CN103874965B - 激活和停用器件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

为器件系统提供的系统和方法。该系统包括器件,和连接至该器件的处理器,该处理器将器件置于启用状态和禁用状态其中之一。该处理器被定义为追踪该器件的使用,当器件的使用超过阈值时,该处理器将器件置于禁用状态。该系统还包括被配置为接收代码的数据接收装置,其中一旦接收到有效代码,该处理器即被配置为调整阈值以允许该器件的额外的使用。

Description

激活和停用器件的系统和方法
相关申请的交叉引用
本发明要求享有申请号为13/042611,申请日为2011年3月8日的美国专利申请的权益,为此目的该申请整体通过引用被并入。
技术领域
本发明一般的涉及器件空制,更具体地涉及器件的限制使用。
背景技术
全球四分之一的人缺少电力。在许多发展中国家,集中的电力生产是不可行的,而且获得自主发电的生产能力以及利用生产的电力的器件费用非常高。对许多人来说,购买太阳能电池和相关构件,以及诸如灯、冰箱、电扇的基础器件的前期费用对许多人来说仍然太高。因此,需要有一种能够使人们预算获得电力设备的系统,这可以极大地提高生活的健康和质量,同时确保这些设备的供应商能够得到合理的补偿。
发明内容
根据这里的教导,提供了用于器件系统的装置和方法。该系统可以包括一种器件和一种连接该器件的处理器,该处理器可设置该器件处于启用状态和禁用状态。该处理器也可被配置为追踪器件的使用,而且当器件的使用超过阀值时,将器件置于禁用状态。该系统还可包括被配置为接收代码的数据接收装置,其一旦接收到有效代码,处理器即被配置为调整阈值以允许器件的额外使用。
在另外一个实施例中,一种操作器件的方法可以包括确定使用阈值并监测器件的使用。可以用一种人机界面装置或机器对机器通信装置接收代码,该代码与信用额度相关联。可以确定该接收的代码是否为有效代码,可以基于该有效代码相关联的信用额度来调整使用阈值。当监测到使用超过使用阈值时可以禁用器件。
本发明的一个或多个实施例通过附图及下面的描述详尽指出。通过说明书、附图和权利要求,本发明的其他特征、方面和优点将会清楚。
附图说明
图1是描述器件使用监测系统响应电视的框架图。
图2是描述作为太阳能发电系统一部分的充电控制器的框架图。
图3示出了授权代码的示例。
图4示出了响应一个或多个家电使用监测系统的家电网络。
图5是描述示例代码验证操作的流程图。
图6是描述监测器件使用示例的流程图。
图7示出了操作场景的示例。
图8是描述控制器件方法的流程图。
具体实施方式
自主生产和储存电力的器件及系统通常成本太高,除非有相当一部分人使用这些器件。既然许多人无法全部支付高额的前期成本完全购买器件,那些人也许能够通过分期付款计划支付这些器件(例如租为己用计划或连续的租赁计划)。器件供应商可能希望他们的商品能够得到全额支付,这有时会与器件用户的意愿相违背。器件供应商可能更倾向于前期全额支付器件的采购费用,从而保证支付。分期付款可能对供应商商吸引力较小,因为器件用户如果拖欠其付款计划,供应商将承担一定的风险。如果得不到支付的情况得以缓和,器件供应商可能更愿意通过分期付款计划供应器件。
这种缓解经一种器件使用监测系统获得,其是基于对器件用户的支付状态和所追踪的器件使用,选择性地启用或禁用器件或者器件组合。当器件使用超过了基于器件当前支付状态设置的使用阈值,该器件被器件使用监测系统禁用。使用阈值也可以被认为是可供减去的有效使用(例如金钱额度)的余额,当使用费用超过当前余额时,使用阈值被超过且器件被禁用。当器件的费用支付,其可以被重新激活。因为当前未支付时器件没有功能,用户更有可能及时支付。基于这一认识,器件供应商可能更愿意通过分期付款计划提供器件,以使更大一部分的人可以使用器件。器件可以采用任意若干种形式,可能包括提供电力的装置,储存电力的装置,使用电力的装置,或者其他以化学能、机械能、核能、或其他动力的可被置于启用或禁用状态的装置。
