TCC CONTROLE AUTOMAÇÃO

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JOÃO PEDRO DA SILVA LOPES
O CONTROLE E A AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL VIA WIFI 
CAMPINAS
2019
JOÃO PEDRO DA SILVA LOPES
O CONTROLE E A AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL VIA WIFI 
Projeto apresentado ao Curso de Engenharia de Controle e Automação da Faculdade Anhanguera.
Orientador: 
CAMPINAS
2019
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	3
2 OBJETIVOS	3
2.1 Objetivo Geral	3
2.2 Objetivo Específico	3
3 JUSTIFICATIVA	5
4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	6
5 METODOLOGIA	7
6 CRONOGRAMA DE DESENVOLVIMENTO	8
REFERÊNCIAS	9
1 INTRODUÇÃO
	O presente estudo em como foco desenvolver uma revisão de literatura em relação aos conceitos de automação aplicados a residências, considerando aspectos relacionados a necessidade de redução do consumo energético frente a necessidade de preservação ambiental.
Dentro desta perspectiva no decorrer da pesquisa destaca-se os conceitos de automação e os relaciona a automação residencial, enfatizando que a automação já faz parte da realidade dos segmentos industriais, e assim a automação residencial por meio de seu conjunto de aplicações começa a ganhar espaço, e destaca-se que esta não precisa ser feita necessariamente no projeto de construção
Destaca que existe no mercado uma diversidade muito grande de opções de sistemas para a automação residencial, muito diverso do que ocorria no inicio da domótica, dente as muitas tecnologias existentes que possibilitam a automação residencial pode se citar o protocolo ZigBee, Z-Wave, Bluetooth Low Energy, wi-fi, Arduino, Ethernet shield.
O despertar para os problemas ambientais surgiu na década de 60 e 70, mais ganhou força e passou a se basear nos princípios de transformação culturais na década de 80, pois os ambientes construídos acabam por transformar a natureza segundo a necessidade e desejo do homem desde a mais remota história.
A indústria da construção civil tem procurado adotar técnicas antes, durante e após a construção para se conseguir uma edificação que não cause danos ao meio ambiente, a domótica como gestão dos recursos habitacionais é uma tecnologia mais recente, tem como objetivo gerenciar os recursos utilizados dentro de uma residência, tornando-o este consumo mais eficiente
1.1 Problema 
	A escassez de recursos naturais é um sério problema que a humanidade vive neste século, um problema que cobra de todos uma mudança drástica de postura, não há mas como continuar a viver com o desperdício, sem prejudicar as futuras gerações, dentro deste contexto, percebe-se que o investimento de controle e automação, ou mesmo a construção de sistemas automatizados quer favoreçam o controle do consumo é um dos caminhos mais viáveis.
	Neste sentido questiona-se: quais os benefícios gerados pela evolução dos sistemas de automação residencial, estes podem contribuir com o desenvolvimento sustentável?
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
	Apresentar a evolução dos sistemas de automação e controle aplicados a domótica, destacando os impactos gerados pela tecnologia na preservação ambiental.
2.2 Objetivo Específico
Conceituar automação residencial; 
Destacar e caracterizar a tecnologia empregada em projetos de automação residencial;
Identificar os benefícios que a utilização da tecnologia pode proporcionar para a melhoria de aspectos relacionados ao meio ambiente;	
	
3 JUSTIFICATIVA
	
	Os problemas ambientais têm sido muito discutidos nas últimas décadas, a preocupação em alinhar desenvolvimento e preservação é um dos grandes desafios da sociedade moderna, destacando-se que o aumento populacional é também uma outra preocupação, neste sentido a proposta desde estudo surgiu diante da necessidade de se compreender como as tecnologias podem contribuir com as questões ambientais.
É notório que quando se fala de automação o conceito sempre foi mais relacionado com a indústria, contudo desde o advento da internet tecnologias que eram aplicadas ao setor industrial começaram a ser adaptadas ao setor residencial, e o mercado percebeu um campo amplo para investimentos, levando em conta que a sociedade tem buscado cada dia mais ambientes confortáveis e seguros.
	 A automação residencial mostrou-se vantajosa, neste sentido tem se desenvolvido pesquisas que tornem os ambientes inteligentes por uma série de motivos, dentre os quais pode se citar por exemplo: residências inteligentes são ecologicamente sustentáveis, ambientes inteligentes podem contribuir com a autonomia de pessoas idosas, deficientes físicos, dentre outros benefícios.
	 
