基于电力线载波的远程自动智能抄表系统
基于低压电力载波的远程自动抄表系统的设计
调 制 解 稠 器 集 成 电路 ． 有 接 具
收和发送数据的全部功能 ． 在 采集 器 中它把信 息 发送 到 电 力 线 上 Ｓ＂ ３ Ｉ ５ ７除 了具 有 数 ７ 据 接 收 和发 送 功 能 外 ． 具 有 还 载 波 侦 听 功 能 ． 目 的也 是 为 其 提 供有 效 的 电 网运 行 参 数 该 系统 的实 现 是 迈 向配 电 自动 化 的 了保 证 数 据 准 确 可 靠 地 传 送 第一步． 具有 广 阔 的 应用 前景 Ｓ７３ Ｔ ５ ７采 用 频 移 键 控 （Ｓ ＦＫ） ２ 系统 的 结构 和 功 能 ． 方 式 ， 用 的栽 波 频 率 为 １２ 使 ３． 该 系 统 的 结 构 如 罔 ４ ｋＩ，数 据 传 送 速 率 为 １０ ｂｔ 。 时 钟 电 路 采 用 Ｄ １８ ７芯 ５Ｉ ｚ ２ ０ ｉｓ ／ Ｓ２８ １ 示 ，由五部分组成 ： 所 片 ， 有万 年 历 时钟 。 有 电 池 可保 证 掉 电 时钟 不停 。看 门狗 电 具 吉 电 能表 、 集 器 、 中 器 、 采 集 路 采 用 ＭＡ Ｓ ３ 防止 单 片 机 死 机 Ｘ １． 通 信模 块 和 主 站计 算 机 ３ ． 中器 ２集 电 能表 大体 上 呵分 集 中器 可在 ～ 个 变 压 器 下设 置一 个 ．主要 负责 数 据 的传 送 为 两种 类 型 ： 电式 和全 机 与接 收 ． 图 ３所示 中器 也 以 Ａ ８Ｃ ２为 核 心 ． 过 ５ ７ ３ 如 集 Ｔ９５ 通 Ｔ ５７ 电 子式 机 电式 电 能表 可 接收采 集器发送到 电力线上的数据 ． 加存储 到 Ｒ 累 ＡＭ． 系统 本 的 ＲＡ 芯 片选 用 Ｄ ｌ 公 司 的 Ｄ １ ２ Ｙ． Ｍ ａａ ８ Ｓ ２ ５ 该 片 是 一 种 容量 为 通 过 安 装 在 电 能 表 内 部 图 １系统结构圈 的 光 电转 换模 块把 电能 表 圆 盘转 动 时 的信 号 转 换 成 脉 冲 电 信 号 ８ ｘ Ｋ ８的 ｇ Ａ 具 有 掉 电保 护 功 能 ． 防 止 意 外 而 导 致 的 数 据 Ｒ Ｍ． 能 输 出 电子 式 电 能表 可 直接 输 出 电信 号 电能 表输 出的 电信 号 丢 失 主 站 计算 机 之 问 通 过 ＭＯ Ｅ 进 行 通 信 ． 全 Ｄ Ｍ 向主 站 传 送抄 送 入采 集 器 进 行 电能 的计 算 、 Ｊ和 存储 。 累ｊ ｕ 表 信 息 ． 接 收 控 制 命令 并 采 集 器 用 于 同 时采 集 多 个 用 户 电能 表 的 电量 信 息 ． 过 电 ４ 系 统 的 软件 设 计 通 ． 系统 的 软 件 没计 包 括 采 集 器 部 分 、集 中 器 部 分 和 主 站 计算 力 载波 通 信 将 数 据传 送 给 集 中 器 、 集 中器 。 能够 按 照设 定 的 抄 表时 间 。 天 自动 采集 各 蚪户 电 机 部 分 面 主要 给 出主 站 计 算 机部 分软 件 设 计 部 分 软 件 设 每 Ｉ 下 这 能 表 的 累 计电 量 ． 回送 主 站计 算 机 ． 时 响 应 主 站计 算 机 的 各 种 计 又 包 括 通 信 软 件 设 计 和 主 站 管 理 软 件 设 计 ． 采 用 Ｖ 及 均 Ｂ设 计 ， Ｖ Ｂ为 可 视 化编 程 软 件 ． 有 丰 富 的控 件 供 选 ｊ ， 能 强 大 ． 有 具 ｛功 ｊ 具 通 信 命令 。 