图1是描述器件使用监控系统响应电视的框架图。器件使用监测系统102连接到电视104,并且控制电视是处于启用还是禁用状态。器件使用监测系统102可能以很多不同的形式存在,包括数据处理器或微控制器。此处,如无特指,器件使用监测系统102通常被认为是处理器。可使用的示例处理器包括MicrochipPIC24FJ64,AtmelAT89C51,ZilogEncoreZ8F0130,类似的8位、16位或32位的微处理器,或其他处理器。处理器102可以被附着到器件,例如电视104,可以置于器件外部或集成到器件内部。该处理器102可以包括某些防止篡改保护的类型。
处理器追踪器件的使用,当器件使用超过使用阈值数量时,其被配置为将器件设于禁用状态。可以通过很多不同方法追踪使用。例如,可以通过时间推移来追踪使用。在这种情况下,分期付款计划对于每次支付授权用户使用器件一个月。在另一个例子中,使用被追踪为有效使用的时间量。在这种情况下,分期付款计划可以是每支付5美元,授权用户可有效使用(例如,看电视)20小时。在进一步的示例中,可以能量产生、存储或使用的数量追踪使用。在这种情况下,分期付款计划可以是每支付10美元,授权用户使用太阳能发电/存储系统生产和使用1kWh的能量。其他器件的使用指标也可以被采用。
除了追踪器件的使用,器件使用监测系统102追踪使用阈值以确定器件被置于停用状态之前器件有多少量可以使用。该使用阈值可以根据器件供应商和用户之间的分期付款计划的条款设置。该使用阈值可以基于器件供应商收到的付款确认来调整。例如,用户可以接受电视的分期付款计划,在此,用户每月支付5美元便可被允许使用电视。用户按照协议时间支付5美元,使用阈值按照协议时间则被设置为一个月。当器件使用监测系统102确定该月份已经届满,同时还未收到额外的支付确认,器件使用监测系统102可以将电视置于禁用状态。一旦收到支付确认,该器件使用监测系统102可以自收到支付确认时起调整使用阈值到1个月。如果电视仍然处于启用状态时,器件使用监测系统接收到一个月的使用支付确认,则器件使用监测系统可以自当前的使用阈值起延长一个月的使用阈值。
一些器件使用监测系统102还可以支持分期付款的还清功能。用户可以决定付清其分期计划剩余的额度来代替继续进行分期支付。关于即时付清的特殊的支付确认可以被提供给器件使用监测系统102以表明器件已经被完全支付。一旦接收到这样的消息,相关的器件使用监测系统可以允许器件继续使用,而不会将器件置于禁用状态。这可以通过许多方法完成,包括延长使用阈值至无穷大或超出器件的使用寿命,停止监测器件的使用,设置标志来指示当使用超过使用阈值时系统102不将器件置于禁用状态,或其他的机制。
该器件使用监测系统102可以用许多方法将器件置于禁用状态。例如,器件使用监测系统102可以从电源断开例如电视104的器件,这样器件被完全禁用。器件使用监测系统102也可以通过许多其他机制完全禁用器件。该器件使用监测系统102可以通过将器件置于效用减少的状态来禁用器件。这样的禁用可以对器件使用产生一些限制。例如,一台禁用的电视可以限制显示当电视在启用状态时的单一频道或一频道子集(例如,仅显示督促用户购买更多额度的消息的频道是可视的)。灯具可以被限制为仅有最低亮度的设置。电扇可以被限制有最低转速的设置。当系统被器件使用监测系统置于禁用状态时,可以限制自太阳能系统得到的用于产生、储存、或使其可用的能量的值(例如,限制为启用状态的25%)。
该器件使用监测系统102可以按上下文所述的多种方式使用。例如,该器件使用监测系统102可以被纳入到自主太阳能发电系统,而无需连接任何电网即可操作(例如,可以不连接集中电力供应商而在偏远地区使用的系统)。系统可以包括太阳能板、风机或其它能源捕捉设备。充电控制器可以控制所捕捉的能量到一个或多个电池的传输。来自一个或多个电池的能量可以通过变换器以直流电或交流电供应给一个或更多的器件。
该器件使用监测系统可以通过许多方式接收支付确认。图2描述了作为太阳能发电系统的一部分的充电控制器的框架图。充电控制器202包括连接至该充电控制器202的处理器204,这样该处理器204可将充电控制器202置于启用状态或禁用状态。该处理器204追踪充电控制器202的使用,在充电控制器202的使用超过阈值(例如,该充电控制器202提供多于阈值的能量给电池以供储存)时将充电控制器202置于禁用状态。