4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	Comment by Rodrigo Oliveira: 
Insira figuras para ilustrar o conteúdo apresentado na próxima atividade. 
O vocábulo automação etimologicamente deriva do termo automation, que busca pontuar de forma enfática o uso de computador no processo de controle automático dentro da indústria (MARTINS, 2012).
Entretanto atualmente define-se automação como sendo qualquer sistema que tenha apoio em computadores em substituição ao trabalho se homem, visando a segurança deste, melhorar a qualidade dos produtos, acelerar a produção ou reduzir os custos (MARTINS, 2012). 
Diante do contexto apresentado segundo dados apresentados por Martins (2012) conceitua-se automação como sendo conjunto de técnicas que favorecem a construção de sistemas que podem atuar por meio do uso de informações, em relação a automação industrial destaca-se que esta engloba três grandes grupos da engenharia: engenharia mecânica, processo pelo qual maquinas e equipamento transformam matéria prima em produtos acabados; engenharia elétrica, parte fundamental em qualquer projeto, visto que são os motores que favorecem o acionamento de máquinas e equipamentos, e este fato é crucial dentro de malhas de automação e por fim, a informática, sistema de processamento de redes e bancos de dados, que possibilita a comunicação entre o níveis da organização.
Seguindo a linha de pesquisa adotada por Martins (2012) os processos de automação fazem parte do cotidiano da vida do ser humano, estando presente nos mais diversos ramos de atividades industriais, tendo como foco básico favorecer e facilitar os processos produtivos, tornando-os mais eficientes, fazendo com que a empresa produza mais, em menos tempo, a um custo menor. 
Os sistemas automatizados são usados em todos os tipos de máquinas dentro da indústria, seja esta de grande porte ou não, o que diferencia um sistema do outro são os elementos monitorados e controlados, ou o que se chama de pontos de acesso, tendo em vista que os pontos de acesso podem ser compostos por equipamentos simples, como válvulas ou servomotores, que tem uma eletrônica de controle complexa (SILVA, 2007).
Enfim, segundo pesquisas de Silva (2007) em relação à automação industrial vale a pena se frisar que além destes conceitos, esta compreende um campo de atuação muito abrange e vasto, cada um dos elementos que compõe um sistema de automação tem seu próprio funcionamento e deve ser bem entendido para que apresente um resultados conforme o esperado.
A automação já faz parte da realidade de uma grande diversidade de segmentos industriais, esta agora esta alcançando as edificações coorporativas, pois na cada dia se agregam novos equipamentos tecnológicos a estas edificações com fins prediais. Seguindo a linha de estudos dos o uso da automação predial mostra a possibilidade de ampliar os benefícios da utilização desta como: “gerenciamento técnico, conforto, economia, prevenção de acidentes e falhas de equipamentos, e também segurança aos usuários (DIAS; PIZZOLATO, 2004 p. 10).”
No que se refere aos edifícios coorporativos o gerenciamento de energia, água, os controles de iluminação, climatização, comunicação, entre outros, de forma integrada e com comandos por um sistema de automação, favorecem uma melhora satisfatória do ambiente de trabalho, fator que reflete na qualidade das tarefas produzidas (DIAS; PIZZOLATO, 2004).
A automatização em edifícios coorporativos contribui para o aumento da produção, para assim reduzir os custos operacionais, reflete-se em resultados financeiros,razão pela qual a tecnologia da automação foi incorporada, com mais facilidade, às edificações industriais e comerciais que às habitacionais (DIAS, 2004, p. 28, DIAS; PIZZOLATO, 2004 p. 10).
