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STM32HAL库+ESP8266+cJSON+微信小步调_毗连华为云物联网 平台
实行利用资源:正点原子F407
USART1:PA9P、A10(串口打印调试)
USART3:PB10、PB11(WiFi模块)
DHT11:PG9(收罗数据、上报)
LED0、1:PF9、PF10(根据收到的下令,控制亮灭)
表现屏(无关紧急)
0 前置内容准备
以下内容请参考之前写过的博客
- HAL库创建工程【STM32CubeMX安装_stm32cubemx下载-CSDN博客】
- ESP8266固件烧录【ESP8266烧录AT指令】
1 华为云物联网 平台创建产物
1.1新建产物
- 在华为云装备接入IoTDA平台,点击左上角的【创建产物】,参考下图填写产物信息。
- 创建完成后进入创建的产物,举行产物模子设置。起首先创建一个服务,服务ID自己根据现实写。
- 点击【新增属性】,根据现实需求,添加须要交互的数据及其范例和访问方式。
- 点击【添加下令】,举行指令的设置,【下发参数】就是下发指令控制装备,【相应参数】就是读取装备上传信息。
1.2 新创建备
在【全部装备】界面,点击的【注册装备】添加装备
1.3 获取MQTT三元素
在新创建的装备中,点击检察MQTT毗连参数,即可获取三元素
1.4 获取订阅Topic
在之前创建的产物中,Topic管理内里包罗我们须要订阅的Topic
2 usart模块
- 将【stm32f1xx_it.c】内里的void USART1_IRQHandler(void) 和void USART3_IRQHandler(void)函数表明掉
- 将下面的代码粘贴到【usart.c】中的最下面的/* USER CODE BEGIN 1 */和/* USER CODE END 1 */之间
- /**
- * @brief ATK-MW8266D UART printf
- * @param fmt: 待打印的数据
- * @retval 无
- */
- void atk_mw8266d_uart_printf(char *fmt, ...)
- {
- va_list ap;
- uint16_t len;
-
- va_start(ap, fmt);
- vsprintf((char *)g_uart_tx_buf, fmt, ap);
- va_end(ap);
-
- len = strlen((const char *)g_uart_tx_buf);
- HAL_UART_Transmit(&huart3, g_uart_tx_buf, len, HAL_MAX_DELAY);
- }
- /**
- * @brief ATK-MW8266D UART重新开始接收数据
- * @param 无
- * @retval 无
- */
- void atk_mw8266d_uart_rx_restart(void)
- {
- g_uart_rx_frame.sta.len = 0;
- g_uart_rx_frame.sta.finsh = 0;
- }
- /**
- * @brief 获取ATK-MW8266D UART接收到的一帧数据
- * @param 无
- * @retval NULL: 未接收到一帧数据
- * 其他: 接收到的一帧数据
- */
- uint8_t *atk_mw8266d_uart_rx_get_frame(void)
- {
- if (g_uart_rx_frame.sta.finsh == 1)
- {
- g_uart_rx_frame.buf[g_uart_rx_frame.sta.len] = '\0';
- return g_uart_rx_frame.buf;
- }
- else
- {
- return NULL;
- }
- }
- /**
- * @brief 获取ATK-MW8266D UART接收到的一帧数据的长度
- * @param 无
- * @retval 0 : 未接收到一帧数据
- * 其他: 接收到的一帧数据的长度
- */
- uint16_t atk_mw8266d_uart_rx_get_frame_len(void)
- {
- if (g_uart_rx_frame.sta.finsh == 1)
- {
- return g_uart_rx_frame.sta.len;
- }
- else
- {
- return 0;
- }
- }
- void USART1_IRQHandler(void)
- {
- #if SYS_SUPPORT_OS /* 使用OS */
- OSIntEnter();
- #endif
- HAL_UART_IRQHandler(&huart1); /* 调用HAL库中断处理公用函数 */
- while (HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)g_rx_buffer, RXBUFFERSIZE) != HAL_OK) /* 重新开启中断并接收数据 */
- {
- /* 如果出错会卡死在这里 */
- }
- #if SYS_SUPPORT_OS /* 使用OS */
- OSIntExit();
- #endif
- }
- void USART3_IRQHandler(void)
- {
- /* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 0 */
- /* USER CODE END USART3_IRQn 0 */
- HAL_UART_IRQHandler(&huart3);
- /* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 1 */
- uint8_t tmp;
-