通 信模 块 通 信 模 块 用 束实 现 主 站 计 算 机 集 中器 之 问 的 很 好 的 数 据 库 管理 功 能 。 通 信 。通 信 模 块 可 以是 公 用 电话 网 、 Ｓ 网 、Ｐ Ｓ 扩 频 通 信 系 ４１ 信 软件 ＣＭ ＧＲ 、 ．通 统 和 专线 等 各 种 方 式 ． 文 选 用公 用 电 话 网 本 通 信 软件 包 括 拨 号 、 机 、 挂 ［ ｝ 主站 计 算 机 主 要 是 接 收集 中器 传 送 过 来 的 用 户用 电量 数 查 询 和 电 表 参 数 设 置 。 ，Ｉ Ｄ Ｍ Ｔ命 令 集 拨 号 ． 过 通 据 ， 生 成 收 费表 。可 设 置 电 表 的各 种 初 始 化 数 据 参 数 ， 过 主 ＭＯ Ｅ Ａ 并 通 站计算 机 ， 理人 员 可 以随 时 获取 所 需 要 的各 种 数 据 和 信 息 ， 管 它 使 串 Ｅ 的 Ｄ Ｔ引 脚 变 为 低 电 ｌ Ｒ 是 系统 的人 机 界 面 平 挂 机 查 询 软 件 完 成 查 询 电 ３ 系统的 硬 件 设 计 ． 表 内各 种 计量 信 息 的 主要 任 该系统的硬件主要包括采集 器和集 中器两部分 务 ． 要 流 程 图如 图 ４所 示 主 参 数设 置 主 要 用 于 电表 内 ３１采 集 器 ． 采 集 器 的 主 要功 能是 采 集 用 户 电能 表 的 电量 信 息 ．同 时 与 集中器进行通信 。如图 ２所示。 主要器件是 Ａ ８ Ｃ ２ 是一种 其 Ｔ ９５ ， 带 ８ ｙｅ ｋｂｔ ｓ的可反复擦写 Ｆａｈ只读存储 器的低电压 、高性 能 ／ ｓ Ｃ Ｏ 单 片 机 ， 有 体 积 小 ， 本低 ， 靠性 高的 特 点 。 采 用 Ｍ Ｓ８位 具 成 可
基于ES16T的电力线载波自动抄表系统
业对供电 质量要求也越来越高。应 用人工抄表的 传统电能管理
模式已经不能满足电力发展的要求 。 为了保证电力系统准确、 安全地运营， 需要实现以城乡集中自动抄表为基础的计量精确、 功能强大的电能计量系统。 在电力线上实现通信有许多技术难点 ， 如节点多 、 隔离
脉冲式 、 多径等各种干扰。经功能、 性能 比较选择 Ｅ １Ｔ作 Ｓ６ 为核心器件 ． 整个系统 以扩频载波通信的方式承载信息， 抗 干扰能力强． 出信号谐波成分少 。 输 可较精确地实现电表的
自动抄收。
多、 干扰大、 阻抗具有较强的时变性等ｌ 因此， ４ １ ， 一直是业界
研究的焦点【 ５ １ 。关于 自动抄表系统的研究 ， 国外起步较早 ， 但
１ 引 盲
随着我国经济的飞速发展． 电力资源需求不断增加， 各行各
实验研究， 但真正推广应用的甚少。 本文研究了在调制方式上采用扩频技术 ，其 中：１ 主 （）
站与集中 器之间的信道， 采用开路扩频调制传输。 针对这段
传输国内的研 究有采 用光纤 的［， ９但费用高 、 １ 利用率低 ； 有 利用ＧＲ Ｐ Ｓ的【 。 ｌ 但一旦间断则不易于再 次联接 。（ ） 中 ０ １ ２集 器与抄表终端之间的信道 ，采用低压电力线扩频技术。这
３１ 系统组成 ．
Ｅ Ｒ Ｍ（Ｉ２ＬＯ） ｍ是对网络地址和测量数据存 Ｚ Ｏ ＭＣ４Ｃ２ Ｐ ￣ 储管理。
（） ３ 信号收发单元 该单元应用 Ｅ １ Ｓ６ Ｔ对信号进行扩频调制解调 ， 并由外围的 耦合电路、 收发电路、 低功耗窄带模拟前端 Ａ Ｅ３１ Ｆ３６ 实现扩频
调制信号的收发及 Ｆ Ｍ解调。
基于电力线宽带网的自动抄表系统的开发
基于电力线宽带网的自动抄表系统的开发
黄瀛
【期刊名称】《电力与电工》