Por outro lado, Dias e Pizzolato (2004) destaca em seus estudos que existe uma incoerência a ser analisada, pois, segundos os autores as residências devem ser projetas para satisfazerem por completo as necessidades e anseios dos moradores, contudo de forma generalizada muitos projetos convencionais não têm atendido a este ponto básico. 
A automação residencial por meio de seu conjunto de aplicações, se projetada de forma bem integrada à residência, iria aumentar à qualidade de vida de quem as habita, afirmam Dias e Pizzolato (2004). 
Segundo Wortmeyer, Freitas e Cardoso (2005), em termos históricos o desenvolvimento da automação residência ocorreu de depois da automação industrial e comercial como, assim como afirmou anteriormente Silva (2007) inicialmente a automação avançou ligada ao controle e supervisão de linhas de produção em indústrias. 
A seguir Wortmeyer, Freitas e Cardoso (2005) destaca que a automação alcançou os edifícios comerciais, relacionada à área patrimonial e institucional, e há pouco tempo testemunha-se a urgência da automação residencial. 
Segundo Wortmeyer, Freitas e Cardoso (2005) em relação automação residência esta não precisa ser feita necessariamente no projeto de construção, embora se entenda que este momento seja o ideal, mesmo em projetos concluídos é possível à implantação de um sistema de automação residencial
Segundo Silva (2013), assim como Alvares e Antunes (2015) destaca que em termos históricos automação residência teve sua origem na década de 70, período em que surgiram os primeiros dispositivos voltados para a automação em edifícios, fundamentada na tecnologia X-10 na qual esta permite o controle de dispositivos por meio de uma rede elétrica que já existe.
Destaca-se que era um sistema de fácil instalação, mas apresentava instabilidade, visto que seus componentes podiam falhar, já nos anos 80 com o surgimento dos computadores pessoais, começaram a aparecer interfaces gráficas mais simples, abriu a possibilidade de uma automação residencial, por fim podemos afina no final da década de 90 eclodiu uma série de novidade, que puderam ser incorporadas aos telefones celulares a web (ALVARES E ANTUNES, 2015). 
	E dentro do contexto atual em que se encontram os avanços tecnológicos a demótica pode utilizar de forma integrada uma diversidade cada vez maior de recursos de controle e monitoramento por meio de celulares tablets, iphone, entre outros (ALVARES E ANTUNES, 2015). 
Tanto Silva (2013), Nogueira et.al (2013) como Silva (2014) enfatizam em suas pesquisas que a automação residencial, ou domótica, nomenclatura que tem se popularizado, esta passando por uma etapa de franca expansão, ressaltando-se que este crescimento ocorrem paralelamente ao avanço das tecnologias.
	Pontua-se que a automação nas indústrias é responsável pelas comodidades e conforto que se vive dentro do ambiente doméstico, assim percebe-se que a automação dentro das residências é focada no uso de dispositivos que coletem informações, processe os dados, evitando ou reduzindo a necessidade da interferência humana, e possibilitando uma melhor administração do ambiente (NOGUEIRA ET.AL, 2013).
Em relação as tecnologia Silva (2013) destaca que existe no mercado uma diversidade muito grande de opções de sistemas para a automação residencial, diferente do início, a automação dentro do contexto atual, não precisa ser executada em conjunto com o projeto, isto seria o ideal, pois já valorizaria o imóvel.
As opções tecnológicas existentes vão desde a mais simples, com funções básicas (controle de iluminação, portão) a outros sistemas mais complexos que possibilitam o controle de sons ambiente, temperatura da água (piscinas e banheiras) controle de persianas. Porém cabe ressaltar que existem pontos essenciais que deve ser respeitado em qualquer sistema (SILVA, 2013).
Entre as muitas tecnologias existentes que possibilitam a automação residencial pode se citar o protocolo ZigBee, Z-Wave, Bluetooth Low Energy, wi-fi, Arduino, Ethernet shield, considerando ainda que no campo de sensores, atuadores, existe ainda uma infinidade, pois há aqueles que que atuam com a detecção de presença (infravermelho), sensor RFID, LDR (SILVA, 2014).
