CN110198588B - 一种智能照明装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于可见光通信的智能照明装置，包括图像处理模块，用于检测获取智能照明装置的照明空间图像并进行灰度处理，获得照明空间灰度图像及图像灰度值，并判断图像灰度值与预存照明空间图像的灰度值的大小，将包括判断结果的信息发送至照明控制模块、驱动加载模块；驱动加载模块，用于处理接收的数字调制信号得到第一电信号，并将第一电信号发送至照明控制模块、图像处理模块；照明控制模块，用于将接收第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据图像处理模块和/或电信号，控制流经智能照明装置的负载电流。本发明可实现照明空间的智能化监测，由所述照明控制模块根据监测结果调整负载电流控制照明亮度，进而控制可见光通信效率。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置领域，尤其涉及一种智能照明装置及控制方法。
背景技术
可见光通信技术(Visible Light Communication,VLC），是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景。其中，可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400纳米到700纳米之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380纳米(789 THz)到780纳米(385 THz)之间的电磁波。与目前使用的无线局域网（无线LAN）相比，可见光通信系统可利用室内照明设备代替无线LAN局域网基站发射信号，其通信速度可达每秒数十兆至数百兆，未来传输速度还可能超过光纤通信。利用专用的、能够接发信号功能的电脑以及移动信息终端，只要在室内灯光照到的地方，就可以长时间下载和上传高清晰画像和动画等数据，但局限性也存在，需以照明装置为中继的载体，无照明装置的光则无信号。关于可见光通信技术的研发成果，如中国专利 CN104539361A，其公开了一种室内可见光通信中调节光照范围的方法和照明装置，主要围绕在不超过照明装置最大功率的条件下，随着室内终端移动调节照明装置的光照范围的技术效果，照明装置包括信号接收模块、监测模块以及光照半径调节模块。另，专利EP3324557A1其公布了一种具有不同可见光通信能力的灯具，只着眼于改进如何更好的利用可见光通信，缺乏灵活性，再如专利 US9847835公开了一种与包括图像传感器的接收器进行可见光通信的照明装置，改进点在于如何缩短接收识别光信号的时间，而基于可见光可阻挡、超过一定距离后光集中度少，导致光信号减少的问题始终未得到解决。
关于照明装置的可见光通信领域，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。
发明内容
本发明针对现有技术的不足提供了一种智能照明装置及控制方法。
为了克服现有技术存在的不足，本发明的具体技术方案如下：
一种智能照明装置，包括：驱动加载模块、图像处理模块、照明控制模块，其中，
所述图像处理模块，用于检测获取所述智能照明装置的照明空间图像并进行灰度处理，获得照明空间灰度图像及图像灰度值，并判断所述图像灰度值与预存照明空间图像的灰度值的大小，将包括判断结果的信息发送至所述照明控制模块、驱动加载模块；
所述驱动加载模块，用于处理接收的数字调制信号得到第一电信号，并将第一电信号发送至所述照明控制模块、图像处理模块；
所述照明控制模块，用于将接收所述第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据所述图像处理模块和/或驱动加载模块的信息，控制流经所述智能照明装置的负载电流。
可选的，所述照明控制模块还用于接收第二光信号转换成第二电信号并发送至所述驱动加载模块，通过所述驱动加载模块与外部数据终端进行数据交互。
可选的，所述智能照明装置还包括自适应模块均衡模块，用于根据所述第一光信号的光功率，调整所述第二电信号的增益，得到所述第二光信号对应的电信号。
另外，本发明还提供了一种智能照明装置的控制方法，应用于所述智能照明装置，包括：接收所述图像处理模块判断所述图像灰度值与预存照明空间图像灰度值的大小得到的判断结果；接收所述驱动加载模块接收处理的数字调制信号，得到的第一电信号；将接收的所述第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据所述图像处理模块和/或所述驱动加载模块的信息，控制流经所述智能照明装置的负载电流。