- if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3, UART_FLAG_ORE) != RESET) /* UART接收过载错误中断 */
- {
- __HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(&huart3); /* 清除接收过载错误中断标志 */
- (void)huart3.Instance->SR; /* 先读SR寄存器,再读DR寄存器 */
- (void)huart3.Instance->DR;
- }
-
- if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3, UART_FLAG_RXNE) != RESET) /* UART接收中断 */
- {
- HAL_UART_Receive(&huart3, &tmp, 1, HAL_MAX_DELAY); /* UART接收数据 */
- if (g_uart_rx_frame.sta.len < (256 - 1)) /* 判断UART接收缓冲是否溢出
- * 留出一位给结束符'\0'
- */
- {
- g_uart_rx_frame.buf[g_uart_rx_frame.sta.len] = tmp; /* 将接收到的数据写入缓冲 */
- g_uart_rx_frame.sta.len++; /* 更新接收到的数据长度 */
- }
- else /* UART接收缓冲溢出 */
- {
- g_uart_rx_frame.sta.len = 0; /* 覆盖之前收到的数据 */
- g_uart_rx_frame.buf[g_uart_rx_frame.sta.len] = tmp; /* 将接收到的数据写入缓冲 */
- g_uart_rx_frame.sta.len++; /* 更新接收到的数据长度 */
- }
- }
-
- if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3, UART_FLAG_IDLE) != RESET) /* UART总线空闲中断 */
- {
- g_uart_rx_frame.sta.finsh = 1; /* 标记帧接收完成 */
-
- __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart3); /* 清除UART总线空闲中断 */
- }
- /* USER CODE END USART3_IRQn 1 */
- }
复制代码
- 在【usart.c】上面的的/* USER CODE BEGIN 0 */和/* USER CODE END 0 */之间到场下面的代码
- #include <stdarg.h>
- #include <stdio.h>
- #include <string.h>
- #if 1
- #pragma import(__use_no_semihosting)
- //标准库需要的支持函数
- struct __FILE
- {
- int handle;
- };
- FILE __stdout;
- //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
- void _sys_exit(int x)
- {
- x = x;
- }
- //重定义fputc函数
- int fputc(int ch, FILE *f)
- {
- while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
- USART1->DR = (uint8_t) ch;
- return ch;
- }
- #endif
- uint8_t g_rx_buffer[RXBUFFERSIZE]; /* HAL库使用的串口接收缓冲 */
复制代码
- 在【usart.c】中的void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)函数中调解制止优先级,WiFi的usart3的高于串口的,同时添加usar使能
- 在【usart.h】中的/* USER CODE BEGIN Private defines */和/* USER CODE END Private defines */之间到场下面的代码
- static struct
- {
- uint8_t buf[256]; /* 帧接收缓冲 */
- struct
- {
- uint16_t len : 15; /* 帧接收长度,sta[14:0] */
- uint16_t finsh : 1; /* 帧接收完成标志,sta[15] */
- } sta; /* 帧状态信息 */
- } g_uart_rx_frame = {0}; /* ATK-MW8266D UART接收帧缓冲信息结构体 */
- static uint8_t g_uart_tx_buf[1024]; /* ATK-MW8266D UART发送缓冲 */
- #define RXBUFFERSIZE 1 /* 缓存大小 */
复制代码
- 在【usart.h】中的/* USER CODE BEGIN Prototypes */和/* USER CODE END Prototypes */之间到场下面的代码
- void atk_mw8266d_uart_printf(char *fmt, ...); /* ATK-MW8266D UART printf */
- void atk_mw8266d_uart_rx_restart(void); /* ATK-MW8266D UART重新开始接收数据 */
- uint8_t *atk_mw8266d_uart_rx_get_frame(void); /* 获取ATK-MW8266D UART接收到的一帧数据 */