Entretanto Silva (2014) destaca em suas pesquisas que a automação residencial tem um grande entrave, pois existe uma falta de padronização dos protocolos utilizados, ressaltando-se que até o momento não se encontrou uma solução que atenda as necessidades de mercado prontamente. 
O ideal de uma residência automatizada, a casa do futuro, idealizado nas décadas de 60-70, contudo, com o passar dos anos as muitas tecnologias que podiam ser empregadas nas residências, acabaram por fazer com que este passasse mais tempo fora dela, sempre em busca de novas inovações, e assim aos poucos a residência passou a ser o refúgio, ao mesmo tempo algumas inovações liberavam as pessoas de suas atividades domestica, dando-lhes mais tempo livres, outras fizeram o refúgio mais aconchegante que mostrava o mundo lá fora(televisão) (ROCKENBACH, 2004).
O despertar para os problemas ambientais surgiu na década de 60 e 70, mais ganhou força e passou a se base dos princípios de transformação culturais na década de 80, quando de fato os gastos com gerenciamento ambiental começaram ser vistos pelas grandes empresas da construção civil mais do que uma forma de atender a legislação, mais com um instrumento e vantagem competitiva (CÔRTES et.al, 2011).
Atualmente as grandes corporações de todas as áreas e mesmo as empresas de construção civil ampliaram o conceito de gestão empresarial, e incorporaram em suas empresas programas preventivos e de reciclagem de resíduos, além de medidas que reduzam consumo de energia, e de água em processos construtivos, apoiando estas novas práticas, tem sido criado inovações tecnológicas, a fim de melhorar ainda mais os processos construtivos e o layout dos canteiros de obras (CÔRTES et.al, 2011).
	Gestão ambiental não é mais somente uma questão de sobrevivência, dentro do contexto empresarial, faz parte do processo produtivo, as variáveis ambientais estão presentes do planejamento a fim de reduzir custos, assim sendo, pode se afirmar que as empresas tem adotado como estratégia um marketing ecológico a fim de melhor a imagem da empresa por meio da criação de produtos “verdes” ou ecologicamente corretos (CÔRTES et.al, 2011).
De acordo com Lima, Nobre e Alencar (2015) a domótica como gestão dos recursos habitacionais é uma tecnologia mais recente, tem como objetivo gerenciar os recursos utilizados dentro de uma residência, tornando-o este consumo mais eficiente.
 O vocábulo em si é o resultado da junção dos temos “Domus” palavra de origem latina que significa “casa” com “Robótica” que esta relacionada a controle automatizado (LIMA; NOBRE; ALENCAR, 2015). 
Segundo Lima, Nobre e Alencar (2015) destacam-se que os termos automação residência, automação predial, e demótica tem de uma forma geral semelhanças, entretanto, contudo a automação residencial é focada em um uma única residência, e a predial, é mais comum em condomínios e prédios, considerando que esta necessita de uma central de controle, neste caso os diversos dispositivos não se comunicam entre si, mas forma estas os propulsores em se unificar e faz com que ocorra uma comunicação entre os sistemas, promovendo a integração de todos os sistemas de controle voltados para uso residência.
De acordo com Lima, Nobre e Alencar (2015), assim como já havia falado Nogueira et.al (2013) dentro deste contexto como a domótica tem apresentado ser de grande importância principalmente em termos de acessibilidade, visto que os recursos de automação aplicados a domótica, auxiliam pessoas portadoras de algum debilidade ou deficiência física a desenvolverem suas atividades rotineiras tornando a vida destaspessoas mais fácil. 
