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无线无源温度检测原理

无线无源温度检测原理
无线无源温度检测原理

无线测温技术方案

(基于EH技术)

1.EH技术说明

1.1. EH技术简介

环境能量采集(EnergyHarvesting)技术具有可循环、无污染、低能耗等优点,它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上,是近几年发展起来的一门新兴学科,它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛:交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新,必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。

能量收集(EH)也称为能量积聚,使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。

能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后,电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发,将能量释放给后续负载使用。

1.2.EH技术应用

在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等),电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具),磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。

将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温,解决了传感器的能量需求问题,使得传感器摆脱了对传统电池的束缚,体积更小,可靠性更高,安装更方便,维护更简单,产品更环保,技术更先进。

2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统

2.1. 无线测温系统简介

我公司的无源无线测温系统主要有三部分构成:无线测温传感器、无线温度接收终端、数据服务器及后台;

效果结构图如下所示:

接收终端在系统中承担着数据中继功能,它接收到传感器的数据之后再通过光纤、485或者无线等方式传输给数据后台,他们形成了系统的网络层。

数据到达后台后,用户可以通过浏览器方式监测现场每个传感器的实时温度、历史曲线,如果出现超温情况,可以快速定位并及时通知相关人员。这就是系统的应用层。

3.无线测温系统单元介绍

3.1.无源无线温度传感器

3.2. 无线接收终端

3.3.无线监控后台

4.产品优越性

4.1. 无源无线测温系统的特点

4.1.1. 技术要点

器件选用:无线温度传感器关键器件采用国际进口器件;

独特技术:全向性天线、多层屏蔽、多层PCB、低功耗;

权威检测:国家继电保护中心

通讯标准:我公司的系统支持Modbus、IEC61850通讯协议。

电磁兼容性(EMC):GB/T17626标准,静电、群脉冲、浪涌IV级规范环境试验规程:GB 2423标准,高低温交变湿热环境试验

工频高压试验:100kV/15min

工频磁场试验:5000A/m

4.1.2.与其它产品类比特点

4.1.1.2.3. 为了防止电磁场干扰设备和影响电池,一般必须使用屏蔽盒,这样增加了传感

器尺寸给安装带来一定的困难。

4.1.1.3. 使用CT取电测温的弊端:

4.1.1.3.1. 需要提前确定线圈尺寸大小,且体积较大。

4.1.1.3.2. 线圈安装麻烦,需要停电较长时间。

4.1.1.3.3. CT线圈会引入一些干扰和电压波动(有时甚至高至数百伏电压),造成传感器

工作不稳定,且故障率高,给后期维护带来一定工作量。

4.1.1.3.4. 运行条件较为严格,最低取电工作电流通常需要50安培以上,盲区大。

4.1.1.4. 无源无线测温优点:

4.1.1.4.1. EH技术取电,能源清洁、绿色无污染,运行条件广泛(负荷5A以上即可稳定运行),盲区小,不会带来干扰。

4.1.1.4.2. 体积小巧,可灵活安装在动触头、静触头、母排、电缆进出线及其它潜在发热点。

4.1.1.4.3. 安装紧固材料为合金带,相比于硅胶带、尼龙扎带、CT环,它具有耐高温、防老化、导磁、耐候等特性能够使用于各种气候环境

4.2. 无线温度传感器安装方案

4.2.1. 通过对工程实际情况的了解,确定传感器安装位置信息如下:

4.2.1.1. 动触头位置安装示例

由于某些开关柜断路器型号繁杂,规格尺寸不统一造成部分断路器动触头无法直接安装,鉴于此类因素,我公司无源无线温度传感器可直接安装在开关柜的动触头。

4.2.1.2. 母排及电缆进出线安装示例

4.2.2. 传感器安装采用捆绑式,通过合金带将传感器固定于需测温节点的就近位置,并保证传感器感温部位与被检测部位表面充分接触以保证测温效果。

4.2.3. 严格保证传感器安装后的电气间隙不低于对应电压等级的最低安全间隙。

4.2.4. 其他项目工程传感器安装位置

4.2.4.1. 断路器静触头

4.2.4.2. 户内隔离刀闸

4.2.4.3. 户外隔离刀闸:母线与触头连接接头处尽量靠近接头位置

4.2.4.4. 六氟化硫断路器:断路器进出线接头位置尽量靠近接头处

4.2.4.

5. 主变压器进出线接头

4.3.无线接收终端安装方案

4.3.1. 无线接收终端电源参数

4.3.1.1. 供电方式AC220V或DC220V

4.3.1.2.整机功耗<8W

4.3.2. 无线接收终端安装方式有以下几种(以下安装方式根据客户需求及实际施工环境灵活

定制)

4.3.2.1. 壁挂式

4.3.2.2. 机柜式

4.3.2.3.嵌入式

4.3.3. 根据现场实际情况,可采用的安装方式有以下几种

4.3.3.1. 壁挂式

根据现场无线传感器实际分布情况及无线接收终端的有效接收范围考虑,可将设备

安装在电站场地的小室内或监控站楼室内,此种方式最常用。

4.3.3.2. 导轨式

终端安装在现场的机构箱或端子箱中,电源可直接从箱内电源获取

4.3.3.3. 机柜式(户外型)