【年(卷),期】2005(025)004
【摘要】介绍了一种基于宽带网络的新型自动抄表系统,利用本系统可实现对居民用户提供电力线宽带服务的同时,为供电部门提供电力抄表服务.
【总页数】3页(P27-28,37)
【作者】黄瀛
【作者单位】福建省电力试验研究院,福建,福州,350007
【正文语种】中文
【中图分类】TM769
【相关文献】
1.基于电力线载波通信的远程自动抄表系统设计和实现 [J], 万照坤
2.基于低压电力线载波的远程自动抄表系统 [J], 彭昱
3.基于电力线载波通信及LabVIEW技术的远程自动抄表系统研究 [J], 郭俊梅;冯丽辉;王宁宁
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5.松下开发出利用电力线进行高清晰度视频传送的家庭宽带网络技术 [J],
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电力线载波远程抄表系统的研究实现
Ｙ Ｚ ｅ －ａ ｇ Ｕ ｈ ｎｊ ｎ ｉ
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｐ ｅ ｈ ｓｇ ａ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｓ ｓ ｍ ａ ｅ ｎ Ｍａｌ ｂ ｗ ｉｈ ｒ ａ ｉｅ ｈ Ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｓ ａ ｓ ｅ ｃ ｉｎ ｌ ｑ ｉｉ ｏ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｙ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ， ｈ ｃ ｅ ｌ ｓ ｔ ｅ ｎ ａ ｉ ｅ ａ ｚ
基 于低 压 电力 电力线载 波远程抄表 系统 ， 并详细介绍 了该抄表 系统的 总体 设计 、 硬件
设计和软件设计等。
关键词 ： 电力线载波； 远程抄表 系统 ； 低压 电网； 载波通信 ； 扩频通信
中图分类号 ： Ｍ ６ Ｔ ７２ 文献标识码 ： Ａ
１ 设 计背 景
１１ 研 究 背 景 ．
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ７ ２ １— ３ ２
基于XN5106的集中抄表通讯系统
基于XN5106的集中抄表通讯系统集中抄表系统越来越多的被用于对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。
在电力集中抄表系统中，电力线载波因其有线通讯，但无需另外铺设线路，安装方便等优点，成为了电力通讯中“最后一公里”的优选解决方案。
本文论述的就是基于讯能科技的XN5106电力载波芯片在集抄系统中的应用。
标签：集中抄表系统；载波通讯；XN5106；1.系统构成电力用户信息采集系统由主站、前置机、集中器、采集器、电能表等部分构成。
前置机与集中器之间采用GPRS通讯，集中器与采集器之间采用电力线载波通讯，而采集器与电能表之间则是RS485通讯。
整个系统框图如下：2. 各系统单元功能2.1 主站具有选择集中器并与集中器进行信息交换功能的设备。
在本抄表系统中，主站包括前置机、应用服务器和数据库服务器三个部分，而前置机则是直接和集中器进行通讯的部分，负责通过各种通讯介质和集中器进行通讯，可以单独运行，在与主站其它部分脱离联系以后（通讯部分还正常），仍然可以维持系统的运行。
