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Title:
MODULAR DATA CONCENTRATOR DEVICE FOR PUBLIC UTILITY METERING SYSTEMS AND METHOD FOR GATHERING AND MANAGING INFORMATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035774
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a modular data concentrator device for advanced metering infrastructure (AMI) systems, which is interoperable, can have the communication protocols of multiple meter brands embedded and has a completely modular structure, such that one or more communication modules can be integrated, depending on the type of communication of each meter to be managed. Thus, the device of the invention allows various meter brands, whether energy, water or gas, to be managed using a single data concentrator, regardless of the communication protocol that they use and of the communication means that they have, which ensures that any public utility company only needs a single management software when using the modular device, thereby ensuring that the information of all the managed meters is in a single database format.

Inventors:
AGUADO GIRALDO EDGAR JULIAN (CO)
Application Number:
PCT/IB2019/056838
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
August 12, 2019
Export Citation:
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Assignee:
INTEGRATED MEASUREMENT SYSTEMS S A S (CO)
International Classes:
G01D4/00; G06Q50/06
Domestic Patent References:
WO2007139842A22007-12-06
Foreign References:
US20080117077A12008-05-22
MX2009002801A2009-03-31
US6366217B12002-04-02
Attorney, Agent or Firm:
GUERRERO GAITAN, Manuel Antonio (CO)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo modular concentrador de datos para sistemas de medición de servicios, el cual es interoperable, caracterizado porque comprende:

· una unidad de procesamiento o módulo principal (1 ) que controla la operación del dispositivo y se comunica de forma cableada o inalámbrica con el dispositivo remoto de gestión y control de la ESP;

• unos módulos de expansión (2) conectados de forma serial al módulo principal por medio de una conexión con módulos de expansión (101 ), en donde cada módulo de expansión (2) se conecta con un tipo de medidor de servicio dependiendo del protocolo del mismo.

2. El dispositivo modular de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la unidad de procesamiento módulo principal (1 ) está compuesto por:

o una memoria (1 1 );

o una memoria flash embebida (12);

o una memoria externa (13);

o un procesador (14);

o un módulo de comunicación cableada (15);

o un módulo de comunicación inalámbrica (16);

o una batería (17);

o una interfaz de reinicio, tal como un botón de RESET ;

o unos puertos de comunicación serial (18); o un conector para sensor de apertura de caja que contiene medidores(19);

o un puerto de alimentación eléctrica externa al dispositivo (10); y o unos elementos indicadores de funcionamiento (100).

3. El dispositivo modular de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la memoria (1 1 ) es RAM, la memoria flash embebida (12) es de tipo eMMC, y la memoria externa (13) es de tipo microSD. 4. El dispositivo modular de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la comunicación del módulo principal (1 ) es inalámbrica tipo Wi-Fi, o cableada tipo Ethernet.

5. El dispositivo modular de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque cada uno de los módulos de expansión (2) cuenta con elementos de visualización de estado (21 ).

6. El dispositivo modular de acuerdo con la reivindicación 1 o 5, caracterizado porque cada módulo de expansión (2) se puede seleccionar del grupo de módulos de comunicaciones con servidores de protocolos GPRS, 3G, 4G, módulos de comunicación con otros concentradores de protocolos ZigBee, y módulos de comunicación con medidores de protocolos XBee, PLC, LoRa,

6LowPAN.

7. Un proceso para la gestión de los datos enviados por medidores de servicios públicos en un dispositivo concentrador, caracterizado porque comprende los pasos de:

a) leer los parámetros de tiempo de rutinas del dispositivo concentrador en una base de datos;

b) comparar la hora actual del sistema con los tiempos actuales de los parámetros leídos de las rutinas a ejecutar;

c) si se cumple con un tiempo de lectura periódica, enlistar los medidores, seleccionar el tipo de medidor, seleccionar el medio de comunicación, y realizar el proceso de lectura de perfil del medidor;

d) en caso de no cumplir con el tiempo de lectura predefinido, revisar si se cumple el tiempo de estado del sistema;

e) si se cumple con el tiempo de estado del sistema, enlistar los medidores, seleccionar el tipo de medidor, seleccionar el medio de comunicación, y realizar el proceso de lectura del estado del relé del medidor

f) si se cumple con el tiempo de itinerancia, enviar un estado del dispositivo concentrador al servidor;

g) si se cumple con el tiempo de limpieza, realizar un respaldo de los datos en el concentrador, y eliminar los datos antiguos;

h) si se cumple con el tiempo de reporte, seleccionar los datos sin enviar, enlistar los servidores que reciben datos, y enviar los datos a los servidores; i) si se cumple con el tiempo de estado del sistema, enlistar los medidores, seleccionar el tipo de medidor, seleccionar el medio de comunicación, y realizar la lectura horaria del medidor. 8. Uso del dispositivo concentrador modular para realizar la lectura de medidores mediante la utilización e interpretación de protocolos de comunicación.