可选的，接收第二光信号转换成第二电信号并发送至所述驱动加载模块，通过所述驱动加载模块与外部数据终端进行数据交互。
可选的，还包括：将得到的照明空间灰度图像分为若干个象限区域，计算得到每个象限区域的灰度均值，并将所述象限区域的灰度均值与对应象限区域的预存灰度均值进行匹配，并将包括灰度均值匹配不上的象限区域信息及对应灰度均值的信息发送至所述照明控制模块。
可选的，还包括：根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，判断所述象限区域内是否有人，若判定所述象限区域内有人，则向所述照明控制模块发送包括照明空间有人的信息，由所述照明控制模块控制所述智能照明装置继续照明；若判定所述象限区域内无人，则向所述照明控制模块发送照明空间无人的信息，由所述照明控制模块控制降低流经所述智能照明装置的负载电流，并在预设时间段后控制关闭所述智能照明装置。
可选的，所述根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，还包括：所述图像处理模块根据所述每个像素点的灰度值，提取得到位于灰度均值匹配不上的象限区域内的事物轮廓，并判断所述事物是否为人。
可选的，所述判定若所述象限区域内有人，还包括：判断所述象限区域是否为所述照明空间灰度图像的最边缘象限区域，若判定所述象限区域为最边缘象限区域，则向所述照明控制模块发送照明空间最边缘象限区域有人的信息，由所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息；若判定所述象限区域不是最边缘象限区域，则由所述照明控制模块根据该象限区域的灰度均值自动调整流经所述智能照明装置的负载电流。
可选的，所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息，还包括：
所述靠近该最边缘象限区域的智能照明装置接收到所述最边缘象限区域有人的信息后，根据该信息自动启动照明。
本发明所取得的有益效果包括：1、可实现智能照明装置的照明空间的智能化监测，并根据监测结果，由所述照明控制模块调整负载电流从而控制照明装置的亮度，进而控制可见光通信效率；2、通过图像处理模块监测照明空间内的事物的位置信息，一是可以确认照明空间内是否有人，另一方面是可以记录监测到事物的位置信息，以为用户查找事物提供参考；3、所述照明控制模块根据该象限区域的灰度均值自适应提高流经所述智能照明装置的负载电流，以提高照明装置的亮度，从而该最边缘象限区域的灰度均值，从而保证位于该区域的数据传输速度；4、通过监测照明空间象限区域，照明控制模块向邻近其智能照明装置发送其边缘象限区域有人的信息，一方面可以保证位于边缘区域的照明亮度，另一方面可以确保通过可见光传输的数据速率，实现数据的有效不间断传输连接，而无需转数据连接至其它无线通信装置，大大地提高了用户体验。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，并将重点放在示出实施例的原理上。
图1为本发明的智能照明装置的结构示意图；
图2为本发明的智能照明装置的控制方法的流程示意图；
图3为本发明的智能照明装置的照明空间象限区域划分的示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明为一种智能照明装置及控制方法，结合图1-3所示阐述以下实施例。
实施例一：
一种智能照明装置，包括：驱动加载模块、图像处理模块、照明控制模块，其中，
所述图像处理模块，用于检测获取所述智能照明装置的照明空间图像并进行灰度处理，获得照明空间灰度图像及图像灰度值，并判断所述图像灰度值与预存照明空间图像的灰度值的大小，将包括判断结果的信息发送至所述照明控制模块、驱动加载模块。
所述驱动加载模块，用于处理接收的数字调制信号得到第一电信号，并将第一电信号发送至所述照明控制模块、图像处理模块。
所述照明控制模块，用于将接收所述第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据所述图像处理模块和/或驱动加载模块的信息，控制流经所述智能照明装置的负载电流。
其中，所述照明控制模块还用于接收第二光信号转换成第二电信号并发送至所述驱动加载模块，通过所述驱动加载模块与外部数据终端进行数据交互。