- uint16_t atk_mw8266d_uart_rx_get_frame_len(void); /* 获取ATK-MW8266D UART接收到的一帧数据的长度 */
复制代码 3 WiFi模块
将提前编写好的esp8266.c/.h文件分别到场Src和Inc文件夹,然后再在keil里将esp8266.c文件到场工程。
4 CJSON模块移植
移植过程检察之前写的另一篇博客【CJSON模块】
5 WIFI毗连华为云
- 创建wifi_HW.c/.h文件。
- 在wifi_HW.h中宏界说毗连华为云相干参数。
- // Wi-Fi用户名和密码
- #define WIFI_User "***" // Wi-Fi网络名称
- #define WIFI_Pass "***" // Wi-Fi网络密码
- // ESP8266设备在华为云IoT平台的认证信息
- #define ESP8266_UserName "***" // 用户名,通常为设备ID
- #define ESP8266_PassWord "***" // 密码或密钥
- #define ESP8266_ClientID "***" // MQTT客户端ID
- #define ESP8266_Domain_Name "***" // 华为云IoT平台的域名
- #define ESP8266_Port 1883 // MQTT服务端口
- #define ESP8266_Reconnect 1 // 是否允许设备在断开连接后尝试重新连接
- // 华为云MQTT服务相关设置
- #define HUAWEI_MQTT_ServiceID "***" // 服务ID
- #define HUAWEI_MQTT_DeviceID "***" // 设备ID
- #define HUAWEI_MQTT_commands "$oc/devices/***/sys/commands/#" // 命令订阅主题
- #define HUAWEI_MQTT_commands_response "$oc/devices/***/sys/commands/response/request_id=" // 命令响应主题
- #define HUAWEI_MQTT_report "$oc/devices/***/sys/properties/report" // 属性上报主题
复制代码
- 编写wifi_HW.c文件,调用esp8266.c中编写的函数毗连华为云,然后将该函数名到场wifi_HW.h中。
- void wifi_init(void){
- uint8_t ret = 0;
- ret = ESP8266_Reset();
- printf("1: %d\r\n",ret);
- ret = ESP8266_ATE(0);
- printf("2: %d\r\n",ret);
- ret = ESP8066_Mode(1);
- printf("3: %d\r\n",ret);
- ret = ESP8266_WiFi(WIFI_User, WIFI_Pass);
- printf("4: %d\r\n",ret);
- ret = ESP8266_MQTTUSERCFG(ESP8266_UserName, ESP8266_PassWord);
- printf("5: %d\r\n",ret);
- ret = ESP8266_MQTTCLIENTID(ESP8266_ClientID);
- printf("6: %d\r\n",ret);
- ret = ESP8266_MQTTCONN(ESP8266_Domain_Name,ESP8266_Port,ESP8266_Reconnect);
- printf("7: %d\r\n",ret);
- ret = ESP8266_MQTTSUB(HUAWEI_MQTT_commands);
- printf("8: %d\r\n",ret);
- }
复制代码 6 数据交互
6.1 装备属性上报
参考华为云官方给出的MQTT属性上报样例,在wifi_HW.c中编写report_Json函数,利用cJSON模块封装传感器数据,然后将其发送到云平台。

可以看出该消息的JSON格式:
(1) 在根对象中,有一个名为services的键,其值是一个数组。
(2) 在services数组中,有一个服务对象,它包罗两个键:service_id和properties
(3) 在properties对象中,存放的键值对就是在产物中创建的属性。
根据这种格式,在report_Json函数中封装JSON消息
- void report_Json(uint8_t temperature, uint8_t humidity,uint8_t adcx){
- uint8_t cmd[1024]; // 用于存储构建的AT命令
- char *str = NULL; // 指向JSON字符串的指针
- int i = 0; // 循环迭代变量
- uint8_t params_buf[1024]; // 用于存储处理过的JSON字符串
- uint16_t move_num = 0; // 用于记录字符串处理过程中的移动次数
-
- cJSON *json = cJSON_CreateObject(); // 创建一个空的JSON对象
- cJSON *properties_cjson = cJSON_CreateObject(); // 创建一个空的子JSON对象,用于存储属性
- cJSON *service = cJSON_CreateObject(); // 创建一个空的子JSON对象,用于存储服务信息
- cJSON *services_array = cJSON_CreateArray(); // 创建一个空的JSON数组,用于存储服务数组
-
- // 向属性对象中添加温度、湿度和光照强度数据
- cJSON_AddNumberToObject(properties_cjson, "temperature", temperature);