Description:
DISPOSITIVO MODULAR CONCENTRADOR DE DATOS PARA SISTEMAS

DE MEDICION DE SERVICIOS PUBLICOS Y PROCESO PARA LA RECOLECCIÓN Y GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se ubica dentro del campo de los dispositivos para la medición de servicios públicos y, más específicamente, con la gestión de medidores y la interrelación entre los diferentes tipos de medidores, para todo tipo de servicios públicos, tal como energía, agua y gas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Hasta hace unos pocos años, las viviendas en los barrios, en las unidades residenciales o en las oficinas y almacenes dentro de un edificio o un centro comercial, contaban con su respectivo medidor de energía, el cual era típico y comúnmente conocido, es decir, un medidor mecánico, el cual contaba con un disco giratorio, con un tablero que indicaba con una numeración, la cantidad de energía acumulada que el medidor había registrado.

Posteriormente, los sistemas de medición fueron evolucionando hasta llegar a medidores de energía totalmente electrónicos, para este tipo de usuarios como se definieron anteriormente (residencias, oficinas, etc.). En la actualidad, ya se están implementando medidores con comunicación, es decir, que pueden ser i interrogados vía remota a través de un medio de comunicación, sin necesidad de que un operario de la empresa de servicios públicos requiera desplazarse al sitio para tomar la lectura. Inclusive, el corte y la reconexión del servicio al usuario, se puede realizar desde la empresa de servicios públicos, sin necesidad de ir al predio.

Lo anterior implica que, en la empresa de servicios públicos (en adelante ESP) exista un software de gestión especializado, que es el que permite entablar la comunicación a través de un medio de comunicación, con cada uno de los medidores de energía en los usuarios, en donde el medio de comunicación puede ser alámbrico o inalámbrico, es decir, que puede ser una línea telefónica o para citar el caso más conocido en las comunicaciones inalámbricas, una tarjeta SIM, como la que se encuentra en los teléfonos móviles. Ahora bien, al tener este sistema para las viviendas de un barrio, para las de una unidad residencial, o para los locales de un centro comercial o edificio, se estaría hablando de un sistema que implicaría múltiples líneas telefónicas o múltiples tarjetas SIM, lo que complica la operación y eleva los costos de funcionamiento del sistema.

Por lo anterior, las empresas que ofrecen soluciones para sistemas de medición incluyen en su ofrecimiento un concentrador de datos, cuya función es recolectar en terreno, la información de múltiples medidores, para que se tenga únicamente la comunicación entre el software en la Empresa de Servicios Públicos y el concentrador de datos, con el fin de realizar la transmisión de la información de muchos medidores. Lo anterior significa que si un concentrador de datos se comunica directamente con 20 medidores, utiliza como medio de comunicación con el software en la ESP, una tarjeta SIM, lo que implica que ya no se necesitarán 20 tarjetas SIM, sino sólo una.

Lo anterior corresponde a un beneficio enorme para una ESP, debido a las funcionalidades adicionales que ofrecen los concentradores, como lo es, por ejemplo, el servir de respaldo para el almacenamiento de la información de los medidores con los cuales se comunica.