其中，还包括自适应模块均衡模块，用于根据所述第一光信号的光功率，调整所述第二电信号的增益，得到所述第二光信号对应的电信号。
另外，本发明还提供了一种智能照明装置的控制方法，应用于所述智能照明装置，包括：
S101：照明控制模块接收所述图像处理模块判断所述图像灰度值与预存照明空间图像灰度值的大小得到的判断结果。
S102：照明控制模块接收所述驱动加载模块接收处理的数字调制信号，得到的第一电信号。
S103：照明控制模块将接收的所述第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据所述图像处理模块和/或所述驱动加载模块的信息，控制流经所述智能照明装置的负载电流。
其中，接收第二光信号转换成第二电信号并发送至所述驱动加载模块，通过所述驱动加载模块与外部数据终端进行数据交互。
其中，还包括：将得到的照明空间灰度图像分为若干个象限区域，计算得到每个象限区域的灰度均值，并将所述象限区域的灰度均值与对应象限区域的预存灰度均值进行匹配，并将包括灰度均值匹配不上的象限区域信息及对应灰度均值的信息发送至所述照明控制模块。
其中，还包括：根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，判断所述象限区域内是否有人，若判定所述象限区域内有人，则向所述照明控制模块发送包括照明空间有人的信息，由所述照明控制模块控制所述智能照明装置继续照明；若判定所述象限区域内无人，则向所述照明控制模块发送照明空间无人的信息，由所述照明控制模块控制降低流经所述智能照明装置的负载电流，并在预设时间段后控制关闭所述智能照明装置。
其中，所述根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，还包括：所述图像处理模块根据所述每个像素点的灰度值，提取得到位于灰度均值匹配不上的象限区域内的事物轮廓，并判断所述事物是否为人。
其中，所述判定若所述象限区域内有人，还包括：判断所述象限区域是否为所述照明空间灰度图像的最边缘象限区域，若判定所述象限区域为最边缘象限区域，则向所述照明控制模块发送照明空间最边缘象限区域有人的信息，由所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息；若判定所述象限区域不是最边缘象限区域，则由所述照明控制模块根据该象限区域的灰度均值自动调整流经所述智能照明装置的负载电流。
其中，所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息，还包括：所述靠近该最边缘象限区域的智能照明装置接收到所述最边缘象限区域有人的信息后，根据该信息自动启动照明。
实施例二：
一种智能照明装置，包括：驱动加载模块、图像处理模块、照明控制模块，其中，所述图像处理模块，用于检测获取所述智能照明装置的照明空间图像并进行灰度处理，获得照明空间灰度图像及图像灰度值，并判断所述图像灰度值与预存照明空间图像的灰度值的大小，将包括判断结果的信息发送至所述照明控制模块、驱动加载模块。通过所述图像处理模块检测、获取、处理照明空间内的图像信息，可以快速地获知智能照明装置是否已经快开启，且所述照明控制模块可以根据所述判断结果可以响应启动，控制所述智能照明装置的开启和关闭。所述驱动加载模块，还包括基带调制模块、数模转换模块、电压变换模块，用于处理从服务器或互联网接收的数字调制信号得到第一电信号，并将第一电信号发送至所述照明控制模块、图像处理模块。当所述驱动加载模块接收到所述图像处理模块判断所述照明装置为开启状态时，则响应启动接收来自互联网/服务器发送的数字调制信号。所述照明控制模块，用于将接收所述第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据所述图像处理模块和/或驱动加载模块的信息，控制流经所述智能照明装置的负载电流。其中，所述照明控制模块还用于接收第二光信号转换成第二电信号并发送至所述驱动加载模块，通过所述驱动加载模块与外部数据终端进行数据交互。通过上述技术手段，可以实现智能照明装置的亮度自由调整、进行互联网与终端之间的数据通信。
其中，为了保证光信号转换成电信号，提高通信效率，所述智能照明装置还包括自适应模块均衡模块，用于根据所述第一光信号的光功率，调整所述第二电信号的增益，得到所述第二光信号对应的电信号。
另外，本发明还提供了一种智能照明装置的控制方法，应用于所述智能照明装置，包括：
S101：照明控制模块接收所述图像处理模块判断所述图像灰度值与预存照明空间图像灰度值的大小得到的判断结果。