2.2 集中器集中器是电力抄表系统中的关键设备，由数据处理单元、数据存储单元、时钟单元、抄表通讯单元、数据传送通讯单元组成。
能够通过下行通道自动抄收本集中器要管理的表计列表，对指定表计进行点抄操作，并具有自动上报功能，可以与上位机软件通讯，传送指定类型的数据或执行特定的操作。
集中器通信单元分为上行、下行、本地三种，上行为集中器与主站的通信信道，下行为集中器与表计或采集器的通信信道，本地为设置和读取集中器参数的通信信道。
上行采用GPRS通讯，GPRS模块采用MC55模块，该模块广泛使用，其性能稳定，安全可靠，适用于欧洲和亚洲的频段（900，1800和1900 MHz）。
下行采用PLC（电力线载波），PLC模块的主芯片采用杭州讯能科技有限公司开发的XN5106，该智能型电力载波控制芯片，采用32位处理器内核，其中固化了载波通讯的协议栈和系统自动路由算法模块。
基于电力载波的自动抄表系统设计
基于电力载波的自动抄表系统设计忻龙彪，刘春蕾（河北建筑工程学院，河北张家口０７５０２４）摘要：介绍高可靠性的自动抄表系统的工作原理及软硬件实现。
选择良好性能的电力载波芯片以确保数据在电力线上准确可靠地传输；ＣＲＣ循环校验和脉冲边沿抖动处理又使得数据误码率大幅度减小。
关键词：电力载波ＣＲＣ循环校验自动抄表系统０引言目前，我国城乡居民抄读电表、水表和煤气表的方式基本上都是人工的。
这种落后的方式，消耗大量的人力、物力、财力，而且查收数据时间跨度大，准确度低。
建设部出台文件要求以自动抄表系统逐步取代传统的人工抄表。
自动抄表系统目前主要采用有线通信技术和电力载波通信技术两种方式进行通信。
有线通信技术以稳定性具有一定的优势，但有线通信敷设线路工程量大，且易被人为损坏；同时住宅楼建成后，再在墙壁表面敷设导线不美观、不整齐，居民不接受。
我们采用高性能电力载波芯片设计了自动抄表系统。
系统采用多种技术解决了电力线传输数据信号时受到的干扰问题，使整个系统达到相当高的可靠性。
它利用现有的每家每户的交流电力线作为通信线路，省去了敷设线路的麻烦，优势明显。
但电力线是用来输送电能的，所以用电力线传输数据也有一些问题：(1)配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传输。
(2)不同的信号耦合方式对电力载波信号损失不同。
(3)电力线存在着自身固有的脉冲干扰。
这些问题使电力线成为一种不太理想的通信媒介。
但借助一个功能强大的电力载波芯片，使电力线载波通信成为可能。
１系统总体构成自动抄表系统总体由以下几部分构成：智能脉冲表、数据采集器模块、集中器模块、上位机和电力载波模块等。
系统的构成框图如图1所示。
机集中器采集器表1表3表4表2图１自动抄表系统构成框图２系统工作原理２．１数据采集器模块智能脉冲表（水表、电表及煤气表）产生脉冲信号，并把它转化为电信号送到采集器中，采集器负责对脉冲进行计数，同时与集中器进行通信。
采用电力线载波自动抄表技术研究
［ 关键 词 ］电力载波
自 动抄 表 采 集终 端
集 中器 计算机
（） ａ 电话 线 网络 ，现 场 总线 通 过 一个 电话— — 现 场 总 线转 换 装
置 与公 用 电话 网 相连 ，电脑 通 过 Ｍｏ ｅ ｄ ｍ经 公 用 电话 网实现 与 现场 总线 的通讯 ； ． （） ｂ 以太 网 ，现场 总线 通过 一 个 网络 — —现 场 总 线 转换 装 置 与 （）Ｐ Ｓ ｃ Ｇ Ｒ 移动 通讯 网络 ，现 场 总线 通 过一 个 ＧＰ Ｓ — 现 场总 Ｒ— 线 转 换 装 置 与 公 用移 动 电话 网相 连 ，电脑 通 过Ｍｏ ｅ ｄ ｍ经移 动 电