单独配置无线测温接收终端机柜(户外箱,有透明窗口可查看设备运行状态),电源可从用户许可的位置获取。

机柜式安装需考虑的几个施工内容

4.3.3.3.1. 机柜的安装底座的建立(土建)

4.3.3.3.2. 机柜线缆槽的建立(土建)

5.通信布线结构及方案

5.1. 用户提供现场开关柜及所在空间的平面图,同时需要提供无线温度接收终端、站端系

统和开关柜所在空间之间的平面图,方便施工人员制定方案。

5.2. 无线测温节点至无线接收终端之间的通信采用433M无线射频通信;无线接收终端至

后台之间的通信采用RS485通信。无线接收终端至后台通信空旷传输距离小于100m,通信线缆采用双绞屏蔽线缆或光缆。

5.3. 无线测温系统图

5.4. 后台服务器可单独布置,后台通信可选择的通信协议有以下几种(具体通信协议可根据客户需求及工程环境确定)

5.4.1. RS485通信(默认为企标,支持Modbus-RTU/Modbus-TCP协议)

5.4.2. TCP/IP通信

5.4.3. IEC61850通信协议

6.设备配置说明

7.危险点识别安全措施

8.售后服务承诺

8.1. 安装准备

用户购买我公司的产品后,请在下列条件满足的情况下,请提前一周通知我公司售后服务部门:

8.1.1. 基础设施建设完工、开关柜固定就位、母排、进出线安装完毕/具备

AC220V/DC220V电源。

8.1.2. 需要后台的用户,必须提供现场的平面图,包括开关柜布局、监控室与开关柜之

间平面图,我们会根据这些资料准备现场所需的安装材料,譬如通讯电缆、光缆已经其他辅料。

8.1.3. 现场具备布线的条件,如RS485线光缆的走线槽、穿线孔等。

8.2. 施工服务

8.2.1. 施工计划

施工前明确安装进度时间,一般安装时间为2至5个工作日,如有后台调试则需与客户协商施工进度及时间;如施工安装由第三方负责,则我公司有义务负责培训第三方工程服务人员。

8.2.2. 现场安全

我们的技术人员都经过专业培训,具备丰富的现场作业经验。尽管如此,还需请用户为我们提供1-2名现场服务人员,以保证施工安全和调试顺利。

无线通信原理实验题目

无线通信原理实验题目之二: 实验报告 2.2:两径模型的仿真实验二(**) 实验工具:Mathworks Matlab 实验目的:了解两径模型中的路径损耗,熟练操作matlab 软件;实现内容: 实验代码: clc; Pt = 1;%发送功率归一化0dB ht = 50; %发送天线的高度 hr = 2; %接收天线的高度 db_ht=10*log10(ht); %运用log10,化为db单位 f = 900000000; %频率 c = 300000000; %波速 lam = c/f; %波长即λ R = -1; Gl = 1; %发射天线增益

Gr =1; %接收天线增益 d = 1:100000; %1m~100km db_d = 10*log10(d); %运用log10,化为db单位 l=sqrt((ht-hr)^2 + d.^2) x=sqrt((ht+hr)^2 + d.^2) deltax = x - l; %即时延△x deltafai = 2*pi*deltax/lam; %即△φ Pr = Pt*((lam/(4*pi))^2)*((abs(sqrt(Gl)./l + R*sqrt(Gr)*exp(-j*deltafai)./x)).^2); %接收功率 dc = 4*ht*hr/lam; %临界距离 db_Pr = 10*log10(Pr)-10*log10(Pr(1)); %运用10log10,化为db单位,并归一化起点 plot(db_d,db_Pr,'r'); %Gr=1时,接收功率与距离的关系,红色 hold on; grid on; %网格 plot([db_ht db_ht],[-100 40],'--g'); %绘制临界距离dc,用虚线 plot([10*log10(dc) 10*log10(dc)],[-100 40],'--b'); %绘制临界距离dc,用虚线 legend('两径模型的功率下降','发射天线高度ht','临界距离dc');%对各关系曲线的备注xlabel('10log10(d)'); ylabel('接收功率Pr(dB)'); title('两径模型,接收信号功率'); hold on; plot([0,db_ht],[0,0],'k'); hold on; b1=2*db_ht; x1=10*log10(dc); y1=-2*x1+b1; plot([db_ht,x1],[0,y1],'k'); hold on; b2=y1+4*x1; x2=(-100-b2)/(-4); plot([x1,x2],[y1,-100],'k'); 运行结果:

一种无线温湿度检测装置的设计与实现

《自动化技术与应用》2010年第29卷第8期 Techniques of Automation & Applications | 103 经验交流 Technical Communications 一种无线温湿度检测装置的设计与实现 何祥宇,马 帅 (洛阳师范学院 物理与电子信息学院,河南 洛阳 471022) 摘 要:设计了一种基于温湿度数字式传感器的无线温湿度检测装置,以单片机为控制核心,采用数字式温湿度传感器来检测目标的 温度和湿度信息,利用软件编程完成温湿度信息的处理及系统功能实现,并通过LED显示相应测量数据。该装置具有温度及湿度数据的测量及显示、工作模式选择和无线通信等功能。 关键词:温湿度传感器;单片机;工作模式;无线通信 中图分类号:TP273+.5 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2010)08-0103-03 The Design and Realization of a Wireless T emperature and Hu-midity Detecting Equipment HE Xiang-yu, MA Shuai ( School of Physics and Electronic Information, Luoyang Normal University, Luoyang 471022 China ) Abstract: A kind of a wireless temperature and relative humidity detecting equipment is designed based on digital temperature-humidity sensor. It employs SCM as the core of controlling, adopts digital temperature-humidity sensor to detect temperature and relative humidity data of objects. The measurement data is processed by software and displayed by LED. The device has the function of temperature and relative humidity data displaying, operating mode selection,wireless communication, etc. Key words: temperature-humidity sensor; SCM; operating mode; wireless communication 收稿日期:2010-03-24 1 引言 温湿度的检测在暖通空调、电力系统、通信基站、食品加工、制药等行业有着非常广泛的应用,但一般湿度元件不经过标定和温度补偿,误差较大,而用于湿度标定和校准的仪器价格昂贵,从而给湿度测量的实际应用带来很大的困难和阻碍。文中选用瑞士Sensirion公司的SHT11数字式温湿度传感器,结合单片机技术和电子技术,设计了一种具有两种工作模式的温湿度检测装置,消除了一般湿度检测元件误差较大的缺点。该温湿度检测装置既可以单机工作,以单片机为处理和控制核心来实现温度和湿度信号的检测、处理及显示。又可以利用无线收发模块实现系统与计算机的无线通信,利用计算机实现数据的分析,处理及打印。该系统采用专用 集成电路,电路结构简单,工作稳定可靠,具有两种工作模式及无线数据传输等特点,特别适用于暖通空调、电力系统、通信基站、食品加工等行业的温湿度测量。 2 SHT 11温湿度传感器 SHT11的湿度检测运用电容式结构,利用不同保护下的微型结构检测电极系统与聚合物覆盖层来组成传感器芯片的电容,除保持电容式湿敏器件的原有特性外,还可以抵御来自外界的影响。由于它将温度传感器与湿度传感器结合在一起而构成了一个单一的个体,因而测量精度较高且可精确得出露点,同时不会产生由于温度与湿度传感器之间随温度梯度变化引起的误差。SHT11不仅将温度传感器和湿度传感器结合在一起,而且还将信号放大器、模/数转换器、校准数据存储器、标准I2C总线等电路全部集成在一个芯片内。SHT11的

无线无源温度检测原理(借鉴实操)

无线测温技术方案 (基于EH技术) 1.EH技术说明 1.1. EH技术简介 环境能量采集(EnergyHarvesting)技术具有可循环、无污染、低能耗等优点,它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上,是近几年发展起来的一门新兴学科,它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛:交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新,必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集(EH)也称为能量积聚,使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后,电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发,将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等),电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具),磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温,解决了传感器的能量需求问题,使得传感器摆脱了对传统电池的束缚,体积更小,可靠性更高,安装更方便,维护更简单,产品更环保,技术更先进。 2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1. 无线测温系统简介

武汉大学计算机网络实验报告 (2)

武汉大学教学实验报告 动力与机械学院能源动力系统及自动化专业2013 年11 月10 日

一、实验操作过程 1.在仿真软件packet tracer上按照实验的要求选择无线路由器,一般路由器和PC机构建一个无线局域网,局域网的网络拓扑图如下: 2.按照实验指导书上的表9.1(参数配置表)对路由器,DNS服务器,WWW服务器和PC机进行相关参数的配置: 服务器配置信息(子网掩码均为255.255.255.0) 主机名IP地址默认网关 DNS 202.2.2.1 202.2.2.2 WWW 202.3.3.1 202.3.3.3 路由器配置信息(子网掩码均为255.255.255.0) 主机名型号IP地址默认网关时钟频率ISP 2620XM e1/0:202.2.2.2 e1/1:202.3.3.3 s0/0:202.1.1.2 64000 Router2(Server) 2620XM f0/0:192.168.1.1 s0/0:202.1.1.1 Wireless Router Linksys WRT300N 192.168.1.2 192.168.1.1 202.2.2.1 备注:PC机的IP地址将通过无线路由器的设置自动分配 2.1 对router0(sever)断的配置: 将下列程序代码输到router0中的IOS命令行中并执行,对router0路由器进行设置。Router>en Router#conf t

2.3 WWW服务器的相关配置 对www服务器进行与DNS服务器相似的配置,包括它的IP地址,子网掩码,网关等,具体的相关配置图见下图: WWW服务器的相关配置图

实验室行业中无线温湿度传感器监测解决方案及应用

实验室行业中无线温湿度传感器监测解决方案及应用 在实验室的监控项目中,不同实验室对温湿度都有要求,大部分实验都是在明确的温湿度环境中展开。在医药、生化、仪器校准、农业、建筑与电器等领域中,实验室环境条件直接影响着各种实验或检测的结果,每项实验的进行都需要精确可靠的监测仪器来提供准确的环境参数数据。深圳信立科技无线温湿度传感器为各领域实验室提供客观及无法篡改的温湿度记录数据。这里,盘点XL51无线温湿度传感器在各个领域实验室的运用。 1、病理学实验室 病理学实验过程中,切片机,脱水机,染色机,电子天平等仪器的使用对温度有比较严格的要求。例如电子天平应尽可能在环境温度较稳定的条件(温度变化每小时不大于5|℃)下使用。因此,这类实验室的温湿度状况需要实时监控和记录。XL51无线温湿度传感器可以实时精确采集、传输、记录温湿度数据.有助于各项实验的顺利进行。 2、抗生素实验室抗生素实验室 对温湿度环境有严格的要求般情况下冷处是2~8℃.阴凉处不超