Así las cosas, en el estado del arte se puede encontrar una pluralidad de divulgaciones relacionadas con este tipo de dispositivos que ayudan a realizar el proceso de medición y/o gestión o control de contadores de servicios públicos, dentro de los que se encuentra el documento CO 09-130995 que enseña un medidor de servicio que puede leerse al enviar una solicitud para leer el medidor desde una aplicación de lectura del medidor, la cual puede localizarse en un servidor de servicio o en un punto de acceso en una red, a un módulo de comunicación asociado con el medidor de servicio, en donde el módulo de comunicación inicia una sesión con el medidor de servicio, realiza solicitudes de datos desde el medidor de servicio asociado, recibe las respuestas a las solicitudes de datos del medidor de servicio, y termina la sesión después de recibir todos los datos solicitados del medidor. Así mismo, este documento se enfoca en un sistema asociado con una red de servicio público que comprende una pluralidad de medidores de servicio capaces de leer información del medidor de productos; una pluralidad de nodos de red de servicio público dispuestos en una red de servicio público y capaces de interconectarse con los medidores de servicio y recibir la información del medidor de producto desde los medidores de servicio y transferir la información a una dirección de red específica; donde por lo menos uno de los nodos de servicio, en respuesta a recibir una solicitud de medidor de lectura de un programa de lectura de medidor: inicia una sesión con al menos un medidor de servicio, realiza una pluralidad de solicitudes de datos de medidor por lo menos en un medidor de servicio, recibe respuesta a las solicitudes de datos del medidor a partir del medidor de servicio, da formato a las respuestas recibidas a las solicitudes de datos del medidor en una respuesta de solicitud de lectura de medidor, y transmite la respuesta de solicitud de lectura de medidor a una dirección de red específica asociada con la solicitud de lectura de medidor recibida.

Otra solicitud de patente Colombiana relacionada es la NC2016/0004508, la cual define un sistema de recolector de datos para lectura de medidores de energía que tiene un dispositivo colector de datos que comprende un módulo de potencia conectado a unidad de control y esta a su vez está conectada a un módulo de principal de periféricos y a un módulo de periféricos auxiliar, la unidad de control a través de UART y pines de entrada/salida conectada a un módulo de interfaz de comunicación RS-485 que incluye un módulo de multiplexación MUX/DEMUX 8 a 1 , donde la comunicación entre la unidad de control y módulo de interfaz de comunicación se establece bajo protocolos IEC 62056-21 o un MODBUS RTU, y la transferencia de datos entre la unidad de control y la HTTP - interfaz web se establece a través de protocolo ETHERNET o la interfaz UMTS, por medio de peticiones HTTP - interfaz web o mediante cliente DLMS/COSEM. De otra parte, se tiene la solicitud de patente de Colombia NC2017/0000390 que divulga un sistema de interfaz y método de interconexión para generar datos compatibles con un sistema externo en una cadena de suministro de recursos de crudo y gas, y en particular con una interfaz y método de interfaz para generar datos seguros y verificables para evitar manipulación, inyección de datos no deseados que resultan de un acceso no autorizado a lo largo de una cadena de suministro, en donde una interfaz genera y transforma datos en una cadena de suministro de crudo y gas para compatibilidad con sistemas externos. Así, los datos recolectados se capturan por un sistema de control industrial sensor o recolector de datos, y se transfieren a una plataforma de hardware intermedia segura para interconectar con un componente de software. Los datos recolectados luego se modifican utilizando un motor de reglas de negocios para crear datos mejorados y eventos creados a partir de los datos mejorados.

Finalmente, con relación al estado del arte nacional en Colombia, se tiene el documento CO 09-078870 que menciona un sistema para la detección de interrupciones de servicio de redes de servicios públicos, el cual comprende: una red de servicios públicos que incluye una vía de distribución de productos para suministrar un producto; una pluralidad de dispositivos electrónicos de servicios públicos asociados con la red de servicios públicos para monitorear por lo menos un parámetro asociado con la vía de distribución de productos; y un procesador de administración en comunicación con los dispositivos y operable para interrogar a por lo menos un subgrupo de dispositivos electrónicos de servicios públicos en respuesta a una entrada para evaluar el rendimiento de uno de la red de servicios públicos y el sistema en respuesta a la información relacionada con por lo menos un parámetro, la evaluación incluye un análisis basado en las normas de uno del parámetro y la información relacionada con el parámetro; capacidad, y capacidad de protocolo de comunicación de espectro de difusión de salto de frecuencia.

Ahora bien, a nivel internacional, se encuentra el documento ES 120351 1 que enseña un sistema que permite llevar a cabo la medición de consumos energéticos de los usuarios de un edificio de forma remota, el cual se desarrolla siguiendo una metodología específica que permite obtener además de la lectura, el consumo real en dinero que ha tenido cada usuario en un periodo predeterminado, bien sea corto, medio o largo, en donde el sistema además permite establecer alertas en función del consumo que permiten determinar si existe una fuga o un fraude en alguna parte de la instalación. Así mismo, se tiene el documento SE 1650963 que se encuentra relacionada con el campo de la lectura de mediciones y divulga un método y una disposición para suministrar mediciones a partir de una solución descentralizada, en donde el sistema divulgado se adapta para tener una redundancia mejorada en una construcción más robusta que suministra funcionalidad adicional y comprende una unidad de detección, una unidad de recolección y una unidad central.