- cJSON_AddNumberToObject(properties_cjson, "humidity", humidity);
- cJSON_AddNumberToObject(properties_cjson, "light", adcx);
- // 向服务对象中添加服务ID和属性
- cJSON_AddStringToObject(service, "service_id", "yun");
- cJSON_AddItemToObject(service, "properties", properties_cjson);
- cJSON_AddItemToObject(json, "services", services_array);
- // 将服务数组添加到JSON对象中
- cJSON_AddItemToArray(services_array, service);
-
- // 将JSON对象转换为无格式的字符串
- str = cJSON_PrintUnformatted(json);
-
- // 打印JSON格式的字符串
- //printf("json格式 = %s\r\n", str);
-
- // 为MQTT发布添加转义字符
- for(i = 0; *str != '\0'; i++){
- params_buf[i] = *str;
- // 如果下一个字符是引号或逗号,添加转义字符
- if(*(str + 1) == '"' || *(str + 1) == ','){
- params_buf[++i] = '\\';
- }
- str++;
- move_num++;
- }
- str = str - move_num; // 回退指针到JSON字符串的开始
-
- // 打印处理过的JSON字符串
- //printf("params_buf = %s\r\n", params_buf);
-
- // 构建AT命令
- sprintf((char *)cmd,"AT+MQTTPUB=0,""HUAWEI_MQTT_report"","%s",0,0\r\n",params_buf);
-
- // 打印即将发送的AT命令
- //printf("开始发送数据:%s", cmd);
- // 发送AT命令并通过ESP8266模块
- ESP8266_Sent_AT(cmd, "OK", 500);
-
- // 清理JSON对象占用的内存
- cJSON_Delete(json);
-
- // 如果分配了额外的字符串空间,释放它
- if(str != NULL){
- free(str);
- str = NULL;
- //printf("释放str空间成功\r\n");
- }
- }
复制代码 6.2 云端下令下发
参考华为云官方给出的MQTT下行哀求样例,在wifi_HW.c中编写rcv_json函数,分析云平台下发的JSON消息字符串,如果乐成吸收后,须要给云平台返回吸收乐成的消息下令。

从给出的样例中可以看出,下发的指令在paras键所对应的JSON值中,只需分析此中的键的名字,然后读取相匹配的键的值,即可获取下发的下令。
参考下图相应参数的格式,可知相应参数只需发送订阅的topic和下发下令中的request_id的值即可,反面的JSON消息体均可省略。

- void rcv_json(void){
- uint8_t *ret = NULL; // 用于存储接收到的数据帧
- cJSON *cjson = NULL; // 用于存储解析后的JSON对象
- char topic_buff[1024]; // 用于存储MQTT主题
- int num; // 用于存储接收数据的数量
- char recv_buffer[1024]; // 用于存储接收到的JSON数据
- char request_id[37];
- char device_id[256];
- uint8_t cmd[1024]; // 用于存储构建的AT命令
-
- ret = atk_mw8266d_uart_rx_get_frame(); // 获取UART接收到的数据帧
- atk_mw8266d_uart_rx_restart(); // 重启UART接收
-
- char *ptr_recv = strstr((const char *)ret,"+MQTTSUBRECV"); // 检查是否包含MQTT订阅数据标志
-
- if(ptr_recv!=NULL){ // 如果是MQTT订阅数据
- memset(device_id,0,sizeof(device_id));
- memset(request_id,0,sizeof(request_id));
-
- sscanf((char *)ret, "+MQTTSUBRECV:0,"$oc/devices/%255[^/]/sys/commands/request_id=%36s",%d,%255s", device_id, request_id, &num, recv_buffer);
-
- //printf("判断DeviceID: %s\r\n",device_id);
-
- // printf("接收数据成功,开始解析 %s\r\n",recv_buffer);
- //判断DeviceID
- if(strstr(device_id,HUAWEI_MQTT_DeviceID)) {
- // printf("接收数据成功,开始解析 %s\r\n",recv_buffer);
- cjson = cJSON_Parse(recv_buffer); // 解析JSON数据
- }
-
- if(cjson==NULL) // 如果JSON解析失败
- printf("cjson 解析错误\r\n"); // 打印错误信息
- else{
- cJSON *json_data = cJSON_GetObjectItem(cjson,"paras"); // 获取JSON对象中的paras项