过20℃。抗生素保存的温度过高或过低都会导致抗生素失活.并且不同种类抗生素的失活温度也各有不同.因此XL51无线温湿度传感器在这类实验室环境中的监测及记录是个重要的环节。 3、化学检测室 化学实验室般包涵多种实验室房间,如化学检测室.物理检测室.抽样室等。各房间的温湿度标准都不相同,每个房间需指定专人定时进行监测,监测频率通常为每天两次。使用XL51无线温湿度传感器,通过专业的组网连接,工作人员只需在中心控制台就可查看各个实验室温湿度状况,下载并保存实验过程中的温湿度数 4、实验动物房 动物实验室的环境要求以实验动物为主其湿度应维持在40%~60%RH之间,以老鼠为倒,它们若在相对湿度40%以下的环境生活,很容易发病掉尾而死亡。XL51无线温湿度传感器可通过组网报警等措施建立温湿度监测记录系统,有利于动物房压差、温湿度的控制.防止疾病的传播和避免动物的相互感染。 5、混凝土实验室

毕业论文——基于NRF24L01无线温度测量系统的设计与实现

毕业设计(论文) 基于NRF24L01无线温度测量系统的设计 与实现 教学系:信息工程系 指导教师: 专业班级: 学生姓名: 二零一二年六月

附件1 毕业设计(论文)任务书

附件2 毕业设计(论文)开题报告

注:1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计(论文)任务书,在教师的指导下由学生独立撰写,在学院规定时间内完成; 2.设计的目的及意义至少800字,基本内容和技术方案至少400字; 3.指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发,阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题,达到预期的目标

目录 摘要 (1) ABSTRAC (2) 1 绪论 (3) 1.1 研究背景 (3) 1.2 课题的国内外研究状况 (3) 1.3 本课题的研究内容 (4) 2系统方案分析与选择论证 (5) 2.1 系统方案设计 (5) 2.1.1 系统设计要求 (5) 2.1.2 主控芯片方案 (5) 2.1.3 无线通信模块方案 (5) 2.1.4 温度传感方案 (5) 2.1.5 显示模块方案 (6) 2.1.6 单片机与PC机通信模块 (6) 2.2 系统方案确定 (6) 3 无线温度采集系统的硬件电路设计 (8) 3.1 单片2.4GHz NRF24L01无线模块 (8) 3.1.1 NRF24L01芯片概述 (8) 3.1.2 引脚功能及描述 (8) 3.1.3 工作模式 (9) 3.1.4 工作原理 (9) 3.1.5 配置字 (10) 3.1.6 NRF24L01模块原理图 (10) 3.2 温度采集端 (11) 3.2.1 采集单元 (11) 3.2.2 控制单元 (15) 3.2.3 显示单元 (19) 3.2.4 传输单元 (19)

无线通信原理实验报告—李晓-52112113

现代无线通信原理实验 李晓21班13号52112113 实验一Okumura-Hata无线传播模型仿真实验 实验内容 使用Matlab编程计算Okumura-Hata传播路径损耗,绘制Okumura-Hata传播模型损耗---频率曲线图。 实验条件 频率范围:300 ~1500MHz,基站天线高度为30m,移动台天线高度为1.5m。传播距离分别为d=2km和5 km,以频率为变量,通信距离为参变量编程绘出城市准平滑地形、郊区、农村环境下的Okumura-Hata传播模型损耗-频率曲线图。实验要求 在一个图中显示6条曲线; 所有曲线均为蓝色线,d=2km用实线,d=5km用虚线;城区用“o”、郊区用“* ”及乡村用“□”标注曲线上的点; 在曲线图的空白处对曲线进行标注; 图要有横纵坐标标示,横坐标为频率(Mhz),纵坐标为损耗中值(dB) 图形的题头为学生本人姓名和学号。 实验仿真图

200 400600 8001000120014001600 90100 110 120 130 140 150 160 频率(MHz) 损耗中值(d B ) 姓名:李晓 班级:二十一班 学号:52112113 城市: d1=2km 城市: d2=5km 郊区: d1=2km 郊区: d2=5km 乡村: d1=2km 乡村: d2=5km 实验图反映了随着频率,距离以及地点的变化而变化的损耗中值。 实验分析 由图看出 ①路径损耗都随传输距离的增大而增大; ②城市的路径损耗最大,郊区次之,乡村最小,说明障碍物越多对信号传输损耗的就越强; ③随 频 率 的 增 大,路径损耗越强。 附录 Okumura-Hata 传播模型路径损耗计算公式 式中 fc — 工作频率(MHz ) ()() ()69.5526.16log 13.82log 44.9 6.55log log p c te re te cell terrain L dB f h h h d C C α=+--+-++