De otra parte, se tiene la publicación internacional WO 2018015822 relacionada con un sistema electrónico para la lectura remota de medidores de consumo, tales como para suministro de agua o gas, en donde el sistema comprende un dispositivo lector de foto instalado en un medidor, un dispositivo electrónico para uso por parte de un usuario o un operador y adecuado para comunicase con el dispositivo lector de foto de forma remota, y en donde dicho dispositivo electrónico se comunica con el lector de foto por medio de radio con el fin de solicitar que se haga al menos una lectura de foto del indicador numérico del medidor y que dicha lectura sea enviada al dispositivo electrónico. Así mismo, una aplicación instalada en el dispositivo electrónico controla el código de identificación del medidor, y la lectura la compara contra un código de usuario, y permite la comunicación entre el dispositivo electrónico y el dispositivo lector de foto si el código de identificación del medidor corresponde con el código del usuario.

Finalmente, en el estado del arte está el documento EP 3163311 que divulga un aparato y un método para configurar de forma remota dispositivos de compuerta en una red AMI (Infraestructura de Medición Avanzada) a base de compuertas, en donde los dispositivos de compuerta configurable de forma remota están provistos para comunicaciones por Protocolo de Internet (IP) entre los dispositivos de medición de consumo y una instalación central de servicio público. Así, las comunicaciones entre el dispositivo de compuerta y la instalación central pueden ser por comunicaciones cableadas o inalámbricas y pueden incluir difusión de información de configuración desde la instalación central a dispositivos de compuerta seleccionados.

De acuerdo con lo anterior, y teniendo en cuenta los dispositivos, equipos o sistemas relacionados con la gestión de la medición de los servicios públicos, existentes en el estado del arte, se presenta un problema relacionado con el hecho que las soluciones de medición que actualmente existen en el mercado no son interoperables en cuanto a gestión de diferentes marcas de medidores, y tampoco tienen la capacidad de gestionar a otros medidores a través de medios de comunicación diferentes a los de su propia marca, lo cual implica que existe un software de gestión, un concentrador y unos medidores por cada marca que se quiera utilizar, lo que a su vez lleva a que si una empresa de servicios públicos quiere tener más de una marca de medidores en sistemas AMI (Infraestructura de Medición Avanzada, por sus siglas en inglés “Advanced Metering Infrastructure”), debe tener igual número de marcas de concentradores y, por lo tanto, igual número de software, lo que dificulta la operación debido a que la información provendrá de muchas fuentes y cada una con su propio formato, adicionalmente, se elevan los costos, pues al no poder los concentradores de una marca, tener la capacidad de leer los medidores de otra marca, se multiplica la cantidad de inventario de diferentes equipos con que se debe contar, para poder mantener un nivel de respuesta adecuado con los clientes ante fallas en los equipos de medición de cualquiera de las marcas. Finalmente, los sistemas de medición inteligentes de energía, son diferentes a los de sistemas de medición inteligentes de agua y a los de gas, es decir que no vienen integrados, lo que representa que la empresa debe tener disponibilidad de más software, más inventario, más fuentes de información, más costos, etc.

De este modo, un experto en la materia puede ver claramente que existe una necesidad por diseñar e implementar un dispositivo, equipo o sistema que permita suministrar un concentrador de datos que a su vez permita realizar la lectura de diferentes protocolos de comunicación, tal como los empleados por las diferentes marcas de medidores, que puedan ser embebidos en el equipo y adicionalmente, que posea múltiples módulos de comunicación, los cuales pretenden brindar diferentes alternativas a las ESP.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención está dirigida a un dispositivo que corresponde a un concentrador modular, el cual permite hacer la conexión entre medidores de servicios públicos, tales como agua, energía o gas, y una estación central de gestión control de dichos servicios, la cual se ubica en la Empresa de Servicios Públicos (ESP), como tal, en donde el dispositivo está compuesto principalmente de un módulo de procesamiento principal y una pluralidad de módulos de expansión que se conectan de forma serial con el módulo de procesamiento principal, en donde cada módulo de expansión corresponde a un módulo de comunicación con un protocolo definido, esto con el fin de obtener un único dispositivo que sea capaz de llevar a cabo la comunicación entre diferentes medidores de servicios públicos (independiente de su marca y protocolo de comunicación) y la estación central donde se ubica el software de gestión en la ESP.