- if(json_data==NULL){
- printf("cjson 没有数据\r\n"); // 打印错误信息
- return;
- }
- else{
- // printf("cjson 内存大小为 = %d\r\n",sizeof(cjson)); // 打印JSON对象的内存大小
- // 解析数据
- if(cJSON_GetObjectItem(json_data,"led_flag")!=NULL)
- {
- LED_Switch = cJSON_GetObjectItem(json_data,"led_flag")->valueint;
- printf("csjon解析成功 LED_Switch = %d\r\n",LED_Switch);
- }
- if(cJSON_GetObjectItem(json_data,"temp_flag")!=NULL)
- {
- temp_LED_Switch = cJSON_GetObjectItem(json_data,"temp_flag")->valueint;
- printf("csjon解析成功 temp_LED_Switch = %d\r\n",temp_LED_Switch);
- }
- char full_topic[256];
- snprintf(full_topic, sizeof(full_topic), "%s%s", HUAWEI_MQTT_commands_response, request_id);
- sprintf((char *)cmd, "AT+MQTTPUB=0,"%s","",0,0\r\n", full_topic);
- ESP8266_Sent_AT(cmd, "OK", 500);
- }
- cJSON_Delete(cjson); // 删除JSON对象,释放内存
- //cJSON_Delete(json_data);
- }
- }
- }
复制代码 7 微信小步调毗连华为云
7.1 开发方式
- 利用微信开发工具创建微信小步调项目
- 微信小步调调用应用侧API,获取云平台数据
- 将得到的数据举行表现
7.2 微信小步调创建
【略…】
7.3 创建IAM账户(云平台)
- 同一身份认证(Identity and Access Management,简称IAM)是华为云提供权限管理的底子服务,可以安全地控制云服务和资源的访问权限。应用侧须要通过IAM服务鉴权,获取token。因此在开发之前须要先创建IAM用户。
- 在【同一身份认证服务】页面,点击【创建用户】,参考下图创建账号,内里填写的自界说暗码须要记着,然后将其到场【admin】用户组。
- 创建乐成后,退出登录华为云,利用IAM账号登录华为云,验证是否乐成。
7.3 获取Token(小步调)
- 参考华为云提供的哀求示例,发送获取Token的http哀求消息
- 华为云认证通事后向应用服务器返回鉴权令牌X-Subject-Token,接口返回的相应消息头中X-Subject-Token就是须要获取的用户Token。根据上述示例,在微信开发工具中,利用wx.request发送哀求,然后分析相应消息头,获取Token。
- gettoken(){
- var that=this;
- wx.request({
- url: 'https://iam.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens',
- data:'{"auth": { "identity": {"methods": ["password"],"password": {"user": {"name": "***","password": "***","domain": {"name": "***"}}}},"scope": {"project": {"name": "cn-north-4"}}}}',
- method: 'POST', // OPTIONS, GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT
- header: {'content-type': 'application/json' }, // 请求的 header
- success: function(res){// success
- var token='';
- token=JSON.stringify(res.header['X-Subject-Token']);//解析消息头的token
- token=token.replaceAll(""", "");
- wx.setStorageSync('token',token);
- },
- });
- }
复制代码
- 获取Token后,再调用其他接口时,须要在哀求消息头中添加X-Auth-Token,其值为获取到的Token。比方Token值为“ABCDEFJ…”,则调用接口时将“X-Auth-Token: ABCDEFJ…”加到哀求消息头即可,如下所示。
7.4 获取装备影子(小步调)
- 检察返回的HTTP相应消息,检察所须要的数据所在位置,如下图所示,可以发现我们须要的数据在data内里的shadow[0]中的reported下的properties内里。
- 根据分析的效果,在微信开发工具中编写代码,获取数据。
- getinfo(){
- var that = this
- var token = wx.getStorageSync('token');//读缓存中保存的token
- wx.request({
- url: 'https://653a151f50.st1.iotda-app.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/v5/iot/661f377e2ccc1a583881a678/devices/661f377e2ccc1a583881a678_yun_dht11/shadow',
