块，并提供给所述人机交互界面呈现；

在接收到用户输入的算法编辑指令后，对相应的智能算法模块进行编辑；

在接收到用户输入的算法保存指令后，所述控制模块将编辑后的智能算法模块存储至所述算法模块库；

在接收到用户输入的算法编译指令后，从所述算法模块库获取对应智能算法模块，控制所述编译模块将获取到的智能算法模块编译成智能算法可执行代码下发给所述执行机以便所述执行机进行存储和/或调用；

在命令输入接口接收到用户输入的组态选择指令后，从组态模块库调用对应组态模块，并提供给所述人机交互界面呈现；

在所述命令输入接口接收到用户输入的组态编译指令后，从所述组态界面获取组态信息，控制所述编译模块对所述组态信息进行编译，并将编译生成的目标文件下发给所述执行机，所述组态信息包括所述智能算法模块标识之间的关系、所述常规算法可执行代码在所述开发机中相应的标识与所述智能算法模块标识之间的关系，以便所述执行机根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码；

所述执行机包括存储有常规算法可执行代码以及来自所述开发机的智能算法可执行代码的可执行代码存储单元，存储来自所述开发机的目标文件的目标文件存储单元，以及处理器；

所述智能算法可执行代码由所述开发机根据用户输入的算法编译指令对编辑后的智能算法模块编译而成，所述编辑后的智能算法模块由所述开发机根据用户输入的算法编辑指令对智能算法模块编辑而成；

所述目标文件由所述开发机根据组态信息编译而成，所述组态信息包括所述智能算法模块标识之间的关系、所述常规算法可执行代码在所述开发机中相应的标识与所述智能算法模块标识之间的关系；

所述方法包括：

调用所述智能算法可执行代码，或者根据所述目标文件调用相应的智能算法可执行代码和/或常规算法可执行代码。

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