基于單片機(jī)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

呂寧

摘 要：本文研究的基于單片機(jī)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為控制器，它有9路常開輸入告警和3路常開/常閉（撥碼選擇）輸入告警，可以代替輪機(jī)人員在相對(duì)惡劣的環(huán)境下對(duì)船舶機(jī)艙主機(jī)及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障后給出聲、光報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)RS-485通信接口，將報(bào)警信號(hào)向駕駛室、輪機(jī)長(zhǎng)及值班人員處所進(jìn)行延伸，在輪機(jī)人員進(jìn)行應(yīng)答及檢修故障后撤銷報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了機(jī)艙的無(wú)人值守。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);監(jiān)測(cè)報(bào)警;RS-485通信

一、研究背景

自20世紀(jì)40年代以來(lái)，船舶自動(dòng)化技術(shù)得到了充分的發(fā)展，從一開始的駕駛室發(fā)出指令指揮值班人員工作的本地控制，到采用集中監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制的無(wú)人值班機(jī)艙，最終發(fā)展到全自動(dòng)化的“未來(lái)型船舶”?，F(xiàn)代和未來(lái)的船舶自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵部分就是微型計(jì)算機(jī)和微機(jī)應(yīng)用技術(shù)。在船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中，微機(jī)的應(yīng)用可分為管理和控制兩大部分。微機(jī)控制的形式是多種多樣的，有由工控機(jī)、PLC構(gòu)建的自動(dòng)控制系統(tǒng)，也有采用單片機(jī)設(shè)計(jì)專門的控制系統(tǒng)。

本文研究的是船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)控制，采用STC89 C52單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警。它可以代替輪機(jī)人員在相對(duì)惡劣的環(huán)境下對(duì)船舶機(jī)艙主機(jī)及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障后給出聲、光報(bào)警信號(hào)，在輪機(jī)人員進(jìn)行應(yīng)答及檢修故障后撤銷報(bào)警。在AUT-0（中國(guó)船級(jí)社CCS無(wú)人機(jī)艙的附加標(biāo)志）控制模式下通過(guò)RS-485接口的串行通訊電路將報(bào)警信號(hào)向駕駛室、輪機(jī)長(zhǎng)及值班人員處所進(jìn)行延伸，實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)艙無(wú)人值守。

二、系統(tǒng)組成

基于單片機(jī)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成如圖1所示

1.12路輸入通道信號(hào)采集。通過(guò)9路無(wú)源常開輸入通道和3路無(wú)源常開/常閉（通過(guò)撥碼開關(guān)選擇）輸入通道，將船舶機(jī)艙設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)采集上來(lái)，經(jīng)過(guò)光電隔離傳送至單片機(jī)主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器的I/O口。

2.單片機(jī)主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器。主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器安裝在機(jī)艙集控臺(tái)上?？刂破鞑捎肁T89C52單片機(jī)，它具備強(qiáng)大的邏輯處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和通訊能力。當(dāng)檢測(cè)到12路輸入通道中任何一路有故障時(shí)，總報(bào)警燈報(bào)警、聲響器發(fā)聲，對(duì)應(yīng)的報(bào)警燈閃爍報(bào)警，同時(shí)通過(guò)RS-485通訊接口將報(bào)警信號(hào)傳送到安裝在駕駛臺(tái)、輪機(jī)長(zhǎng)和輪機(jī)員等場(chǎng)所的從機(jī)報(bào)警控制器。

3.從機(jī)延伸報(bào)警控制器。從機(jī)延伸報(bào)警控制器安裝在駕駛臺(tái)、輪機(jī)長(zhǎng)和輪機(jī)員等場(chǎng)所。主機(jī)機(jī)艙報(bào)警控制器通過(guò)RS-485通訊接口將報(bào)警信號(hào)傳送到這些場(chǎng)所的從機(jī)延伸報(bào)警控制器上。從機(jī)延伸報(bào)警控制器上的LED報(bào)警燈與主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器的LED報(bào)警燈一一對(duì)應(yīng)，內(nèi)置聲響器和外接聲光繼電器輸出和主機(jī)一致。