S102：照明控制模块接收所述驱动加载模块接收处理的数字调制信号，得到的第一电信号。
S103：照明控制模块将接收的所述第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据所述图像处理模块和/或所述驱动加载模块的信息，控制流经所述智能照明装置的负载电流。
其中，接收第二光信号转换成第二电信号并发送至所述驱动加载模块，通过所述驱动加载模块与外部数据终端进行数据交互。
其中，还包括：将得到的照明空间灰度图像分为若干个象限区域，计算得到每个象限区域的灰度均值，并将所述象限区域的灰度均值与对应象限区域的预存灰度均值进行匹配，并将包括灰度均值匹配不上的象限区域信息及对应灰度均值的信息发送至所述照明控制模块。其中，所述象限区域均具有区分标记符，如象限区域a1、象限区域a2、象限区域a3······，通过区分标记可以更快速地识别灰度均值匹配不上的象限区域。
其中，还包括：根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，判断所述象限区域内是否有人，若判定所述象限区域内有人，则向所述照明控制模块发送包括照明空间有人的信息，由所述照明控制模块控制所述智能照明装置继续照明；若判定所述象限区域内无人，则向所述照明控制模块发送照明空间无人的信息，由所述照明控制模块控制降低流经所述智能照明装置的负载电流，并在预设时间段后控制关闭所述智能照明装置。
其中，所述根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，还包括：所述图像处理模块根据所述每个像素点的灰度值，提取得到位于灰度均值匹配不上的象限区域内的事物轮廓，并判断所述事物是否为人。其中，所述判断所述事物不是人，则所述照明控制模块控制流经所述智能照明装置的负载电流不变。
其中，所述判定若所述象限区域内有人，还包括：判断所述象限区域是否为所述照明空间灰度图像的最边缘象限区域，若判定所述象限区域为最边缘象限区域，则向所述照明控制模块发送照明空间最边缘象限区域有人的信息，由所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息；若判定所述象限区域不是最边缘象限区域，则由所述照明控制模块根据该象限区域的灰度均值自动调整流经所述智能照明装置的负载电流。具体的，当判定若所述象限区域内有人时，获取所述灰度均值匹配不上的象限区域的所有坐标信息，并将该坐标信息与所有象限区域的坐标信息进行匹配，若该坐标信息匹配如图3所示的最边缘象限a中的任一子象限a区域，则判定为最边缘象限区域；若该坐标信息匹配时，部分坐标位于所述象限b中部分子象限b区域，部分坐标位于所述象限a中部分子象限a区域内，亦判定为最边缘象限区域，以此类推，若该坐标信息中存在部分坐标落入最边缘象限区域，则判定为最边缘象限区域，即照明空间的最边缘象限区域内有人。若判定最边缘象限区域内有人，所述照明控制模块根据该象限区域的灰度均值自适应提高流经所述智能照明装置的负载电流，以提高照明装置的亮度，从而该最边缘象限区域的灰度均值，从而保证位于该区域的数据传输速度。
其中，所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息，还包括：所述靠近该最边缘象限区域的智能照明装置接收到所述最边缘象限区域有人的信息后，根据该信息自动启动照明。一方面可以保证位于边缘区域的照明亮度，另一方面可以确保通过可见光传输的数据速率，实现数据的有效不间断传输连接，而无需转数据连接至其它无线通信装置，大大地提高了用户体验。
实施例三：
基于本实施例与实施例二基本相同，不同之处在于：在实际应用中，所述照明控制模块中还存储有与其照明空间的最边缘象限区域一一相邻的智能照明装置的照明装置标记信息，如型号、系列号或与区域位置信息的组合，如卧室的A0001号智能照明装置，其临近于客厅的A0002号智能照明装置的象限区域a1，当确认最边缘象限区域内有人时，所述照明控制模块根据所述最边缘象限区域信息获取相邻智能照明装置的照明装置标记信息，并根据所述照明装置标记信息，发送包括所述最边缘象限区域有人的信息。