Así las cosas, el dispositivo de la invención presenta unos elementos que permiten el funcionamiento adecuado de la unidad o módulo de procesamiento principal, dentro de los que se encuentra un procesador, una serie de memorias, una batería para autonomía, y unos elementos de comunicación que permite tener una comunicación inalámbrica o cableada con la estación central de la

ESP.

Adicionalmente, la presente invención se relaciona con un proceso para la recolección de las mediciones de los múltiples medidores de servicios, las cuales son gestionadas y almacenadas en el dispositivo concentrador divulgado acá, para posteriormente ser entregadas, en un único formato, al software de gestión y operación ubicado en la ESP.

Además, el dispositivo concentrador modular puede ser usado para realizar la lectura de diferentes protocolos de comunicación, de manera que se pueden obtener datos de diferentes medidores de servicios.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención se entiende de forma más clara a partir de las siguientes figuras donde se muestran los componentes asociados al presente dispositivo, así como los elementos novedosos con respecto al estado del arte, en donde, las figuras no pretenden limitar el alcance de la invención, el cual está únicamente dado por las reivindicaciones adjuntas, en donde:

La Figura 1 corresponde a un diagrama general en bloques del dispositivo modular de la presente invención, donde se incluyen, de forma ejemplar, tres módulos adicionales de comunicación, con diferentes tecnologías o protocolos.

La Figura 2 corresponde a un esquema general de un sistema de medición para una ESP usando el dispositivo modular (concentrador) de la presente invención, en donde se muestran los diferentes medidores con distintas marcas, el concentrador, el software de gestión y la Empresa de Servicios Públicos.

La Figura 3 corresponde a un esquema general de una modalidad alterna adicional de un sistema de medición para una ESP usando el dispositivo modular (concentrador) de la presente invención, en donde se incluyen elementos adicionales para incluir el Internet de las Cosas (loT), así como señales adicionales para monitoreo más amplio y la gestión del concentrador desde el servidor o cliente final remoto.

La Figura 4 corresponde a un diagrama de flujo que explica de forma detallada los pasos que se deben llevar a cabo con el fin de realizar el proceso de la presente invención en el dispositivo modular concentrador, definido anteriormente en la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Con el fin de que un experto en la materia entienda de una mejor forma el alcance y el espíritu de la presente invención, a continuación se definirán algunos de los términos utilizados a lo largo del presente documento. Como se usa acá, el término“No Interoperabilidad” en sistemas de medición, se refiere a la condición de no poder gestionar diferentes marcas de medidores en una sola solución a través de un solo software de gestión.

Como se usa acá, la expresión“ESP” o“Empresa de Servicios Públicos” se refiere a una empresa que presta una pluralidad de servicios públicos a una comunidad, donde dicha empresa puede ser prestadora del servicio de energía, agua, gas, u otros, o cualquier combinación de los mismos.

Como se usa acá, la expresión“AMI” o“Infraestructura de Medición Avanzada” se refiere a un sistema estándar internacional que permite realizar la medición, recolección y análisis de los datos de un servicio público, y están asociados e interactúan con medidores inteligentes de algún servicio público, tal como energía, agua o gas. Así, la presente invención define un dispositivo modular que corresponde a un concentrador de datos para sistemas de medición de servicios públicos, el cual cuenta con una sección principal (1 ) y una serie de módulos de expansión (2) que dependen directamente del tipo de comunicación que se va a tener con cada marca diferente de medidor de servicio público, en donde el servicio público a medir puede ser energía, agua o gas, o una combinación de éstos.