通信原理实验报告

通信原理实验报告

作者: 日期:

通信原理实验报告 实验名称:实验一—数字基带传输系统的—MATLAB方真 实验二模拟信号幅度调制仿真实验班级:10通信工程三班_________ 学号:2010550920 ________________ 姓名:彭龙龙______________

指导老师:王仕果______________

实验一数字基带传输系统的MATLA仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数; 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生; 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念,掌握卷积表达式及其物理意义,掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质; 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法,并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质; 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数,并学会利用MATLAB求解系统功率谱,绘制相应曲线。 基本要求:掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法,能够编写 MATLAB程序,实现各种常用信号的MATLA实现,并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看,通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看,信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换,而基带成形、滤波、调 制等则是信号层坎上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换,必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 3.1信号及系统在计算机中的表示 3.1.1时域取样及频域取样 一般来说,任意信号s(t)是定义在时间区间(-R, +R)上的连续函数,但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行,同时计算机也不能处理( -R, + R)这样一个时间段。 为此将把s(t)按区间T, T截短为 2 2 S T(t),再对S T(t)按时间间隔△ t均匀取样,得到取样 点数为: 仿真时用这个样值集合来表示信号 T Nt t s(t)。显然△ t反映了仿真系统对信号波形的分辨 率, (3-1) △ t越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学,信号被取样以后,对应的频谱时频率的周期函数,其重复周期是—。如果信号的最高频率为f H,那么必须有f H W 丄才能保证不发 t 2 t 生频域混叠失真。设 1 B s 2 t 则称B s为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是△ (3-2) t,那么不能用

温度检测与控制实验系统论文

温度检测与控制实验系统设计 设计任务 1、设计参数 被测温度1200。C,最大误差不超过±1。C 2、设计要求 (1)被控对象为小型加热炉,供电电压220V AC,功率2kW,用可控硅控制加热炉温度;(2)通过查阅相关设备手册或上网查询,选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备(包括设备名称、型号、性能指标等); (3)设备选型要有一定的理论计算; (4)用所选设备构成实验系统,画出系统结构图; (5)列出所能开设的实验,并写出实验目的、步骤、要求等。 课程设计评语 设计报告成绩(30%)设计过程成绩 (30%) 答辩成绩 (40%) 总成绩

摘要 本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。该系统的被控对象为小型加热炉,供电电压为220VAC,功率2KW,被测温度1200度,误差不超过±1℃。本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度,将热电偶的输出信号直接传输到调节器,该调节器内部集成有变送器,并且可设定给定温度值,本实验为1200度。调节器将偏差信号输出到可控硅调功器,可改变晶闸管导通时间,从而调节输出平均电压的大小,实现加热炉温度的控制。 关键词: 热电偶调节器可控硅调功器

目录 第一章前言 (3) 第二章设备选型 (3) 2.1 温度传感器 (3) 2.2 调节器 (5) 2.3执行器 (7) 第四章系统结构图 (12) 第五章总结 (13) 参考文献 (13) 附录一:开设试验 (13)

第一章前言 温度是生活及生产中最基本的物理量,它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密的与温度相联系。在很多生产过程中,温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术指标相联系。因此,温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。在实际的生产实验环境下,由于系统内部与外界的热交换是难以控制的,其他热源的干扰也是无法精确计算的,因此温度量的变化往往受到不可预测的外界环境扰动的影响。为了使系统与外界的能量交换尽可能的符合人们的要求,就需要采取其他手段来达到这样一个绝热的目的,例如可以让目标系统外部环境的温度与其内部温同步变化。根据热力学第二定律,两个温度相同的系统之间是达到热平衡的,这样利用一个与目标系统温度同步的隔离层,就可以把目标系统与外界进行热隔离。另外,在大部分实际的环境中,增温要比降温方便得多。因此,对温度的控制精度要求比较高的情况下,是不允许出现过冲现象的,即不允许实际温度超过控制的目标温度。特别是隔热效果很好的环境,温度一旦出现过冲,将难以很快把温度降下来。这是因为很多应用中只有加热环节,而没有冷却的装置。同样道理,对于只有冷却没有加热环节的应用中,实际温度低于控制的目标温度,对控制效果的影响也是很大的。 第二章设备选型 2.1温度传感器 求测温度1200度,误差不超过±1℃,所以决定了只能用铂铑等贵金属材料热电偶。HAKK-WRR系列铂铑热电偶是一种传统的测温元件,具有热电性能稳定、抗氧化性强,适宜在氧化性、惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1600℃,短期使用温度为1800℃。有纸记录仪其技术指标如下: 1、测温范围: 0~1800℃ 2、测温精度:< ± 0.5% t 3、时间常数:≤180s 4、绝缘电阻:5MΩ(20℃时) 5、规格尺寸:500,750,1000,1200(mm) HAKK-WRR系列铂铑热电偶又称高温贵金属热电偶,铂铑有单铂铑(铂铑10-铂铑)和双铂铑(铂铑30-铂铑6)之分,它们作为温度测量传感器,通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统,用以直接测量或控制各种生产过程中0-1800℃范围内的流体、蒸汽和气体介质以及固体表面等温度。铂铑热电偶为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(BP)的名义化学成分为铂