综上所述，本发明公开了一种智能照明装置及控制方法，其取得的有益效果包括：1、可实现智能照明装置的照明空间的智能化监测，并根据监测结果，由所述照明控制模块调整负载电流从而控制照明装置的亮度，进而控制可见光通信效率；2、通过图像处理模块监测照明空间内的事物的位置信息，一是可以确认照明空间内是否有人，另一方面是可以记录监测到事物的位置信息，以为用户查找事物提供参考；3、所述照明控制模块根据该象限区域的灰度均值自适应提高流经所述智能照明装置的负载电流，以提高照明装置的亮度，从而该最边缘象限区域的灰度均值，从而保证位于该区域的数据传输速度；4、通过监测照明空间象限区域，照明控制模块向邻近其智能照明装置发送其边缘象限区域有人的信息，一方面可以保证位于边缘区域的照明亮度，另一方面可以确保通过可见光传输的数据速率，实现数据的有效不间断传输连接，而无需转数据连接至其它无线通信装置，大大地提高了用户体验。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本发明公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本发明公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (1)
1.一种智能照明装置的控制方法，所述控制方法应用于智能照明装置，所述智能照明装置包括：驱动加载模块、图像处理模块以及照明控制模块，其特征在于，所述图像处理模块用于检测获取所述智能照明装置的照明空间图像并进行灰度处理，获得照明空间灰度图像及图像灰度值，并判断所述图像灰度值与预存照明空间图像的灰度值的大小，将包括判断结果的信息发送至所述照明控制模块、驱动加载模块，所述驱动加载模块用于处理接收的数字调制信号得到第一电信号，并将第一电信号发送至所述照明控制模块、图像处理模块，所述控制方法包括：
所述照明控制模块接收所述图像处理模块判断所述图像灰度值与预存照明空间图像灰度值的大小得到的判断结果；
所述照明控制模块接收所述驱动加载模块接收处理的数字调制信号得到的第一电信号；
所述照明控制模块将接收的所述第一电信号转换成第一光信号并发送，并根据所述图像处理模块和/或驱动加载模块的信息，控制流经所述智能照明装置的负载电流；
所述照明控制模块接收第二光信号转换成第二电信号并发送至所述驱动加载模块，通过所述驱动加载模块与外部数据终端进行数据交互；
所述图像处理模块将得到的照明空间灰度图像分为若干个象限区域，计算得到每个象限区域的灰度均值，并将所述象限区域的灰度均值与对应象限区域的预存灰度均值进行匹配，并将包括灰度均值匹配不上的象限区域信息及对应灰度均值的信息发送至所述照明控制模块；
根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，判断所述象限区域内是否有人，
若判定所述象限区域内有人，则向所述照明控制模块发送包括照明空间有人的信息，由所述照明控制模块控制所述智能照明装置继续照明；
若判定所述象限区域内无人，则向所述照明控制模块发送照明空间无人的信息，由所述照明控制模块控制降低流经所述智能照明装置的负载电流，并在预设时间段后控制关闭所述智能照明装置；
所述根据灰度均值匹配不上的象限区域信息，获取象限区域的每个像素点的灰度值，还包括：
所述图像处理模块根据所述每个像素点的灰度值，提取得到位于灰度均值匹配不上的象限区域内的事物轮廓，并判断所述事物是否为人；
所述判定若所述象限区域内有人，还包括：判断所述象限区域是否为所述照明空间灰度图像的最边缘象限区域，
若判定所述象限区域为最边缘象限区域，则向所述照明控制模块发送照明空间最边缘象限区域有人的信息，由所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息；
若判定所述象限区域不是最边缘象限区域，则由所述照明控制模块根据该象限区域的灰度均值自动调整流经所述智能照明装置的负载电流；
当判定所述象限区域内有人时，获取所述灰度均值匹配不上的象限区域的所有坐标信息，并将所述坐标信息与所有象限区域的坐标信息进行匹配，若所述坐标信息中存在部分坐标落入最边缘象限区域，则判定为最边缘象限区域；
所述照明控制模块向靠近该最边缘象限区域的智能照明装置发送该最边缘象限区域有人的信息，还包括：
所述靠近该最边缘象限区域的智能照明装置接收到所述最边缘象限区域有人的信息后，根据该信息自动启动照明；
所述照明控制模块中还存储有与其照明空间的最边缘象限区域一一相邻的智能照明装置的照明装置标记信息，当确认最边缘象限区域内有人时，所述照明控制模块根据所述最边缘象限区域信息获取相邻智能照明装置的照明装置标记信息，并根据所述照明装置标记信息，发送包括所述最边缘象限区域有人的信息。
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