En este sentido, el dispositivo modular de la presente invención se compone principalmente de los siguientes componentes o partes:

• Una unidad de procesamiento o módulo principal (1 ) compuesto por: o Una memoria (1 1 ), tal como una memoria RAM; o Una memoria flash embebida (12), tal como una memoria eMMC;

o Una memoria externa (13), preferiblemente de tipo microSD; o Un procesador (14);

o Un módulo de comunicación cableada (15), preferiblemente de tipo Ethernet;

o Un módulo de comunicación inalámbrica (16), preferiblemente de tipo Wi-Fi;

o Una batería (17), preferiblemente de tipo recargable, tal como de litio que puede suministrar un voltaje ente 0 y 5V, preferiblemente 3.7V, con el fin de cumplir con el protocolo de último suspiro, el cual crea el registro de eventos pertinentes y sigue un proceso de apagado seguro para cuidar la memoria del dispositivo y no alterar ni corromper los datos almacenados; Una interfaz de reinicio, tal como un botón de RESET, el cual puede ser activado de forma manual en caso de un mal funcionamiento que no se pueda corregir de forma remota; Un par de puertos de comunicación serial (18), tal como RS- 485, donde en cada uno de dichos puertos de comunicación se pueden conectar hasta 31 medidores de servicio público para su correspondiente lectura;

Un sensor de apertura (19) del dispositivo, el cual es utilizado para la detección de intrusos o para el registro de eventos de mantenimiento del contenedor del dispositivo concentrador; Un puerto de alimentación eléctrica externa (10) al dispositivo para evitar problemas de calentamiento o de generación de ruido electromagnético que pueda crear conflicto en el proceso de comunicación con los medidores, donde dicha alimentación corresponde a una fuente de 12V, 3A;

Unos elementos indicadores de funcionamiento (100), preferiblemente una serie de Diodos Emisores de Luz (LED) que sirven a su vez como retroalimentación con el usuario, dentro de los cuales se encuentra un LED de estado, el cual se enciende de diferentes colores (rojo, azul y verde) dependiendo de cómo se encuentre el modo de operación de este (falla/fraude, mantenimiento, normal); unos LED que muestran el funcionamiento de los módulos de expansión y los métodos de comunicación;

o Un puerto de conexión (101 ) con módulos de expansión (2), el cual permite conectar múltiples módulos de expansión (2) al módulo principal (1 ), con el fin de tener diferentes funcionalidades o tipos de comunicación que no son absolutamente necesarios para el correcto funcionamiento del proceso de lectura de medidores eléctricos, en donde dicho puerto de conexión además permite comunicaciones seriales o I2C con diferentes periféricos, junto con el envío de señales digitales para programación o configuración del módulo conectado;

• Una pluralidad de módulos de expansión (2), conectados al módulo principal (1 ) por medio de la conexión con módulos de expansión (101 ), en donde cada uno de la pluralidad de módulos de expansión (2) cuenta con elementos de visualización de estado (21 ), preferiblemente LED, los cuales únicamente permiten mostrar el estado de funcionamiento del módulo, y en donde cada módulo de expansión (2) permite realizar comunicaciones con medidores de servicios públicos por medio de diferentes protocolos, tales como módulos GPRS, 3G,

ZigBee, XBee, entre otros.

Así las cosas, tal como se ilustra en la Figura 1 , el dispositivo de la presente invención corresponde a un equipo completamente modular, el cual cuenta con un módulo principal (1 ) donde se encuentran los componentes más importantes y que permiten la conexión con el centro de control remoto, donde se llevan las bases de datos, donde se encuentra el software de gestión de servicios públicos y donde se encuentran embebidos los protocolos de comunicación de cada una de las diferentes marcas de medidores integradas, en donde a dicho módulo principal (1 ) se conectan módulos adicionales o de expansión (2), dependiendo de la marca y la tecnología que utiliza cada medidor de servicio público (tal como energía, agua o gas), para así poder establecer una única conexión entre los diferentes medidores y el centro de control de la ESP.

Ahora bien, con relación a la Figura 2, ésta ilustra la estructura general de un sistema de comunicaciones y gestión de servicios públicos de una ESP, el cual incluye un dispositivo modular concentrador, el cual se muestra en la parte central de la figura y corresponde al elemento que permite hacer la unión de comunicaciones entre cada uno de los medidores (de diferentes marcas y/o de diferente servicio público) y el sistema de cómputo que cuenta con el software de gestión de servicios públicos en la ESP (mostrada al lado derecho de la figura), donde se puede ver claramente que en este ejemplo se presentan tres marcas diferentes de medidores (A, B, C), cada una con un protocolo de comunicación diferente, donde cada medidor (de A, B o C) se conecta con el dispositivo concentrador de la presente invención, y este último finalmente se conecta de forma directa con el sistema de cómputo que cuenta con el software de gestión de servicios públicos, lo que corresponde a una ventaja considerable para la ESP, ya que no debe contar con inventario para comunicaciones de diferentes medidores, al tiempo que no requiere de múltiples dispositivos de conexión ni múltiples software de gestión, tal como se indicó anteriormente en el presente documento. De otra parte, la administración del dispositivo modular concentrador junto con sus periféricos y los medidores que tenga asociados, se realiza a través de un aplicativo web que permite la configuración de todos los parámetros de este. La aplicación Web cuenta con diferentes secciones, tal como administración (roles, políticas, usuarios, País, Departamento/Estado, Ciudad, Empresa), configuración (Servidores, Subestaciones, Circuitos, Transformadores, Cajas, Concentradores, Medidores, Clientes), procesos (Lectura por demanda, Suspensión/Reconexión, Límite de Corriente, Programación de Mantenimiento, Back-up, Carga de Datos, Actualización de Firmware, Actualización de Sistema) y consultas (Lecturas, Registro de eventos, Alarmas, Errores, Bitácora).