该充电控制器202还包括用于数据输入的人机交互设备206,该数据输入装置206被配置为接收代码。当通过数据输入装置206接收到有效代码时,处理器204被配置为调整阈值以允许器件的额外使用。数据输入装置可以选用多种形式。在图2的示例中,数据输入装置206为键盘。当进行分期支付时,用户可以获得代码。用户可以将代码键入数据输入装置206。如此处往下进一步的描述,数据输入装置206或处理器204可以通过多种途径验证该代码。一旦验证了该代码的真实性,则调整阈值。例如,当用户用数据输入装置206键入有效代码时,处理器204可以延长阈值,这样充电控制器可以在更长时间段的激活状态被使用,或者被激活以向电池提供更多量的能量以供存储。
代码也可以通过许多其他机制输入。可以用单个按钮,以摩斯码的方式输入代码。多个按钮可以被按序列或在键盘网格上排列。可以使用麦克风接收传送代码的声音音调(例如,可以拿着手机接近麦克风,代表代码的音调从手机播放至话筒)。条形码扫描器可以读取印在纸上或显示在屏幕上的光学代码。代码也可以通过RFID扫描系统无线输入(例如,该系统可以包括RFID读取器,其中包含代码的RFID芯片被置于靠近读取器的位置以传送代码),或者红外接收器。
一些或者所有代码也可被直接发送至装置,通过无线通信协议(例如802.11(Wi-Fi)、GSM(全球通信系统)、SMS(短信服务),GPRS(通用无线分组业务)、EDGE(增强型数据速率GSM演进技术)、3G(2000国际移动通信技术-2000)、WiMAX(微波存取全球互操作技术)、或者4G(国际移动通信先进技术))而无需用户干预。
用于延长阈值或者打开器件的无限使用的代码可采用许多形式。代码可以无加密或者可以加密或者另外确保使用的安全性,阻止再使用,在另一方面也可通过阻止系统的误用来确保器件供应商的投入得到保护。图3描述了授权代码的示例。最终代码是经系统解释的若干值的串联,例如通过处理器以确定代码授权和响应于有效代码的接收应采取的动作(例如,延长使用阈值)。图3描述的最终代码是装置序列号、用户购买的信用额度、序号和加密签名的串联。装置序列号可以包括每个代码以确保支付完成后代码被系统使用。当代码里的装置序列号与器件的装置序列号不匹配时,系统可以拒绝调整阈值。基于收到的付款,信用额度确定阈值应该被调整的量。所有的支付可以将阈值移为统一的量,或者较大数额支付相比较小数额支付可将阈值移动更大的量。信用额度可表明器件已经被完全支付以解锁该器件。收到一定数量的支付或累积一定的信用额度也可以解锁器件(例如,一旦收到最终分期支付的代码,器件可以被解锁)。
序号可包括阻止代码的再次输入(例如,系统依据每个序号可以只接受代码)。此外,代码可以包括加密签名。该加密签名可以通过多种方式生成,比如通过公开密钥体系(PKI)(例如,该加密签名可以使用私钥创建数字签名,其中系统使用公共(如,RSA)密钥来验证代码的身份),或者通过共享密钥使用如AES、SHA1、或者SHA256或SHA512的加密算法生成签名。这样的密钥可验证作者并核实消息未被篡改,如通过错误校验值。签名可以作为代码的其它部分同时输入,或者处理器可通过无线通信协议单独要求签名。
器件使用监测系统可以只负责单独一台器件或可以用于器件网络。图4描述了由一个或多个器件使用监测系统负责的器件网络。该网络包括太阳能板402,充电控制器404,电池406,电灯408,电扇410,电视412和冰箱414。每一所述器件可以包括自主器件使用监测系统,例如416所示的处理器。自主器件使用监测系统416可以单独监控相关器件的使用,接收这些器件的代码,并将相关器件置于启用或禁用状态。
在其他执行中,器件使用监测系统可以被集中化,拥有一个主处理器(例如,连接到充电控制器404的处理器418)和几个从处理器416。每一个器件或整个网络的代码可以通过连接至充电控制器404的数据输入装置420接收。在一些执行中,可以对整个器件网络实施分期付款。在这些情况中,当器件的使用超过使用阈值时,主处理器418可以发送信号至从处理器416,从而指导从处理器416将器件置于禁用状态。在另一个实施方式中,主处理器可以单独的协调网络中每个器件的分期支付。在这些情况中,每一个器件的使用均可被追踪,当这些器件超过使用阈值时,主处理器可通过每个器件的相关联的处理器416指示将单独的器件置于禁用状态。每个器件的使用阈值可通过接收与这些器件相关联的有效支付代码来单独延长。
