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楼主: yzz163
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[讨论]家电联网协议的探讨(如何把家电连接在一起)

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21#
发表于 2009-12-8 16:52:43 | 只看该作者 来自: 黑龙江哈尔滨 来自 黑龙江哈尔滨
好像网上传说的比尔盖茨的家,每个房间都有一台Windows2000服务器,智能管理着房间的一切。

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22#
发表于 2009-12-10 19:41:02 | 只看该作者 来自: 湖南衡阳 来自 湖南衡阳
网上有MODBUS协议的成品控制器卖,但是家电并没有这个接口。。。所以,暂时也就控制控制灯泡什么的容易实现。。。其他的,难度太大了。。。

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23#
发表于 2009-12-11 15:41:01 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
这几天在调试M8/M16/M32的MODBUS程序,这个也不是啥高技术,N年前就实现了,网上有大量的程序、电路图,成本也只有几元(例如M8+MAX485,不到10元)。

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24#
发表于 2009-12-22 09:03:37 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
帖子掉到后面,上程序顶一下。尽量给每句都写上注释。

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25#
发表于 2009-12-22 09:05:36 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
---------------------main.c-----------------------------
/*
家电通用控制器程序

  使用modbus协议同PC通讯,接收PC机下发指令。根据PC指令,读取本房间
电灯、开关、传感器的状态参数,并控制本房间的电灯、开关的断开和闭合。
  能实现模拟量和开关量的输入、输出,本地键盘,定时开关等功能。


器件:M16
时钟:4MHz
编译:WinAVR-20090313
作者:网络
整理:yzz163
时间:2009.12.20
*/

#include "main.h"

varInit();                                //全局变量初始化

void main(void)
{

        init_devices();                        //各部件、I/O端口初始化         

        while(1)                        //主循环程序开始
        {
                wdt_reset();                //必须在2s内喂一次狗         
                timeProc();                //按时间片处理任务       
                checkComm0Modbus();        //接收报文处理
        }
}

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26#
发表于 2009-12-22 09:06:51 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
-----------------main.h--------------------
#ifndef MAIN_H
#define MAIN_H

#include <avr/io.h>
#include <stdint.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <avr/sleep.h>
#include <util/crc16.h>
#include <avr/wdt.h>
#include "modbus.h"

//init.c
void varInit(void);
void port_init(void);
void timer0_init(void);
void adc_init(void);
void uart0_init(void);
void watchdog_init(void);
void init_devices(void);
void timeProc(void);

#endif
-------------------------------------------------

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27#
发表于 2009-12-22 09:13:43 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
----------------modbus.c----------------------
#include "main.h"

/*
M16 MODBUS(RUT模式,RS485接口)协议程序

RUT字符帧的定义:
  9600bps,8数据位,无校验,1停止位。
  |T3.5|启始位(1bit)|数据位(8bit)|校验位(无)|停止位(1bit)|T3.5|

接收一帧数据报:
  标准的MODBUS程序应该是收到一个字符后,在串口接收中断里“立即开启定时器开始计时”,
当计时时长大于3.5个字符静止时间时,就认为:已经完整的接收了一帧数据。
  然后,判断接收指针是否有效、接收长度是否合法、是否本机器地址、CRC校验是否正确,如
果正确交给数据报处理程序,不正确就丢掉数据报重新开始接收。

字地址 0 - 255
位地址 0 - 255
/*

/* CRC 高位字节值表 */
const uint8 auchCRCHi[] = {
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
} ;
/* CRC低位字节值表*/
const uint8 auchCRCLo[] = {
0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06,
0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD,
0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A,
0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4,
0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3,
0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4,
0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29,
0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED,
0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60,
0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67,
0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68,
0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E,
0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71,
0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92,
0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B,
0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B,
0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42,
0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40
} ;

uint8   testCoil;                        //用于测试 位地址1
uint16  testRegister;                        //用于测试 字地址0