，
３ 数据 集 中器 ： 整 个 系 统 的 桥 梁 ，用 于 终 端管 理 、 数 据 缓 存 ；起 下传 计
算 机 命 令 、 上 传 终 端 数据 给 计 算 机 的作
用。
图２ 分 散 式 的低压 电 力线 载波 自动 抄表 系 统
系 统 选 用 成 星 公 司 的Ｔ ＣＵ２ ２ 集 １ 型 ２ 中器 ，接 Ｅ为 标 准 的 ｌ Ｒ ４ ５ 口 ，数 据 存 Ｓ ８接 储 器 带 有 后 备 电 源 供 电 ，当 交 流 断 电 时 ， 可 保 持 其 中 的 数 据 不
越 来越智 能化 。
考虑 到 电力线 遍布 各处 ，从 发 电厂到 各个 居 民家庭 无所 不 至 ， 利 用现有 的 电力 网作 为信道 ，不 需要 重新 布线 ，可 以节 省大 量 的人 力物 力 ，电 力载波 抄表 是最 符合 电力 系统 特点 的 自动抄 表 方案 。但
是 电力线 不 同于光 纤 ，同轴 电缆 ，双 绞线 等专 用 的通信 媒质 ，它的 主要 功能 是 电力传输 ，其设 计时 不可 能兼顾 高 频通 信 的技术 要 求。 作 为通信 媒质 ，信 道环 境恶 劣 ，特 别 是低压 电力线 ，负载 多而复 杂 且 时变 ，存在 大量 噪声 。造 成抄 表成 功率低 ，这一 现象 阻碍 了载 波 抄表 系统 的大量 应用 。 虽然 电力 载 波 自动 抄 表 系 统在 电表 方 面 的 研 究 已经 有 显 著 的
低压电力线载波的远程电能抄表系统的设计
总线 接 口的 铁 电存 储气 Ｆ ５ ４ Ｍ２ ００作 为 非 易 失 性存 储 器 ，具 有 读 写 速 体 接 使 该 系 统 的 结 构 如 图 １所 示 ， 五 部 分 组 成 ： 由 电能 表 、 集 器 、 中 度 快 ， 积 小 ， 口简 单 ， 用 寿命 长 的特 点 。与 集 中器 之 间 采 用 现 有 采 集 的 电 力线 进 行 通 讯 ，不 用 额 外 布线 。选 用 ｓ ７ ３ ｒ５ ７作 为 电力 载 波 器 件 器 、 信 模 块 和 主站 计 算 机 。 通 ｌ］ ３ Ｓ７ ３ Ｔ ５７是 Ｃ Ｓ异 步半 双 工 电 力 线 调制 解 调器 集 成 电路 ，具 有 接 ＭＯ
ｉ ｓ ｄ ａ ｏ ｓ ｕ ｅ ｓ ｃ ｍｍｕｎ ｃ ｔｏ ｈａ ｎ １ ｈ ｏ ｉ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｅ ．ｔ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ ｃ ｂ ｅ ｎ ｅ ｏ ｅ ｌ ｉ ｎ ｔ ｉ ｙ ｔ ｍ，ｓ ｔｃ ｎ ｒ ｄ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ａ ｇ ｌ ．Ｔ ｅ ｓｒｘｔ ｒ ｎ ｎ ｃ ｔ ａ ｌ ｅ ｄ ｎ ｔｂ ａｄ ｉ ｈ ｓ ｓ ｓｅ ｏ ｏ ｉ ａ ｅ ｕ ｅ ｉ ｖ ｓ ｍｅ ｔ ｌ ｒ ｅｙ ｈ ｔ￣ ｕ ｅ ａ ｄ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｎ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ａ ｄ ｒ ｓ ｆｗａ ｅ ｎ ｏ ｃ ｅ ｔ ｉ ｇ ａ ｅ ｓ ｐ ｌｅ ． ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｖ ｏ ｃ ｓ 、 ｉ ｈ ｕ ｃ ｉ ｆ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｈ ｒ ｗａ ｅ、 ｏ ｔ ｒ ａ ｄ Ｓ ｍｅ ｓ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍｓ ａ ｕ ｐ ｉ ｄ Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｌ ｗ ａ ｔ ｈ ｇ ｏ ｔ ｃ ｒ
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ａ ｄ ｈ ｇ ｆ ｃ ｅ ｃ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ．Ｔ ｅ ｉ ｔｒ ａ ｔｕ ｔ ｒ ｆｓ ｓ ｍ ，ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｗｏ ｋｎ ｒ ｃ ｓ ｆｅ ｅ ｙ ｍｏ ｕ ｅ ｉ ｎ ｉｈ ｅ ｉｎ ｙ ｗａ ｅ ｉｎ ｄ ｈ ｎ ｅｎ ｌｓｒ ｃ ｕ ｏ ｙ ｔ 【 ｉ ｅ ｅ ｈ ｒ ｉ ｌ ｎ ｎ ｒ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｖ ｒ ｄ ｌ ｓ
第 １ ９卷 第 １ ４期
Ｖｏ ． ９ １ １
ＮＯ．４ １
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２ １ 年 ７月 ０１
Ｊ１２ １ ｕ ． ０１
基才 电力 线载 波的远程 自动智能抄 表系统
霍 弘宇 。张 剑
关 键 词 ：电力 线 载 波 通 信 ；智 能抄 表 系统 ； Ｎ ５ ０ ； Ｆ Ｍ ＩＴ ２ ０ Ｏ Ｄ
中 图分 类 号 ： Ｎ １ ． Ｔ ９ ３６ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：ｌ ７ — ２ ６ ２ １ ） ４ ０ ５ － ３ ６４ ６ ３ （０ １１ － １３ ０
Ａｎ ｎｔ ｌｉ ｅ ｔｒ ｍ ｏ ｅ ａ ｔ ｍ ａ ｉ ｅ ｅ ｅ ｄ ｎｇ ｓ ｓ ｅ ｓ ｄ ｎ ｐｏ ｒ ｌｎ ｉ ｅｌ ｎ ｅ ｇ ｔ ｕ ｏ ｔｃ ｍ ｔ ｒ ｒ ａ ｉ ｙ ｔ ｍ ｂａ ｅ ｏ ｗｅ ｉ ｅ
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随 着 我 国 电 力 系 统 的 深 化 改 造 ， 在 “ 表 一 户 ” 至 现 一 甚
“ 表 一户” 多 已经 实 施 。 统 的 手 工 抄 表 方 式 已 经 不 适 合 现 在 传 日益 增 长 的 电表 数 量 。随 之 发 展 起 来 的 是 自动 抄 表 技 术 ， 现 存 的 自动 抄 表 技 术 主要 分 为 下 面 ３种 方 式 ： 线 式 、 线 式 总 无
ｒ ｓ ｕ ｃ ｓ ｎ ａ ｏ ｄ ｖ ｒ ｃｔ ， Ｏｉ ｈ ｓａｇ ｅ ｔ ｐ ｃ ｒ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｅ ｏ ｒ ｅ ，ａ ｄ ｈ ｓ ｏ ｅ ａ ｉ Ｓ ａ ｒ ａ ａ ｅｆ ｖ ｌｐ ｎ ． ｇ ｙ ｔ ｓ ｏｄ
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