- data:'',
- method: 'GET', // OPTIONS, GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT
- header: {'content-type': 'application/json','X-Auth-Token':token },
- success: function (res) {
- that.setData({
- humi:res.data.shadow[0].reported.properties.humidity,
- temp:res.data.shadow[0].reported.properties.temperature,
- light:res.data.shadow[0].reported.properties.light
- })
- }
- });
- }
复制代码 7.5 下发装备下令(小步调)
参考哀求示例,在微信开发工具中编写代码下发下令。
- if(that.data.lset > that.data.light){
- wx.request({
- url: 'https://653a151f50.st1.iotda-app.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/v5/iot/661f377e2ccc1a583881a678/devices/661f377e2ccc1a583881a678_yun_dht11/commands',
- data:'{"service_id": "yun","command_name": "led","paras": {"led_flag": true}}',
- method: 'POST', // OPTIONS, GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT
- header: {'content-type': 'application/json','X-Auth-Token':token }, //请求的header
- success: function(res){
- console.log("下发命令成功");//打印完整消息
- },
- });
- }
复制代码 8 小步调界面操持
8.1 主页数据表现
在wxml中设置结构,在wxss中设置样式,如下图所示。
8.2 Echarts数据可视化
ECharts一个利用JavaScript实现的开源可视化库。ECharts提供了通例的折线图、柱状图、散点图、饼图、K线图,用于统计的盒形图,用于地理数据可视化的舆图、热力图、线图,用于关系数据可视化的关系图、treemap、旭日图,多维数据可视化的平行坐标,尚有效于BI的漏斗图,仪表盘,而且支持图与图之间的混搭。
微信小步调利用Echarts举行可视化的步调如下所示。
- 将Echarts下载到当地,并放入的微信小步调工程文件夹中,如下图所示。
- 在lineset.json中引入ec-canvas组件,如下图所示。
- 参考官网给出的折线图堆叠示例,编写该图像的表现函数function line_set(chart,time_data,hum_data,tem_data,ligh_data)。
- 初始化图表,同时调用line_set函数表现。
- init_chart: function (time_data,hum_data,tem_data,ligh_data) {
- this.oneComponent.init((canvas, width, height, dpr) => {
- const chart = echarts.init(canvas, null, {
- width: width,
- height: height,
- devicePixelRatio: dpr
- });
- line_set(chart,time_data,hum_data,tem_data,ligh_data)
- this.chart = chart;
- return chart;
- });
- }
复制代码
- 将得到的影子装备的数据存入数组中,然后将其传入init_chart(date,humi,temp,ligh)中,举行数据及时可视化表现。
- temp = that.data.Temperature;
- humi = that.data.Humidity;
- ligh = that.data.Light;
- date = that.data.Time;
- temp.push(res.data.shadow[0].reported.properties.temperature);
- humi.push(res.data.shadow[0].reported.properties.humidity);
- ligh.push(res.data.shadow[0].reported.properties.light);
- date.push(formattedTime);
- if (temp.length > 7) {
- temp.shift(); // 移除数组的第一个元素
- humi.shift();
- ligh.shift();
- date.shift();
- }
复制代码 32工程源码(CSDN):【免费】STM32HAL库+ESP8266+cJSON+微信小步调-毗连华为云物联网 平台.zip资源-CSDN文库
微信小步调源码(CSDN):【免费】STM32HAL库+ESP8266+cJSON+微信小步调-毗连华为云物联网平台(微信小步调侧)资源-CSDN文库
32工程+微信小步调源码(GitHub):STM32HAL库+ESP8266+cJSON+微信小步调_毗连华为云物联网平台
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