■

圖1 單片機(jī)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成

三、主要功能

1.輸入告警設(shè)定為9路無(wú)源常開輸入告警、3路無(wú)源常開/常閉（通過(guò)撥碼開關(guān)選擇）輸入告警。

2.當(dāng)有告警時(shí)，相應(yīng)的LED報(bào)警燈閃爍，同時(shí)內(nèi)置聲響器發(fā)聲，外接聲光繼電器開通。

3.按消音鍵后，聲響器停止發(fā)聲，報(bào)警的LED由閃爍變成常亮，等到告警故障消失后，相應(yīng)LED報(bào)警燈熄滅。

4.當(dāng)檢測(cè)到任一新的報(bào)警時(shí)，相應(yīng)的LED報(bào)警燈閃爍，同時(shí)聲響器發(fā)聲，新的告警不影響已告警的LED燈狀態(tài)。

5.只要有告警，外接聲光繼電器就開通，按消音鍵，不影響外接聲光繼電器的狀態(tài)。只有當(dāng)所有的告警故障消失后，外接聲光繼電器才斷開。

6.在外部端口接好的情況下，任何時(shí)候按自檢鍵，都可以檢測(cè)每一個(gè)端口。此時(shí)LED告警燈從L01依次亮至L12，再12只LED告警燈全亮，聲響器發(fā)聲后延時(shí)3秒后結(jié)束自檢。

7.當(dāng)主機(jī)按消音鍵后，主、從機(jī)同時(shí)靜音。當(dāng)從機(jī)按消音鍵后，主、從機(jī)的聲響器也同時(shí)靜音。

8.撥動(dòng)控制器中的主、從模式撥碼開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)主機(jī)和從機(jī)的切換。

9.主機(jī)與從機(jī)之間采用收發(fā)器為差分平衡系統(tǒng)的RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)，抗干擾能力強(qiáng)，選擇雙絞線作為信號(hào)傳輸線，通信速率為9600bps，傳輸距離可達(dá)1.2km。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文研究的單片機(jī)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，適用于內(nèi)陸河航運(yùn)的中小型船舶，可以采用一個(gè)主機(jī)和1～3個(gè)從機(jī)。與同功能的用PLC作為控制器的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有價(jià)格低、體積小、質(zhì)量穩(wěn)定、操作方便等特點(diǎn)，目前在某小型船舶進(jìn)行實(shí)際使用，各項(xiàng)功能運(yùn)行正常，效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]尚新宇.智能化船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2001.

[2]戰(zhàn)興群.無(wú)人值守機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)方案研究[J].中國(guó)造船，2002（1）.

摘 要：本文研究的基于單片機(jī)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為控制器，它有9路常開輸入告警和3路常開/常閉（撥碼選擇）輸入告警，可以代替輪機(jī)人員在相對(duì)惡劣的環(huán)境下對(duì)船舶機(jī)艙主機(jī)及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障后給出聲、光報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)RS-485通信接口，將報(bào)警信號(hào)向駕駛室、輪機(jī)長(zhǎng)及值班人員處所進(jìn)行延伸，在輪機(jī)人員進(jìn)行應(yīng)答及檢修故障后撤銷報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了機(jī)艙的無(wú)人值守。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);監(jiān)測(cè)報(bào)警;RS-485通信

一、研究背景

自20世紀(jì)40年代以來(lái)，船舶自動(dòng)化技術(shù)得到了充分的發(fā)展，從一開始的駕駛室發(fā)出指令指揮值班人員工作的本地控制，到采用集中監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制的無(wú)人值班機(jī)艙，最終發(fā)展到全自動(dòng)化的“未來(lái)型船舶”。現(xiàn)代和未來(lái)的船舶自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵部分就是微型計(jì)算機(jī)和微機(jī)應(yīng)用技術(shù)。在船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中，微機(jī)的應(yīng)用可分為管理和控制兩大部分。微機(jī)控制的形式是多種多樣的，有由工控機(jī)、PLC構(gòu)建的自動(dòng)控制系統(tǒng)，也有采用單片機(jī)設(shè)計(jì)專門的控制系統(tǒng)。