图5是示例代码验证操作的流程图。在502,用户输入授权代码,例如通过人机互动装置输入,或通过机器对机器通信无用户干预接收代码。在504,系统确定授权代码包括的加密签名是否有效。如果签名无效,则显示错误消息506,并且代码被拒绝。在508,系统确定授权代码中包含的序列号是否与关联器件的识别符相匹配。如果序列号不匹配,则显示错误消息506,并且代码被拒绝。在510,系统例如可通过一系列数值判定该授权代码是否先前被使用过。如果该代码已经被输入过,则显示错误消息506,并且代码被拒绝。在512,特定值(例如,授权代码中确定的对应于支付量的量)被添加到使用阈值。在514,授权代码的系列编号被记录以阻止授权代码的再输入。如果器件处于禁用状态,则器件在516被启用,并且在518显示成功的消息。
图6是描述器件使用监测示例的流程图。在602执行延迟,延迟期间一个或更多器件的使用在604被分析。在图6的示例中,基于检测到的使用来计算费用(例如,看1分钟电视即计算0.01美元的使用费用)。在606,自余额(例如,由输入的授权码标识的装置的信用额度量)中减去604计算的使用费用。在608,判定该金额是否大于0。如果余额大于0,信用维持,并且程序返回至延迟阶段602。如果余额小于0,在610将余额设为0,并且所述装置在612被禁用。在614会显示消息督促用户购买更多额度。
图7描述了操作场景的示例。在1月1日,器件由于剩余额度为12美元而处于启用状态。1月1日到1月5日期间的使用降低了这些额度。在1月6日,剩余额度为0美元,器件被置于禁用状态。在1月9日,例如通过输入有效代码使得额度为10美元,因此器件被重新启用。自1月9日至1月13日,对器件的使用使额度减少至2美元。在1月14日,器件被进一步再支付了13美元,这13美元的额度被添加至剩余的2美元余额,结果总额度为15美元。自1月14日至1月20日的使用将额度减少至0美元,自此器件被置于禁用状态。在1月22日,代码被输入以表明该器件已经被完全支付,器件被永久解锁。根据显示,永久解锁之后,22日及以后的额度和使用可不再被进一步追踪。
图8是描述器件的操作方法的流程图。在802,确定使用阈值,在804监测器件的使用。在806使用人机互动装置或机器对机器通信装置接收代码,该代码与额度数值相关。在808,可以确定接收到的代码是否为有效代码,在810可基于该有效代码相关联的额度值调整使用阈值。当所监测的使用超过使用阈值时,器件在812被禁用。
本说明书所述的实施例的主题和功能操作可以通过数字电子电路、或计算机软件、固件、或硬件来实现,包括说明书公开的结构及其等效结构,或者其中一个或多个的组合。说明书所述的实施例的主题可以通过一个或多个计算机程序产品实现,例如在计算机可读性介质上的计算机程序指令代码编码的一个或多个模块,通过或者用于控制数据处理装置的操作。
计算机可读性介质可以是可机器读取的存储装置、可机器读取的存储基板、记忆装置、或者其中一个或多个的组合。术语“数据处理装置”包含了所有处理数据的设备、装置和机器,包括示例的可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。设备可以包括附加的硬件,为所述计算机程序创造执行环境的代码,例如,构成处理器固件的代码、协议栈、数据库管理系统、操作系统、或者其中一个或多个的组合。传播信号是人工产生的信号,例如,机器生成的电、光或电磁信号,被产生用于对消息进行编码以传输至合适的接收装置。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码),可以用任意形式的程序语言编写,包括编译或解析语言,同时其可以任意形式部署,包括在计算机环境中作为独立程序或者作为模块、组件、子进程、或其他合适的单元使用。计算机程序不必要在文件系统中对应文件。程序可被储存在存放其他程序或数据的文件夹的一部分中(例如,一个或多个用标记语言文件存储的脚本),在所述程序专用的单个文件中,或在多个协同的文件中(例如,存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)。计算机程序可以在一台或多台电脑上部署执行,电脑位于一个站点或跨多个站点分布并通过通信网络互联。