Em relação à domótica, há uma série de elementos integradores cada qual desempenha seu papel dentro da automação, pois existe a necessidade de um projeto, fornecimento de materiais, instalação e programação e o pós venda do dos sistemas de automação, assim falar em automação atualmente percebe-se que é um setor que tem englobado uma série de outras atividades, de forma mais sintética podemos dizer que estes são elos dentro da cadeia mercadológica formada pela automação industrial, cuja clientela pode ser tanto usuários finais como os construtores (MURATORI; DAL BÓ, 2011).
Figura 1 - Exemplos de sistemas automatizados “domótica”
 Fonte: google imagens (2017)
A domótica inteligente envolve dispositivos que fazem uma análise de dados coletados por todos os sensores, adaptando suas regras de automação aos indivíduos que residem no local, tal fator é fundamental dentro da automação residencial, pois cada pessoa tem suas características e suas preferencias podem mudar ao longo do tempo, desta forma os princípios de uma casa inteligente tem que considerar que está se adapte as necessidades de seus moradores (TAKIUCHI; MELO; TONIDANDEL, 2004).
De acordo com Takiuchi, Melo e Tonidandel (2004) desenvolveu um trabalho sobre um sistema de domótica inteligente adaptativo, chamado de ABC – Automação Baseada em Comportamento, segundo os autores a adaptação e ajuste ocorrem de forma automática segundo os indivíduos que habitam o local, sem a intervenção deste, e ainda nenhuma configuração manual é necessária. 
A figura 2 apresenta um demonstrativo da arquitetura do sistema ABC, segundo a linha de pesquisas apresentada por Takiuchi, Melo e Tonidandel (2004).
Figura 2 - Arquitetura do sistema ABC
 Fonte: Takiuchi, Melo e Tonidandel (2004)
Este sistema fundamenta-se no algoritmo de aprendizado conhecido como ID3, no projeto desenvolvido por Takiuchi, Melo e Tonidandel (2004), a opção por este algoritmo se deu em função da sua simplicidade de do alto poder de generalização, embora em suas pesquisas bibliográficas os autores afirmem que este possui limitações na visão de alguns autores, contudo no desenvolvimento do projeto destes não ocorreu nenhuma alteração.
Destaca-se que Lima, Nobre e Alencar (2015) desenvolveram uma proposta de um sistema de automação residencial de baixo custo, usando o sistema de microcontrolador chamado Arduino Mega, em conjunto com Ethernet Shield. Este foi desenvolvido em uma IED (Ambiente de desenvolvimento Integrado), na placa Arduino, com o uso da linguagem Wiring, baseada em C/C++ (LIMA; NOBRE; ALENCAR, 2015).
Os ambientes inteligentes são um tendência de mercado cada vez maior, tendo em vista as inúmeras possiblidades que estes oferecem dentro do contexto atual da economia, como em termos de gerenciamento local tem-se disponível: infrared, bluetooth, zigbee, Wi-Fi; além do gerenciamento remoto: Internet (cabo, ADSL, etc), Wimax, Redes 3G (PASSINHO; SILVA; ROCHA, 2014).
5 METODOLOGIA
A presente pesquisa consiste em se fazer uma revisão de literatura, pois dentro deste contexto a opção por uma revisão bibliográfica mostra-se um instrumento fundamental como método procedimental, pois envolve pesquisar dentro da literatura existente fundamentos teóricos que comprovem as hipóteses levantadas, assim adotando uma postura dialética com base na interpretação dinâmica de uma realidade pode se estabelecer a correlação entre fatores isolados dentro de um contexto socioeconômico (PRADANOV; FREITAS, 2013).
Assim, este tipo de pesquisa busca em autores e obras, os dados para a produção do conhecimento, logo a revisão de bibliografia é um delinear para melhor compreender o problema pesquisado, permitindo ao pesquisador um entendimento mais aprofundado sobre o tema.
	Fez-se uma extensa pesquisa em repositórios eletrônicos, bancos de dados, teses, dissertações nos últimos 25 anos, tendo como base de busca os termos “automação residencial”; “domótica”, “tecnologias de comunicação e informação” e “sustentabilidade”.
 