uint8        localAddr = 3;                        //本机地址
uint8        sendCount;                        //发送字节个数计数器
uint8        receCount;                        //接收字节个数计数器
uint8        sendPosi;                        //发送指针
uint8        sendBuf[32],receBuf[32];        //发送、接收缓冲区   
uint8        checkoutError;                        //校验错代码,0=无错,2=USART接收错
uint8        receTimeOut;                        //接收超时计数器(单位ms)。0=超时,表示数据报接收完成。
                                        //在接收完成中断内设置初值=5,表示限时4ms。

uint16 crc16(uint8 *puchMsg, uint16 usDataLen)
{
        uint8 uchCRCHi = 0xFF ;         //高CRC字节初始化
        uint8 uchCRCLo = 0xFF ;         //低CRC 字节初始化
        uint32 uIndex ;                 //CRC循环中的索引
        while (usDataLen--)                 //传输消息缓冲区
        {
                uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsg++ ;         //计算CRC
                uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex] ;
                uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;
        }
        return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ;
}


//接收完成中断
void ISR(USART_RXC_vect)
{
        uint8 status;

        status = UCSRA;
        receBuf[receCount] = UDR;        //数据放入缓冲区,并将接收计数器加1
       
        if(status & 0x1c)                //通信出错
                checkoutError = 2;        //置偶校验出错代码
        //testRegister = status;         //测试 字地址0
        receCount++;                        //接收计数器加1               
        receCount &= 0x1f;                //最多一次只能接收32个字节,防止溢出
        receTimeOut = 5;                //接收超时值4ms,超过该值就认为数据报接收完毕       
}

//发送完成中断
void ISR(USART_TXC_vect)
{
        if(sendPosi < sendCount)                 //判断数据报是否发送完毕
        {                                        //数据报未发送完
                sendPosi++;                        //发送指针加一
                UDR = sendBuf[sendPosi];        //发送缓冲区中数据
        }
        else                                        //数据报发送完成
        {
                RS485_RECIVE;                        //将485置于接收状态
                receCount = 0;                        //接收计数器清零
                checkoutError = 0;                //校验出错代码清零
        }
}


//开始发送
void beginSend(void)
{       
        RS485_SEND;                                //设485为发送状态
        NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();                //延时,等待总线状态稳定       
        NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();
        sendPosi = 0;                                //发送指针置0,从发送缓冲区0开始发送
        if(sendCount > 1)                        //判断数据报是否发送完毕
                sendCount--;                        //发送计数器减一
        UDR = sendBuf[0];                        //发送第一个数据
}


//处理MODBUS数据报
void checkComm0Modbus(void)
{
        uint16 crcData;
        uint16 tempData;
       
        if(receCount >= 8)
        {                                //数据报接收完成
                UCSRB &= ~BIT(7);        //关闭接收中断
                if(receBuf[0]==localAddr && checkoutError==0)       
                {                        //是本机数据,并且接收无错
                        crcData = crc16(receBuf,6);                                       
                        if(crcData == receBuf[7]+(receBuf[6]<<8))
                        {                //数据报校验正确
                                switch(receBuf[1])
                                {        //开始解码指令
                                        case 1:
                                                readCoil();                //读取线圈状态(读取点 16位以内)
                                                break;
                                        case 3:
                                                readRegisters();        //读取保持寄存器(一个或多个)
                                                break;
                                        case 5:
                                                forceSingleCoil();        //强制单个线圈
                                                break;
                                        case 6:
                                                presetSingleRegister();        //设置单个寄存器
                                                break;
                                        case 15:                        //设置多个线圈
                                                tempData = receBuf[6];
                                                tempData += 9;                //数据个数
                                                forceMultipleCoils();        
                                                break;
                                        case 16:                        //设置多个寄存器               
                                                tempData = (receBuf[4]<<8) + receBuf[5];
                                                tempData = tempData * 2;        //数据个数
                                                tempData += 9;
                                                presetMultipleRegisters();       
                                                break;
               
                                        default:
                                                USART_MODBUS_Error(AA)
                                                break;               
                                }
                        }
                }
                receCount = 0;
                checkoutError = 0;
                UCSRB |= BIT(7);
        }
}