本说明书所描述的过程和逻辑流程可通过运行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行来实现,以通过操作输入数据和产生输出来执行功能。过程和逻辑流程可通过专用逻辑电路来执行,装置也可通过专用逻辑电路来实现,专用逻辑电路例如为FPGA(现场可编程门列阵)或者ASIC(应用特定集成电路)。
执行计算机程序的适合的处理器包括,以下列举的,通用和专用微处理器,和任意种类数字计算机的一个或多个处理器。一般地,处理器可以从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本要素是执行指令的处理器和一个或多个存储指令和数据的存储装置。一般地,计算机还可以包括或被操作地耦合以从用于储存数据的一个或多个大容量存储设备接收数据、将数据发送到用于储存数据的一个或多个大容量存储设备、或者两者,大容量存储设备例如为磁盘、磁光盘或光盘。然而,计算机不必须具有这些设备。此外,计算机可以被嵌入另一台装置,例如,手机、个人数字助理(PDA)、移动音频播放器、全球定位系统(GPS)接收器,仅举几例。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读媒体包括所有形式的非易失性存储器、媒体和存储设备,包括例如半导体存储设备(如,EPROM、EEPROM)、和闪存设备、磁盘等、例如内部硬盘或可移动磁盘、磁光盘、和CD-ROM和DVD-ROM。处理器和存储器可被补充或合并至专用逻辑电路。
为提供与用户的交互,说明书中所述主题的实施例可通过拥有显示装置的计算机实施,例如,用于向用户显示消息的CRT(阴极射线管)到LCD(液晶显示)监视器,和用于使用户向计算机提供输入的键盘和指向设备,例如,鼠标或轨迹球。其他种类的设备也可用于提供与用户的交互,例如,提供给用户的反馈可以是任意形式的感觉反馈,例如,视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈,同时来自用户的输入可以任意形式被接收,包括声音、语音或触觉输入。
说明书所述的主题的实施例可通过包括后端组件的计算系统实现,例如,数据服务器,或包括中间组件的的计算系统,例如应用服务器,或者包括前端组件的计算系统,例如客户端计算机拥有图形用户界面和Web浏览器,用户可以通过它与本发明所述的主题的实例、或任何这样的后端、中间件或前端组件的一个或多个的组合进行交互。系统的组件可以任意形式或介质或数字数据通信(例如,通信网络)互连。通信网络的例子包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”),例如互联网。
计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常互相远程并通常通过通信网络交互。借助于计算机程序在相应的计算机中运行并互相具有客户端-服务器的关系,产生客户端和服务器之间的关系。
虽然本说明书包含许多细节,但这些不应被理解为对本发明或要求保护的范围的限制,而是对本发明的具体实施例的特定的特征的描述。说明书上下文所述的某些特征或单独的实施例还可在一个实施例中组合实施。相对比的,上下文所述的单个实施例的各特征也可分别在多个实施例或任意适合的变形中实现。此外,即使以上列举的特征可能表现为上面所述的某些组合甚至最初的权利要求如此表示,但是,在某些情况下可以将一个或多个特征从组合中取消结合,且要求保护的组合可针对子组合或者是子组合的变形。
同样,附图中的操作是按照具体的次序示出的,这不应被理解为要求此类操作按照示出的具体顺序或者依次执行,或执行所有示出的操作才能得到想要的结果。在特定情况中,多任务处理和并行处理可能是有利的。此外,以上实施例所述的各种系统组件的分离不应被理解为在所有的实施例中均要求这样的分离,其应被理解为所述的程序组件和系统一般地可被集成在单个软件产品或包装为多个软件产品。