无线温度测量系统设计

本科毕业论文(设计)题目无线温度测量系统设计 专业通信工程 作者姓名程丰收 学号2011201827 单位理工学院 指导教师黄慧 2015 年 6 月 教务处编

原创性声明 本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名:日期: 指导教师签名:日期:

1绪论.................................. 错误!未定义书签。 1.1 摘要 ................................................. 2 1.2 选题依据和意义 (3) 1.3 无线传感器网络技术研究背景及意义 (4) 1.4 无线传感器网络技术简介 (5) 1.5 未来前景展望 (6) 2 ZigBee协议简介 (7) 2.1 ZigBee的概述 (8) 2.2 ZigBee的网络基础 (9) 2.2.1 网络节点类型 (10) 2.2.2 网络拓扑形式 (11) 2.3 ZigBee的工作模式 (12) 3 核心板介绍 (13) 3.1 CC2530核心板 (14) 3.2 CC2530引脚描述 (11) 3.3 温度传感器介绍 (16) 3.3.1 DS18B20温度传感器特性 (12) 3.3.2 DS18B20管脚介绍 (18) 4 系统总体设计 (19)

无线无源温度检测原理

无线测温技术方案 (基于 EH 技术) 1.EH 技术说明 1.1. EH 技术简介 环境能量采集(EnergyHarvesting)技术具有可循环、无污染、低能耗等优点,它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上,是近几年发展起来的一门新兴学科,它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极 其广泛:交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备 的在线监测是一个前所未有的创新,必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集 (EH) 也称为能量积聚,使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热 或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后,电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发,将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH 技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等 ),电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具 ),磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非 常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将 EH 技术应用于高压设备一次回路的无线测温,解决了传感器的能量需求问题,使得传感器摆脱了对传统电池的束缚,体积更小,可靠性更高,安装更方便,维护更简单,产品更环保,技术更先进。 2. 基于 EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1.无线测温系统简介

通信原理实验报告

实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式:x=square(t,duty) 功能:产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1:产生频率为40Hz,占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区,并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); subplot(313); plot(t,x3); title('占空比75%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]);

图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式:x=rectpuls(t,width) 功能:产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定,其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2:生成幅度为2,宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用

试验室温湿度和压差无线在线自动化监测解决方案

实验室温湿度和压差无线在线自动化监测解决方案 智能温度(智能温湿度传感器、实验室温湿度和压差无线在线自动化监测主要由设备层设备、智能网关、无线短信猫模块、网络交换机、采集计算机、数据服传感器、无线测控装置)服务器及监控管理软件等构成,本系统设计采用先进的软硬件技术和分层分布Web务器、式网络结构,针对客户的实际情况提供下列解决方案。 一、系统概况 适用于已建成的对环境温湿度或者安安装方便,基于无线传感网络的环境与安全监测系统,孵化生化又不方便重新对建筑进行工程施工的仓库,食品仓库、药品仓库、全要求较高的、实验室;电子厂房、机房;孵房、大棚、温室等。 的数据采集设备及无线传输设备和相关无自动化无线监测系统由深圳市信立科技有限公司线传感器组成。具备智能化、尺寸小、使用寿命长等特点,选用全工业级产品,在恶劣环境下稳定性好、精度高。 根据项目的实际情况,设计技术方案,设计中力求系统先进、可靠、经济实用和可靠、功能扩展方便,做到系统设计方案严谨、布局合理、设备选型合理。 1.1设计依据 根据现场监测要求内容,利用无线传感网络技术,开展对实验室冰柜和实验室环境进行温、湿度、压差强度动态监测,监测系统可增加其他监测指标。 1.2设计目的 利用无线传感器网络压差指标并执行相应的温湿度、压差控制,为了确定区域环境温湿度、并将监测信息通过无线方式传输等参数实时监测,技术对实验室环境参数(温湿度和压差)到监控后台,根据监控系统要求实现实时监测。 序区域名室内温度压差监冰柜监冰箱监设备布置情况 号称监测数量测数量测数量测数量 样本存路温度传感器个,1智能温度传感器11无无12 -2储区 路温度4个,样本制1个,智能温度传感器1智能温湿度传感器21212 路压差信号1台采集1备室信号,无线测控装置 1个,无线温度、压差传感器,配置1智能温湿度传感器试剂准11131 路温度传感器备区路压差和2 标本制智能温湿度传感器1个,无线温度、压差传感器,配置114111 路压差和备区2路温度传感器 智能温湿度传感器1个,无线温度、压差传感器,配置1115纯化区11 路压差和2路温度传感器 智能温湿度传感器1个,无线温度、压差传感器,配置16定量区1111 路压差和2路温度传感器 智能温湿度传感器1个,无线温度、压差传感器,配置17检测区1111 路压差和2路温度传感器 智能温湿度传感器1QC质控个,无线温度、压差传感器,配置111118 路压差和2路温度传感器室 智能温湿度传感器1预留实个,无线温度、压差传感器,配置119111 路压差和2-2验室路温度传感器