本文研究的是船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)控制，采用STC89 C52單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警。它可以代替輪機(jī)人員在相對(duì)惡劣的環(huán)境下對(duì)船舶機(jī)艙主機(jī)及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障后給出聲、光報(bào)警信號(hào)，在輪機(jī)人員進(jìn)行應(yīng)答及檢修故障后撤銷報(bào)警。在AUT-0（中國(guó)船級(jí)社CCS無(wú)人機(jī)艙的附加標(biāo)志）控制模式下通過(guò)RS-485接口的串行通訊電路將報(bào)警信號(hào)向駕駛室、輪機(jī)長(zhǎng)及值班人員處所進(jìn)行延伸，實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)艙無(wú)人值守。

二、系統(tǒng)組成

基于單片機(jī)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成如圖1所示

1.12路輸入通道信號(hào)采集。通過(guò)9路無(wú)源常開輸入通道和3路無(wú)源常開/常閉（通過(guò)撥碼開關(guān)選擇）輸入通道，將船舶機(jī)艙設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)采集上來(lái)，經(jīng)過(guò)光電隔離傳送至單片機(jī)主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器的I/O口。

2.單片機(jī)主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器。主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器安裝在機(jī)艙集控臺(tái)上?？刂破鞑捎肁T89C52單片機(jī)，它具備強(qiáng)大的邏輯處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和通訊能力。當(dāng)檢測(cè)到12路輸入通道中任何一路有故障時(shí)，總報(bào)警燈報(bào)警、聲響器發(fā)聲，對(duì)應(yīng)的報(bào)警燈閃爍報(bào)警，同時(shí)通過(guò)RS-485通訊接口將報(bào)警信號(hào)傳送到安裝在駕駛臺(tái)、輪機(jī)長(zhǎng)和輪機(jī)員等場(chǎng)所的從機(jī)報(bào)警控制器。

3.從機(jī)延伸報(bào)警控制器。從機(jī)延伸報(bào)警控制器安裝在駕駛臺(tái)、輪機(jī)長(zhǎng)和輪機(jī)員等場(chǎng)所。主機(jī)機(jī)艙報(bào)警控制器通過(guò)RS-485通訊接口將報(bào)警信號(hào)傳送到這些場(chǎng)所的從機(jī)延伸報(bào)警控制器上。從機(jī)延伸報(bào)警控制器上的LED報(bào)警燈與主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器的LED報(bào)警燈一一對(duì)應(yīng)，內(nèi)置聲響器和外接聲光繼電器輸出和主機(jī)一致。

■

圖1 單片機(jī)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成

三、主要功能

1.輸入告警設(shè)定為9路無(wú)源常開輸入告警、3路無(wú)源常開/常閉（通過(guò)撥碼開關(guān)選擇）輸入告警。

2.當(dāng)有告警時(shí)，相應(yīng)的LED報(bào)警燈閃爍，同時(shí)內(nèi)置聲響器發(fā)聲，外接聲光繼電器開通。

3.按消音鍵后，聲響器停止發(fā)聲，報(bào)警的LED由閃爍變成常亮，等到告警故障消失后，相應(yīng)LED報(bào)警燈熄滅。

4.當(dāng)檢測(cè)到任一新的報(bào)警時(shí)，相應(yīng)的LED報(bào)警燈閃爍，同時(shí)聲響器發(fā)聲，新的告警不影響已告警的LED燈狀態(tài)。

5.只要有告警，外接聲光繼電器就開通，按消音鍵，不影響外接聲光繼電器的狀態(tài)。只有當(dāng)所有的告警故障消失后，外接聲光繼電器才斷開。

6.在外部端口接好的情況下，任何時(shí)候按自檢鍵，都可以檢測(cè)每一個(gè)端口。此時(shí)LED告警燈從L01依次亮至L12，再12只LED告警燈全亮，聲響器發(fā)聲后延時(shí)3秒后結(jié)束自檢。