//错误应答包
void USART_MODBUS_Error(uint8_t error_code)
{
        uint16_t crcData;

        sendBuf[0] = USART_mscomm_buffer[0];                //从机地址
        sendBuf[1] = USART_mscomm_buffer[1] | 0x80;        //返回功能码,将最高位置1。
        sendBuf[2] = 0xAA;                                //返回错误代码(AA=功能码错误)
        crcData = CRC16(sendBuf,3);
        sendBuf[3] = crcData >> 8;                        //CRC16 高8位
        sendBuf[4] = crcData & 0xff;                        //CRC16 低8位
        sendCount = 5;                                        //发送的字节数合计:5
        beginSend();                                        //485开始发送
}

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28#
发表于 2009-12-22 09:14:23 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
------------------modbus.h-------------------------
#ifndef UART_H
#define UART_H

#define RS485_IO_ST_PORT        PORTD        //定义485控制端口
#define RS485_IO_ST_DDR                DDRD        //定义485方向控制器               
#define RS485_IO_ST_LINE        PD2        //定义控制485的I/O引脚
#define RS485_IO_INIT                RS485_IO_ST_DDR |= _BV(RS485_IO_ST_LINE); RS485_IO_ST_PORT &= ~_BV(RS485_IO_ST_LINE)         //控制485的I/O初始化,并置485为接收状态
#define RS485_SEND                RS485_IO_ST_PORT |=  _BV(RS485_IO_ST_LINE)        //置485为发送状态
#define RS485_RECIVE                RS485_IO_ST_PORT &= ~_BV(RS485_IO_ST_LINE)        //置485为接收状态


extern uint16         testRegister;
extern uint8        sendCount;
extern uint8        receCount;
extern uint8        sendPosi;
extern uint8        sendBuf[32],receBuf[32];
extern uint8        checkoutError;
extern uint8        receTimeOut;

//函数原形
void beginSend(void);
void checkComm0Modbus(void);
void readCoil(void);
void readRegisters(void);
void forceSingleCoil(void);
void presetSingleRegister(void);
void presetMultipleRegisters(void);
void forceMultipleCoils(void);
uint16 getRegisterVal(uint16 addr,uint16 *tempData);
uint16 setRegisterVal(uint16 addr,uint16 tempData);
uint16 getCoilVal(uint16 addr,uint16 *tempData);
uint16 setCoilVal(uint16 addr,uint16 tempData);

#endif

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29#
发表于 2009-12-22 09:15:17 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
------------------init.c-----------------------------
#include "main.h"

//全局变量初始化
void varInit(void)
{
        volatile uint8 flag1ms,T100ms;                //1ms时间标志,100ms时间计数器
        volatile uint16 Tsecond;                //1s时间计数器,1s=1000ms
        volatile uint32 tickCount,intTickCount;        //1ms时间计数器
}

//I/O端口初始化
void port_init(void)
{
        PORTA = 0xF0;                //               
        DDRA  = 0x00;                //
        PORTB = 0xFF;                //
        DDRB  = 0xFD;                //
        PORTC = 0xFF;                 //
        DDRC  = 0x00;                //
        PORTD = 0xFF;                //
        DDRD  = 0xFA;                //
}

//初始化定时器0 (4MHZ,1ms定时)
void timer0_init(void)
{
        TCCR0 = 0x00;                //停止计时器
        TIFR  = 0x00;                //清除定时器中断标志
        TCNT0 = 0xc1;                //赋定时器初始值,定时器1ms产生溢出中断
        TCCR0 = 0x03;                //CS00=1,CS01=1,64分频,T/C0溢出模式,开始计时
}

//定时器0 溢出中断
void ISR(TIMER0_OVF_vect)
{
        TCNT0 = 0xc1;                //重填初始值
        intTickCount++;                //1ms时间计数器累加
        flag1ms = 1;                //1ms时间标志置位

/*
if(adcCount<=SAMPLECOUNT-1 && adcCount>=0)
        adcData[adcCount] = ADC & 0x3ff; //读取AD数据
        if(adcCount >= 0)
        {
                ADMUX = 0xc0 |(adcMux&0x0f);
                  ADCSR |= 1 << ADSC; //启动ADC
                adcCount--;
        }
*/  
}


//ADC初始化,转换时间 52uS
void adc_init(void)
{
        uint8 adcMux = 0;