Con respecto ahora a las ventajas operativas de la presente invención, las mismas se presentan y se basan en que al ser un solo software de gestión, se garantiza que toda la información se encuentre en una misma base de datos sin tener que hacer maniobras de conversión de formato, lo que en el día a día de una empresa de servicios públicos (ESP) agiliza el proceso de gestión de datos y elimina los errores humanos que frecuentemente se presentan cuando se debe manipular información de distintas fuentes. En el aspecto económico, los beneficios son muy importantes, ya que a diferencia de lo que se presenta en la actualidad, que se debe tener inventario de las diferentes marcas de medidores, dado que una marca no es compatible o no se entiende con la otra (tal como se indicó anteriormente), con el dispositivo concentrador de datos modular e interoperable para sistemas de medición AMI de la presente invención, no se requiere tener tanto inventario de medidores de cada una de las marcas utilizadas, pues el dispositivo concentrador está en capacidad de leer cualquier marca que sea integrada a su sistema. Adicionalmente, los tiempos de respuesta de las cuadrillas en terreno se reducen, ya que con cualquier medidor que tengan disponible, podrán atender un inconveniente que se les presente. Finalmente, una ventaja y beneficio adicional y muy importante, es que en la medida que se vayan requiriendo nuevas marcas de medidores, con nuevas funcionalidades, estas se pueden ir integrando, inclusive en los concentradores ya instalados, pues con una actualización de firmware de manera remota, se podrán actualizar los dispositivos concentradores que se encuentran instalados en un sistema completo de control y gestión de servicios públicos.

En una modalidad alterna, el dispositivo de la presente invención puede ser acoplado a un sistema o una red de internet con el fin de ser usado en lo denominado el Internet de las Cosas (loT), y de esta forma poder asociar el dispositivo concentrador con otros electrodomésticos o aparatos que se pueden encontrar al interior de una ubicación (bien sea hogar o comercial) y así, tener un control o medición sobre los mismos, creando una red completa de monitoreo.

Del mismo modo, el dispositivo de la presente invención también puede incluir de forma adicional y alterna, un dispositivo de señales adicionales, con el fin de tener un control y monitoreo más amplio, en donde dichas señales pueden ser seleccionadas del grupo que consiste, sin limitación, de temperatura, humedad, radiación solar, etc. Sumado a lo anterior, la presente invención también suministra un proceso para gestionar los datos recibidos en el dispositivo concentrador a partir de una pluralidad de medidores de servicios (energía, agua o gas), independiente de su protocolo de comunicación y/o su marca, tal como se ilustra en la Figura 3, con el fin de definir las funciones del dispositivo concentrador, como se definió previamente, y el cumplimiento de las demandas del sistema requeridas por el usuario final, es decir, la Empresa de Servicios Públicos, donde dichos procesos son explicados detalladamente a continuación de acuerdo a lo ilustrado en los diagramas de flujo, realizando énfasis en los aspectos más sobresalientes y de mayor impacto en la múltiple lectura e interpretación de diversas marcas de medidores, el cual es el objetivo principal de la presente invención.

Así las cosas, el proceso de la presente invención, como se encuentra definido e ilustrado en la Figura 4, es un ciclo infinito continuamente en ejecución otorgando la disponibilidad de las funcionalidades del equipo o dispositivo 24/7 horas/días, donde la implementación y ejecución de este proceso hace viable la solución que se brinda como alternativa en el presente documento.