7.當(dāng)主機(jī)按消音鍵后，主、從機(jī)同時(shí)靜音。當(dāng)從機(jī)按消音鍵后，主、從機(jī)的聲響器也同時(shí)靜音。

8.撥動(dòng)控制器中的主、從模式撥碼開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)主機(jī)和從機(jī)的切換。

9.主機(jī)與從機(jī)之間采用收發(fā)器為差分平衡系統(tǒng)的RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)，抗干擾能力強(qiáng)，選擇雙絞線作為信號(hào)傳輸線，通信速率為9600bps，傳輸距離可達(dá)1.2km。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文研究的單片機(jī)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，適用于內(nèi)陸河航運(yùn)的中小型船舶，可以采用一個(gè)主機(jī)和1～3個(gè)從機(jī)。與同功能的用PLC作為控制器的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有價(jià)格低、體積小、質(zhì)量穩(wěn)定、操作方便等特點(diǎn)，目前在某小型船舶進(jìn)行實(shí)際使用，各項(xiàng)功能運(yùn)行正常，效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]尚新宇.智能化船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2001.

[2]戰(zhàn)興群.無(wú)人值守機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)方案研究[J].中國(guó)造船，2002（1）.

摘 要：本文研究的基于單片機(jī)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為控制器，它有9路常開輸入告警和3路常開/常閉（撥碼選擇）輸入告警，可以代替輪機(jī)人員在相對(duì)惡劣的環(huán)境下對(duì)船舶機(jī)艙主機(jī)及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障后給出聲、光報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)RS-485通信接口，將報(bào)警信號(hào)向駕駛室、輪機(jī)長(zhǎng)及值班人員處所進(jìn)行延伸，在輪機(jī)人員進(jìn)行應(yīng)答及檢修故障后撤銷報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了機(jī)艙的無(wú)人值守。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);監(jiān)測(cè)報(bào)警;RS-485通信

一、研究背景

自20世紀(jì)40年代以來(lái)，船舶自動(dòng)化技術(shù)得到了充分的發(fā)展，從一開始的駕駛室發(fā)出指令指揮值班人員工作的本地控制，到采用集中監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制的無(wú)人值班機(jī)艙，最終發(fā)展到全自動(dòng)化的“未來(lái)型船舶”。現(xiàn)代和未來(lái)的船舶自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵部分就是微型計(jì)算機(jī)和微機(jī)應(yīng)用技術(shù)。在船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中，微機(jī)的應(yīng)用可分為管理和控制兩大部分。微機(jī)控制的形式是多種多樣的，有由工控機(jī)、PLC構(gòu)建的自動(dòng)控制系統(tǒng)，也有采用單片機(jī)設(shè)計(jì)專門的控制系統(tǒng)。

本文研究的是船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)控制，采用STC89 C52單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警。它可以代替輪機(jī)人員在相對(duì)惡劣的環(huán)境下對(duì)船舶機(jī)艙主機(jī)及輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障后給出聲、光報(bào)警信號(hào)，在輪機(jī)人員進(jìn)行應(yīng)答及檢修故障后撤銷報(bào)警。在AUT-0（中國(guó)船級(jí)社CCS無(wú)人機(jī)艙的附加標(biāo)志）控制模式下通過(guò)RS-485接口的串行通訊電路將報(bào)警信號(hào)向駕駛室、輪機(jī)長(zhǎng)及值班人員處所進(jìn)行延伸，實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)艙無(wú)人值守。

二、系統(tǒng)組成

基于單片機(jī)的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成如圖1所示

1.12路輸入通道信號(hào)采集。通過(guò)9路無(wú)源常開輸入通道和3路無(wú)源常開/常閉（通過(guò)撥碼開關(guān)選擇）輸入通道，將船舶機(jī)艙設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)采集上來(lái)，經(jīng)過(guò)光電隔離傳送至單片機(jī)主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器的I/O口。

