CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un sistema de lectura remota de consumo masivo de servicios básicos domiciliarios, dirigido específicamente a consumidores o usuarios, en donde la lectura se realiza por el usuario en su propio domicilio.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La creciente demanda energética, en conjunto a la deficiencia de suministro de energía ha impulsado propuestas a nivel internacional sobre los sistemas de lectura del consumo domiciliario de energía. En este contexto, las empresas distribuidoras de energía eléctrica, gas y agua, han sido motivadas a la renovación de su infraestructura, con nuevas alternativas electrónicas y computacionales que habilitan mayor control y gestión sobre el uso de sus activos, abriendo nuevos canales de comunicación con el cliente final y proporcionando un mercado potencial a empresas de servicios públicos. Las innovaciones que se presentan en el mercado de los sistemas de medida orientados hacia el cliente van desde la innovación del medidor, con mayores prestaciones, hasta avances que permiten la comunicación entre distintos dispositivos en la red de baja tensión, entre el distribuidor eléctrico y su cliente e incluso entre otras empresas de servicios públicos.

Respecto a los sistemas de medición, tenemos la medición automática que recolecta los consumos de energía y transfiere esa información del medidor de la residencia a la empresa distribuidora a través de una comunicación unidireccional. La lectura de estos consumos se realiza de dos maneras distintas: 1) a través de un operario que transita con un dispositivo que recolecta la información de manera inalámbrica automáticamente desde los medidores que se encuentran dentro del rango de transmisión de estos. El recorrido se puede i realizar a pie o a través de un vehículo. 2) El otro método de lectura es a través de una estación fija que se instala dentro del rango de transmisión de los medidores que retransmite la información hasta la empresa distribuidora. Existe también la medición inteligente que es una modernización de la lectura automática dado que no solo miden cuanta electricidad es utilizada, sino que también en que horarios del día y otros datos extra como alertas de manipulación. Además, están diseñados para transmitir las tarifas e información desde la compañía distribuidora hacia el cliente.

En la actualidad en las empresas proveedoras de servicios básicos como electricidad, gas o agua existe la necesidad de hacer más eficiente los procesos de lectura masiva de medidores. Esta operación es crítica ya que es la única fuente de obtención de datos para el cálculo de consumo y la consiguiente generación de boletas o facturas de consumo, sin embargo, como es realizada en forma manual y presencial en cada medidor del usuario esta resulta muy costosa, ineficiente y con altas tazas de error; esto es particularmente dramático en zonas rurales donde el acceso a los medidores resulta más dificultoso.

Actualmente hay algunas iniciativas en el mercado eléctrico para abordar este problema mediante el uso de sistemas de comunicación que permitan capturar y transmitir los datos de lectura desde los equipos de medición para después procesarlos en forma centralizada. Sin embargo, además de resultar muy costosos y complicado en su implementación y operación, aún no se ha logrado un consenso en la arquitectura, tecnología ni dispositivos que sean aplicables al común de las empresas considerando los diversos aspectos geográficos, densidad de población, operación, escala y perfil de consumo; tampoco la autoridad ha comunicado alguna norma o lineamiento que resulte aplicable.

La solución propuesta busca solucionar el problema lectura masiva de medidores de diferentes servicios y proveedores, siendo el usuario el principal protagonista de la lectura de sus servicios.

En relación al estado de propiedad industrial, se encontraron los siguientes documentos vinculados con la tecnología materia de esta solicitud. La patente de invención mundial WO2018015822, se refiere a un sistema electrónico para la lectura remota de medidores de consumo, para usuarios de servicios tales como el suministro de agua o gas, que comprende un dispositivo de lectura de fotografías instalado en un medidor, un dispositivo electrónico (puede ser un smartphone) para uso por parte de un usuario o un operador el cual es capaz de comunicarse con el dispositivo de lectura de fotos de manera remota. Dicho dispositivo electrónico se comunica con el dispositivo de lectura de fotos vía radiofrecuencia para adquirir la lectura de al menos una foto del indicador numérico del medidor y que dicha lectura de foto se envíe al dispositivo electrónico. Una aplicación instalada en el dispositivo electrónico controla el código de identificación del medidor, lee por el dispositivo de lectura de fotografías, lo compara con un código de usuario y permite la comunicación entre el dispositivo electrónico y el dispositivo de lectura de fotos, si el código de identificación del medidor corresponde al código de usuario.

La diferencia entre esta tecnología y lo que se desea proteger está dada en el uso de dos dispositivos: uno de toma de información y otro de lectura de fotos, tiene pocas medidas de seguridad.

La patente de invención mundial WO2018201661 se describen un método y un sistema de lectura de medidores, relacionados con el campo técnico de los medidores inteligentes. El método comprende: adquirir información de imagen de una pantalla de visualización en un medidor. Analizar la información de la imagen para adquirir la información digital actual correspondiente. Comparación de la información digital actual con información digital anterior para obtener un valor de lectura actual del medidor. Detectar si hay comunicación NB-IOT. Cuando se detecta que hay comunicación NBIOT, se envía la lectura actual del medidor a un servidor y/o terminal mediante la comunicación NB-IOT. En la solución técnica de la presente invención, el medidor en sí mismo adquiere la información de la imagen y, después de realizar el análisis para obtener el valor de lectura del medidor actual, lo envía a un servidor y/o un terminal por medio de la comunicación NB-IOT, implementando así una función de medidor inteligente real, que permite al usuario o proveedor conocer rápidamente el uso de electricidad, agua o gas y, por lo tanto, brindar comodidad para el usuario y el proveedor; logrando un bajo costo y bajo efecto técnico en el consumo de energía.