基于Cortex_M3智能无线温度测量系统设计

基于Cortex-M3智能无线温度测量系统设计 钟鼎 (中国地质大学机械与电子信息学院,湖北武汉430074) 摘要:设计了一种基于Cortex-M3内核的STM32F103RBT6为核心处理器的智能无线温度测量系统。系统采用 DS18B20数字温度传感器,并利用TC35I 模块接入GSM 网络,实现利用手机短信发送温度测量指令,手机短信接收 测量数据,该系统同时具有定时自检和温度报警功能,当处理器定时自检发现DS18B20出现故障时,系统会自动启用处理器内部温度传感器并短信报警。经实验证明,该系统测量精度最高可达0.0625度,适合在距离较远,不易布线的环境下使用。 关键词:Cortex-M3;STM32F103RBT6;DS18B20;TC35I ;温度测量中图分类号:TN98 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2011)21-0183-03 Intelligent wireless temperature measurement system based on Cortex-M3 ZHONG Ding (Mechanical and Electronic Information Institute ,China University of Geosciences ,Wuhan 430074,China ) Abstract:A system uses STM32F103RBT6processor which based on Cortex -M3core.By using DS18B20to measurement the temperature and using TC35I module to connect to the GSM network ,It achieves a function that using short message to send commands and receiving the measurement data by short message.The system also has a self -test function ,when the processor found the DS18B20fails ,it will automatically enable internal temperature sensor and send alarm message.It is suitable for long distance condition with a high precision. Key words:Cortex -M3;STM32F103RBT6;DS18B20;TC35I ;temperature measurement 收稿日期:2011-08-20 稿件编号:201108066 作者简介:钟鼎(1983—),男,湖南长沙人,硕士,助理工程师。研究方向:网络通信与安全。 温度测量[1]在家居生活和工业生产控制等领域都有着广泛的使用,随着电子技术的飞速发展,应用领域还在不断的扩展,基于单片机控制的温度测量系统也相继被提出,随着 ARM 公司最新Cortex 系列内核的推出,基于Cortex-M3内核 的高性价比的处理器受到了客户广泛欢迎,而在我国,GSM 网络超过95%的覆盖率也为无线通信和远程控制创造了良好的媒介,在某些特殊环境下,比如不易布线或者布线距离较长环境下,都会使测量系统的成本升高,而且数据在长距离的传输过程中极易受到干扰,利用技术成熟成本相对较低的GSM 网络,不仅不受传输距离的限制,而且具有较好的抗干扰能力,使用便携的手机发送短信控制来实现温度的实时测量是一种较好的方法。 1系统整体设计 智能温度测量系统主要由温度测量模块、GSM 模块、外 接EEPROM 、主控制器组成。主控制器使用意法半导体公司生产的STM32F103RBT6处理器,主要完成整个系统的运行和自检工作。温度测量模块使用DALLAS 公司的DS18B20数字温度传感器,GSM 模块使用西门子工业TC35I 模块,其支持中文短信功能,通过通用串口协议与主控制器通信,接收和发送主控制器的命令,当TC35I 模块接收到短消息命令后把命令发送给主控制器,主控制器分析短信命令,如为温度测量指令则开始测量温度,测量数据通过TC35I 模块发送回去,同时备份测量数据在外接EEPROM 中,整体结构框图如图1所示。 2 硬件电路设计 2.1 主控制器 意法半导体公司新推出的STM32F103RBT6,是基于 ARM 公司最新推出的V7平台的Cortex-M3内核。芯片[2-3]具 有128k FLASH ,20k SRAM ,2个SPI 接口,3个串口,一个 USB ,1个CAN ,51个IO 口。芯片的数据处理能力为 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第19卷Vol.19第21期No.212011年11月Nov.2011 图1 系统整体结构 Fig.1Overall structure of system -183-

无线测温外文翻译

化工学院信息与控制工程学院 毕业设计外文翻译 粮食仓储无线测温系统的设计 Design of wireless temperature measurement system for grain storage 学生学号:10540108 学生:王宪忠 专业班级:测控1001 指导教师:艾学忠 职称:教授 起止日期:2014.2.25~2014.3.16

吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology

激光切割工艺中无线温度采集系统的设计 摘要 本文提出了一种先进的工程材料的激光切割加工的无线温度采集系统的开发。该无线系统可以有效的进行自动温度监测。该系统包括硬件,软件,和一台计算机。该无线系统的包括电源子系统,传感器子系统,和一个主要基于无线射频(RF)技术的主节点系统。该系统的优点是简单的数据管理温度报警和所需文件的准确性。该集成无线温度传感器的有用性是在马来西亚理科大学机械工程学院制造实验室进行测试的。在实验室收集的数据用来评估该系统的实用性。数据表明,该系统可以测量和监测在硬顶的的时间和距离的围的温度。这项工作是使用无线网络系统监控激光切削过程(WSN)温度的一个重要的开始。 关键词:温度监测;无线传感器;激光切割;过程监控