2.單片機(jī)主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器。主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器安裝在機(jī)艙集控臺(tái)上。控制器采用AT89C52單片機(jī)，它具備強(qiáng)大的邏輯處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和通訊能力。當(dāng)檢測(cè)到12路輸入通道中任何一路有故障時(shí)，總報(bào)警燈報(bào)警、聲響器發(fā)聲，對(duì)應(yīng)的報(bào)警燈閃爍報(bào)警，同時(shí)通過(guò)RS-485通訊接口將報(bào)警信號(hào)傳送到安裝在駕駛臺(tái)、輪機(jī)長(zhǎng)和輪機(jī)員等場(chǎng)所的從機(jī)報(bào)警控制器。

3.從機(jī)延伸報(bào)警控制器。從機(jī)延伸報(bào)警控制器安裝在駕駛臺(tái)、輪機(jī)長(zhǎng)和輪機(jī)員等場(chǎng)所。主機(jī)機(jī)艙報(bào)警控制器通過(guò)RS-485通訊接口將報(bào)警信號(hào)傳送到這些場(chǎng)所的從機(jī)延伸報(bào)警控制器上。從機(jī)延伸報(bào)警控制器上的LED報(bào)警燈與主機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警控制器的LED報(bào)警燈一一對(duì)應(yīng)，內(nèi)置聲響器和外接聲光繼電器輸出和主機(jī)一致。

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圖1 單片機(jī)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成

三、主要功能

1.輸入告警設(shè)定為9路無(wú)源常開輸入告警、3路無(wú)源常開/常閉（通過(guò)撥碼開關(guān)選擇）輸入告警。

2.當(dāng)有告警時(shí)，相應(yīng)的LED報(bào)警燈閃爍，同時(shí)內(nèi)置聲響器發(fā)聲，外接聲光繼電器開通。

3.按消音鍵后，聲響器停止發(fā)聲，報(bào)警的LED由閃爍變成常亮，等到告警故障消失后，相應(yīng)LED報(bào)警燈熄滅。

4.當(dāng)檢測(cè)到任一新的報(bào)警時(shí)，相應(yīng)的LED報(bào)警燈閃爍，同時(shí)聲響器發(fā)聲，新的告警不影響已告警的LED燈狀態(tài)。

5.只要有告警，外接聲光繼電器就開通，按消音鍵，不影響外接聲光繼電器的狀態(tài)。只有當(dāng)所有的告警故障消失后，外接聲光繼電器才斷開。

6.在外部端口接好的情況下，任何時(shí)候按自檢鍵，都可以檢測(cè)每一個(gè)端口。此時(shí)LED告警燈從L01依次亮至L12，再12只LED告警燈全亮，聲響器發(fā)聲后延時(shí)3秒后結(jié)束自檢。

7.當(dāng)主機(jī)按消音鍵后，主、從機(jī)同時(shí)靜音。當(dāng)從機(jī)按消音鍵后，主、從機(jī)的聲響器也同時(shí)靜音。

8.撥動(dòng)控制器中的主、從模式撥碼開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)主機(jī)和從機(jī)的切換。

9.主機(jī)與從機(jī)之間采用收發(fā)器為差分平衡系統(tǒng)的RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)，抗干擾能力強(qiáng)，選擇雙絞線作為信號(hào)傳輸線，通信速率為9600bps，傳輸距離可達(dá)1.2km。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文研究的單片機(jī)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，適用于內(nèi)陸河航運(yùn)的中小型船舶，可以采用一個(gè)主機(jī)和1～3個(gè)從機(jī)。與同功能的用PLC作為控制器的機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有價(jià)格低、體積小、質(zhì)量穩(wěn)定、操作方便等特點(diǎn)，目前在某小型船舶進(jìn)行實(shí)際使用，各項(xiàng)功能運(yùn)行正常，效果良好。

參考文獻(xiàn)：

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