因此,本发明的具体实施例已被描述,其他实施例落入所附权利要求的范围内。例如,权利要求限定的方案可以不同顺序执行,仍然可实现所要的结果。

Claims (15)

1.一种自主供电器件控制系统,包括:
多个器件;
为所述多个器件供应电力的电池;
捕获能量并且为电池充电的能量捕获装置,其中所述能量捕获装置和所述电池不与外部电网连接;和
充电控制器,所述充电控制器被配置为控制要从所述能量捕获装置传送到所述电池的捕获的能量的量,所述充电控制器包含:
主处理器,所述主处理器被配置为通过向与各器件关联的从处理器发送启用或禁用信号来将该器件分别置于启用状态或禁用状态,所述主处理器被配置为追踪每个器件的使用,所述主处理器被配置为基于器件的使用超过阈值来确定何时该器件将被置于禁用状态,所述阈值为器件被置于启用状态的时间段、器件在启用状态可用的时间量、或者器件被置于禁用状态之前可使用的电力的量;
其中,所述多个器件中的各器件响应于从处理器,其中,从处理器基于与该从处理器相关联的器件的使用向主处理器发送使用信号,其中,从处理器基于从所述主处理器接收的启用或禁用信号来启用和禁用相关联的器件,和
数据接收装置,所述数据接收装置被配置为接收代码,其中,在接收到有效代码时,所述主处理器被配置为调整阈值,以允许器件的额外使用,其中,所述代码包括签名,其中,所述主处理器验证所述签名以确定所述代码是否有效,其中,所述签名鉴别所述代码的来源以及所述代码没有被篡改,其中,所述主处理器被配置为防止再次使用所述代码。
2.权利要求1所述的系统,其中,所述从处理器位于器件中,并且其中,当器件被置于禁用状态时,所述从处理器将器件从电源断开。
3.权利要求1所述的系统,其中,所述主或从处理器被配置为在接收到有效代码时延长器件将处于启用状态的时间量。
4.权利要求1所述的系统,其中所述主或从处理器为MicrochipPIC24FJ64,AtmelAT89C51,ZilogEncoreZ8F0130,IntelCore2,IntelCorei3,IntelCorei5,和IntelCorei7,AMDAthlonII,或者AMDPhenomII。
5.权利要求1所述的系统,其中所述主或从处理器为微控制器或微处理器。
6.权利要求1所述的系统,其中使用AES,SHA1,SHA256或者SHA512加密函数来鉴别签名。
7.权利要求1所述的系统,其中该能量捕获装置是太阳能板。
8.权利要求1所述的系统,其中主处理器被配置为在接收到特定的有效代码时把器件将处于启用状态的时间量延长为无限长的时间段。
9.权利要求1所述的系统,其中所述数据接收装置为键盘、按钮、语音识别装置、条形码扫描器、红外接收器、或者RFID读取器。
10.权利要求1所述的系统,其中该数据接收装置是使用802.11Wi-Fi通信协议、全球通信系统(GSM)、短消息服务(SMS)、通用分组无线业务(GPRS)、增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)、国际移动通信技术-2000(3G)、微波存取全球互通技术(WiMAX)、或者国际移动通信先进技术(4G)的机对机通信装置。
11.权利要求1所述的系统,其中所述主处理器被配置为:为了计算碳抵消额度的目的而监测消费者使用的可再生能源。
12.权利要求1所述的系统,其中,当器件被置于禁用状态时,器件被置于限制使用的状态,其中所述限制使用的状态使得当器件处于启用状态时可用的器件的至少一个功能无法使用。
13.权利要求1所述的系统,其中,对器件的禁用防止器件以全操作模式操作。
14.权利要求13所述的系统,其中,对器件的禁用:防止电扇在最低档以外运行,防止电视从特定频道改变,或者,防止灯从低水平设置改变。
15.权利要求1所述的系统,其中主处理器被配置为禁用所述多个器件中的某些器件,而不禁用所有的所述多个器件。
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