De este modo, el proceso principal ilustrado en la Figura 4 inicia con la lectura de los parámetros en una base de datos, donde dichos parámetros obedecen a las configuraciones del sistema y brinda las características necesarias para la adecuada ejecución del proceso en el dispositivo de la invención otorgando la posibilidad de evaluar disponibilidad del concentrador, establecimiento de tiempos de limpieza de información, evaluación y fijado de fechas, horas adecuadamente, como preestablecimiento de tiempos de reporte de lectura configurados con anterioridad al inicio del sistema en la base de datos, entre otras características, donde dichas características son editables dependiendo de las necesidades requeridas. Luego, el proceso comprende el paso de llevar a cabo la comparación de tiempo actual con los parámetros de las rutinas evaluando si la hora actual es múltiplo de las horas en que se ha preestablecido ejecutar las diferentes rutinas, con base en el resultado obtenido se da la ejecución o no de las rutinas establecidas. Además, se cuenta con una rutina de limpieza cuyo objetivo es no almacenar datos sin valor agregado en el sistema, es decir, cuyo valor de uso expiró para lo cual dado el tiempo determinado para que esta rutina entre en funcionamiento, se realiza un respaldo (comúnmente conocido en el arte relacionado como backup) de la información disponible en el momento enviando dicha información al servidor configurado en el concentrador como maestro y realizando seguidamente el borrado de la información con tiempo mayor a treinta (30) días hacia atrás desde la fecha actual, esto obedece a las configuraciones iniciales realizadas al concentrador. Así, al haber terminado estos pasos del proceso o tareas, se da por terminada la rutina de limpieza y se vuelve al ciclo principal. De otra parte, se tiene una rutina de tiempo de itinerancia o Heartbeat que desempeña una tarea sencilla pero trascendental y es la de realizar reporte de funcionamiento desde el concentrador al servidor con el objetivo principal de que el servidor (usuario a quien se presta el servicio), genere una alerta ante el caso de no recepción de un reporte por parte del concentrador que se esperaba en un tiempo configurado. Lo anterior, de forma administrativa, permite observar, evaluar y atender pérdidas de conexión de manera oportuna, generación de alertas ante la necesidad de conexión constante y casos de usuarios tales como el reporte ininterrumpido de lecturas a medidores hacia los proveedores del servicio suministrado (Energía, Gas, Agua).

Del mismo modo, existen rutinas relacionadas al tiempo de reporte de la información horaria o de reporte de lectura de mediciones, donde dichas rutinas tienen como objetivo la selección de datos no reportados a los servidores, la selección de los servidores objetivos de dicha información y subsecuente envió de los datos; evitando el encolamiento de la información y la posible pérdida de los mismos, para lo cual se desarrollaron funciones tales que permiten al concentrador saber a qué servidores se ha entregado información de forma adecuada, en qué casos se presentan dificultades y eventualmente realizar los reintentos de envió a los servidores de interés.

A continuación se explicarán dos rutinas del proceso de la presente invención que contienen consideraciones de vital importancia que permiten la multidisciplinariedad en cuanto a interpretación de medidores de diversas marcas y versiones en el mercado en el dispositivo previamente definido, en donde el primer caso es el de una rutina de estado del sistema, con la cual se evalúa el reporte horario en los medidores de interés, y el segundo caso es una rutina de lectura periódica a través de la cual se realiza la obtención de las diversas medidas que brinda el medidor en cuestión, en donde dichas rutinas son similares en funcionalidad pero el resultado final obtenido difiere y ello se debe a la interpretación de las tramas necesarias para la comunicación con el medidor en cuestión, es decir, la llave principal por la que se pueden realizar múltiples lecturas a diferentes medidores, los cuales tienen poco o nada en común.

En este sentido, las dos rutinas definidas anteriormente cumplen las tareas de enlistar los medidores disponibles realizando un llamado a la base de datos donde a estos medidores se les está evaluando su disponibilidad con cierta periodicidad, luego se realiza una selección de aquellos que han respondido adecuadamente, se selecciona el medio de comunicación deseado fijando los parámetros de conexión preestablecidos al crear cada medidor en la base de datos y seguidamente se realiza, para el caso de la rutina de lectura periódica, todas las lecturas requeridas del medidor y se organizan en paquetes de información que son enviadas al servidor e interpretadas. Es importante aclarar que el envío de información (diferentes energías) se realiza de forma cifrada; en el caso de estado del sistema se realiza una lectura con el objeto de diagnosticar el estado del medidor y actualizar dicho estado en la base de datos.