1 简介 该过程监控系统具有避免意外故障的优点,大大提高了系统的可靠性和可维护性。其获取更大的工艺参数也给出了更好的可视性和更好的决策权。这些系统通常与数据采集系统使用传感器测量相关的参数。传感器测得的数据通过有线通信传输给处理系统。然而,这些系统可以是非常昂贵和不灵活的。随着通信技术的发展,数据已经可以通过无线方式来传输。目前,无线技术,特别是无线传感器网络综合了传感器技术,MEMS 技术,无线通信技术,嵌入式计算技术、分布式信息管理技术,得到了迅速的发展。无线传输的重要优势就是简化了系统的布线和管理。否则,在一些危险,或者偏远的区域和地点不可能实现传感器的应用。更快的部署和安装各种各样的传感器,可以使多点测量,低成本,低功耗,小体积,和便携成为可能。 在工业上激光切割金属的发现和应用是由于其加工复杂的工件时可以非接触式加工,并且精度高,表面光洁度高,易于数控(CNC)。另外,这项技术已被用于先进的工程材料的研究,例如,钨,钛,瓷,铝合金,铬镍铁合金,钽,和金属基复合材料。激光切割要达到良好的切削性能涉及许多操作参数,如激光功率,切割速度,频率,占空比,焦距,间隔距离,辅助气体压力,束喷嘴,和切割镜片。应该在切削过程中监测测这些参数,来控制切削的动作,以达到预期的切削效果。然而,目前的技术已被用来监测过程中切削是基于有线通信的,它缺乏灵活性。例如,为了满足要求需要部署固定的连线来供电和传输数据。另外,这个系统时面临着现有设施被用于新的加工业务改造的困难(必须独立的分析每个切削参数)。为了解决这个问题,无线监控系统应该应用在先进的金属材料激光切割的过程中。 许多类型的无线技术发的展从简单的红外数据协议(IrDA)该协议利用红外光的短距离的点对点通信,短距离的无线个人区域网(WPAN)的一点对多点的通信,如蓝牙和

多点无线温度监控系统

一、引言 随着社会的发展和技术的进步,人们越来越注重温度检测与显示的重要性。温度检测与状态显示技术与设备已经普遍应用于各行各业,市场上的产品层出不穷。温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。本课题就是一个温度检测及状态显示的监控系统。 二、系统方案 本系统采用 AT89C51 作为该系统的单片机。系统整体硬件电路包括,电源电路,传感器电路,温度显示电路,上下限报警电路等。报警电路可以在被测温度不在上下限范围内时,发出报警鸣叫声音。温度控制的基本原理为:当DSl8B20 采集到温度信号后,将温度信号送至AT89C51 中处理,同时将温度送到LCD 液晶屏显示,单片机根据初始化设置的温度上下限进行判断处理,即如果温度大于所设的最高温度就启动风扇降温;如果温度小于所设定的最低温度就启动报警装置。 三、系统硬件设计 1.单片机AT89C51 的介绍 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能COMS8位单片机,片内含4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。主要性能参数: ·与MCS-51产品指令系统完全兼容 ·4K字节可重擦写Flash闪速存储器 ·1000次擦写周期 ·全静态操作:0Hz—24MHz ·三级加密程序存储器 ·128×8字节内部RAM ·32个可编程I/O口线 ·2个16位定时/计数器 ·6个中断源 ·可编程串行UART通道 ·低功耗空闲和掉电模式 功能特性概述: AT89C51提供以下标准功能:4K字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个 I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,A T89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器。串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 引脚功能说明: ·VCC:电源电压·GND:地 ·P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入

无源无线测温原理

无线无源开关柜温度监测系统 必要性: 高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高,相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。开关柜的温升超标,直接影响设备的安全稳定运行,而且,过热问题是一个不断发展的过程,如果不加以控制,过热程度会不断加剧,并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。 随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展,使得对开关柜温度状态进行在线监测,及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行,减少维修次数,提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。由于高压开关触头处于高电压、高温度、强磁场以及极强的电磁干扰环境中,要实现对触头的测温,必须解决电子测量装置在上述恶劣环境条件下的适应性。而开关柜内有裸露高压,空间封闭狭小,无法进行人工巡查测温。 SC-TempMonitor-SG无线无源开关柜温度监测系统采用先进成熟的传感技术 和独特先进的无线通讯技术进行高压隔离和信号传输,利用其固有的绝缘性和抗电磁场干扰性能,从根本上解决了高压开关柜内触点运行温度不易监测的难题。具有极高的可靠性和安全性,隔离彻底,价格低廉,安装简便,可以安装到每台高压开关柜上,数据可以直接显示读取。也可无线传输记录入电力网络系统,实现远程预警功能。 无线无源测温与其他测温方式比较: 无线无源测温与光纤测温:光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号,光导纤维具有优异的绝缘性能,能够隔离开关柜内的高压,因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上,准确测量高压触点的运行温度,实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而,用于隔离高压的光纤表面可能受到污染,将导致光纤沿面放电。这使得光纤测温系统用于室外开关设备的测温应用受到限制。无线测温系统采用电磁波传输信号,传感器直接安装在高压设备上,温度测量准确,可以解决电气绝缘问题,无线测温系统的特点是不受气候环境的影响,可以测量室外开关和母线接点的温度。 无线无源测温与红外测温:红外测温为非接触式测温,易受环境及周围的电磁场干扰,另外开关柜内的空间非常狭小,无法安装红外测温探头(因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离,并需要正对被测物体的表面),而无线测温系统却不受开关柜体结构的限制。 测温原理:

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