        ADCSR = 0x00; //disable adc
        ADMUX = 0xc0 |(adcMux&0x0f); //select adc input 0   2.56V参考源
        ACSR  = 0x80;
        ADCSR = 0x85; //使能ADC 32分频
}


//UART0 初始化,波特率: 4MHZ,9600bps,8位数据,无效验位,1停止位,常速,数据帧
void uart0_init(void)
{
        UCSRA = 0x00;        //位1(U2X)=0常速、数据帧
        UCSRB = 0x00;         //关闭串口,2位UCSZ2=1时用在多机通讯9位地址帧

        //1位UCSZ0=1,2位UCSZ1=1,UCSRB的2位UCSZ2=0 8位数据;3位USBS=0,1停止位;4位UPM0=0,5位UPM1=0 无校验       
        UCSRC = _BV(UCSZ0) | _BV(UCSZ1);

        UBRRL = 25;        //指定波特率 9600,4MHZ=25,7.3728MHz=47
        UBRRH = 0x00;

        UCSRB = _BV(RXEN)| _BV(TXEN)| _BV(RXCIE)| _BV(TXCIE);        //允许接收、发送、接收完成、发送完成中断
}


//看门狗初始化
void watchdog_init(void)
{
        wdt_disable();                //关闭看门狗
        wdt_enable(WDTO_2S);        //开启2s钟看门狗
}

//时间片处理
void timeProc(void)
{
        if(flag1ms == 1)                        //1ms时间到
        {
                flag1ms = 0;                        //清除1ms时间标志
                CLI();                                //关中断
                tickCount = intTickCount;        //
                SEI();                                //开中断
  
                if(receTimeOut>0)                //接收是否超时(9600bps T3.5大约4ms)
                {
                        receTimeOut--;                //在接收完成中断里配置初始值5,循环4次=4ms
                        if(receTimeOut==0 && receCount>0)        //判断接收是否超时
                        {                                        //数据报接收完毕
                                RS485_RECIVE;                        //将485置为接收状态
                                receCount = 0;                        //将接收计数器清零
                                checkoutError = 0;                //将接收出错代码清零
                        }
                }
  
                T100ms++;                        //100ms时间计数器累加
                if(T100ms > 100)                //100ms时间到
                {
                        T100ms = 0;                //清零100ms时间计数器
                        //100ms时间片代码
                        //blinkLed();                //运行指示灯闪烁  
                }
  
                Tsecond++;                        //1s时间计数器累加
                if(Tsecond > 10000)                //1ms时间到
                {
                        Tsecond = 0;                //清零1s时间计数器
                        //1s时间片代码
                }
        }
}


//全体初始化函数
void init_devices(void)
{
        CLI();                        //关闭全局中断
        port_init();                //I/O初始化
        timer0_init();                //定时器0初始化
        adc_init();                //ADC初始化
        uart0_init();                //串口初始化
        RS485_IO_INIT;                //初始化485
        watchdog_init();        //看门狗初始化

        MCUCR = 0x00;
        GICR  = 0x00;
        TIMSK |=_BV(TOIE0);         //允许T/C0溢出中断
        SEI();                        //打开全局中断
}

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30#
发表于 2010-1-3 22:15:39 | 只看该作者 来自: 湖北襄阳 来自 湖北襄阳
智能房屋?  用无线电遥控,每个家电一个频带。

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31#
发表于 2010-1-4 10:32:22 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
上位机 初步模块。


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32#
发表于 2010-1-8 20:55:47 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
无线、红外,只是增加功能。可在后一步实现。

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33#
发表于 2010-1-12 23:40:35 | 只看该作者 来自: 河北唐山 来自 河北唐山
中控吧 ! 现在有些家电已经支持了 !!! 可以通过一个中控来控制多个家电 !!!!

就像多媒体教室那样, 只需按一个按钮 投影 幕布 电脑 都自动开了, 电子窗帘也自动打开 !!

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34#
发表于 2010-1-13 00:04:05 | 只看该作者 来自: 江苏泰州 来自 江苏泰州
C语言作用大!!!比汇编好看多了~~~~

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