6 CRONOGRAMA DE DESENVOLVIMENTO
Quadro 1 – Calendário de execução das atividades do Projeto e do Trabalho de Conclusão de Curso 
	ATIVIDADES
	2019
	
	JAN
	FEV
	MAR
	ABR
	MAIO
	JUN
	JUL
	AGOS
	SET
	OUT
	NOV
	DEZ
	Escolha do tema. Definição do problema de pesquisa
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	Definição dos objetivos, justificativa.
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	Definição da metodologia.
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	Pesquisa bibliográfica e elaboração da fundamentação teórica.
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	Entrega da primeira versão do projeto.
	
	
	
	
	X
	
	
	
	
	
	
	
	Entrega da versão final do projeto.
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	Revisão das referências para elaboração do TCC.
	
	
	
	
	
	
	X
	
	
	
	
	
	Elaboração do Capítulo 1 .
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	Revisão e reestruturação do Capítulo 1 e elaboração do Capítulo 2.
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	Revisão e reestruturação dos Capítulos 1 e 2. Elaboração do Capítulo 3.
	
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	Elaboração das considerações finais. Revisão da Introdução.
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	Reestruturação e revisão de todo o texto. Verificação das referências utilizadas.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	
	
	Elaboração de todos os elementos pré e pós-textuais. 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	
	
	Entrega da monografia.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	
	Defesa da monografia.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
REFERÊNCIAS
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CÔRTES, R. G. et al.;. Contribuições para a sustentabilidade na construção Civil. Revista Eletrônica Sistemas & Gestão 6 (2011), pp 384-397
DIAS, C. L. de A. PIZZOLATO, N. D.; DOMÓTICA Aplicabilidade e Sistemas de Automação Residencial. Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos - CEFET. VÉRTICES, v. 6, n. 3, set./dez. 2004.
LIMA, E. M. S; NOBRE,A. Y. M ; ALENCAR, R. A. E. de; Automação residencial de baixo custo com Arduino Mega e Ethernet Shield. Centro Universitário Estácio do Ceará. 2015. Disponível:< http://www.aureside.org.br/_pdf/TCC_615.pdf> Acesso em 30 de maio de 2017.
MARTINS, Geomar Machado. Apostila Princípios de Automação Industrial. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA. Elaborada 2007/ revisado 2012.
MURATORI,J. R. ; DAL BÓ, P. H. . Automação residencial. Capitulo 1 – Automação residencial: histórico, definições e conceitos. Pp. 70-77. 2011
NOGUEIRA, C. L. M.; ALARCÃO, L. M, de ; BRAZ,A. R. ; MOREIRA, J. R.. AutoControl: uma proposta para acessibilidade e segurança residencial com o apoio da plataforma Arduino. Revista Tecnologias em Projeção, v.4, n.1 – Junho/ 2013.
PRODANOV, C. C.; FREITAS, E. C. de. Metodologia do trabalho científico [recurso eletrônico]: métodos e técnicas da pesquisa e do trabalho acadêmico. 2. ed. – Novo Hamburgo: Feevale, 2013.
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SILVA, Marcelo Eurípedes Da. APOSTILA CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL. EEP – Escola de Engenharia de Piracicaba. 2007.
SILVA, L.T; da; Uma proposta de automação residencial utilizando plataforma de prototipagem eletrônica Arduino.[monografia] - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Betim. 2013. Disponível: http://www.webartigos.com/artigos/uma-proposta-de-automacao-residencial-utilizando-a-plataforma-de-prototipagem-eletronica-arduino/117865/ > Acesso em 30 de abril de 2019
SILVA, B. R. S. da; Sistema de automação residencial de baixo custo para redes sem fio. [monografia] - Universidade Federal do Rio Grande Do Sul. Porto Alegre, julho de 2014. Disponível:< ww.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/101188/000931903.pdf?sequence=1> Acesso em 30 de abril de 2019
TAKIUCHI,M. ; MELO, É.; TONIDANDEL, F.. Domótica Inteligente: Automação baseada em comportamento. Centro Universitário da FEI – UniFEI. 2004. Disponível< http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/101188/000931903.pdf?sequence=1> Acesso em 30 de abril de 2019
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