En este documento se habla de un medidor inteligente; el medidor en sí mismo adquiere la imagen, por lo tanto, es una de las principales diferencias con lo que se desea proteger.

Por otra parte, la solicitud de patente CN101806601 , de la oficina china de patente, se refiere a un terminal de lectura de un medidor, en particular a un medidor de mano basado en una tecnología de reconocimiento de imagen y a un método de lectura basado en la misma tecnología de reconocimiento de imagen. El terminal de lectura del medidor de mano consta de una parte de hardware y una parte de software; el hardware comprende un terminal de mano inteligente con una función de cámara, como una PDA, un teléfono inteligente y similares; y el software incluye un sistema operativo del terminal y un programa de reconocimiento de imagen que puede ejecutarse en el terminal de mano inteligente. El método de lectura del medidor utiliza el terminal de mano inteligente con la función de cámara y la tecnología de reconocimiento de imagen para convertir una imagen tomada desde el medidor en una indicación de medida concreta. Luego la indicación es enviada a un sistema de gestión superior. El método de lectura del medidor y el terminal de lectura del medidor de mano basado en la tecnología de reconocimiento de imagen de la invención se puede aplicar ampliamente a la lectura de medidores como medidores de agua, medidores eléctricos, medidores de gas y similares.

La diferencia entre las tecnologías está dada principalmente en las medidas de seguridad las cuales no son mencionadas en el documento, además no se sabe si es para clientes u operadores.

La patente CN108305454 de la oficina china, proporciona un sistema de adquisición inteligente para la información del medidor. Con un dispositivo de adquisición de imágenes dispuesto en la periferia de un medidor como núcleo y en combinación con un programa de control y una tecnología inalámbrica de corta distancia de 433 MHz, se realiza la función de lectura del medidor de larga distancia, el estado de trabajo de una cámara como dispositivo de lectura y adquisición, pueden ser controlados; los datos de imagen se reciben a través de un instrumento manual de lectura inalámbrico, los datos de imagen obtenidos se pueden enviar a un terminal móvil inteligente ya sea por WiFi o Bluetooth para su almacenamiento o visualización. Posteriormente, los datos de la imagen se envían a una computadora que sirve como servidor en una red o mediante transmisión por cable y se almacenan o procesan a través de un software, de modo que se realiza el resumen y el archivo de la información del medidor.

Esta tecnología consta de dos hardwares, un dispositivo de adquisición de imágenes y otro de transmisión, no se refiere a las medidas de seguridad y fraude, como sí lo considera la propuesta que se desea proteger.

La mayor diferenciación entre las tecnologías descritas y lo que se desea proteger es el alto nivel de seguridad que posee el sistema para que el sistema pueda ser utilizado por los usuarios finales o como por las empresas proveedores de servicios básicos o asociados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura N°1 : Esquema de operación del sistema Figura N°2: Lectura de energía con datos registrados correctamente Figura N°3: Lectura de agua con datos registrados correctamente Figura N°4: Lectura de gas con datos registrados correctamente

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención está referida a un sistema de lectura remota de consumo masivo de servicios básicos domiciliarios, donde la lectura es realizada por el usuario y la información recogida se transporta hacia la compañía de suministros energéticos; este sistema utiliza la red celular y provee al usuario datos de gastos, costos y da recomendaciones de uso de medición de servicios básicos.

El sistema de la presente invención comprende los siguientes elementos:

- Una plataforma de configuración que permite realizar lecturas remotas de datos de consumo, de forma masiva, de servicios básicos.

- Un dispositivo móvil que permite al usuario obtener la lectura.

- Medios de geolocalización que permite obtener información desde donde se está obteniendo la lectura.

- Medios de identificación mediante huella digital, o clave de identificación para los dispositivos que no tengan lector de huella.

- Medios de seguridad a través de la comprobación de datos enviados mediante cruzamiento de información de distinto tipo, ya sea imágenes y además ingresadas manualmente.

- Medios de aviso de fecha de toma de lectura, o medición.

- Estadísticas e historial de información para la toma de decisiones.

El sistema propuesto basa su funcionamiento en una plataforma tecnológica de lectura masiva y remota de datos de consumo de servicios básicos domiciliarios, diseñada para la acción de un usuario (no técnico), quien captura y envía la información utilizando un dispositivo móvil inteligente del tipo smartphone, tablet u otro equivalente. Está compuesta por un software, que se traduce en una aplicación que opera en cada smartphone y que permite: (i) realizar un enfoque adecuado del equipo medidor; (ii) completar la identificación del cliente utilizando información provista por cada empresa proveedora; (iii) extraer, interpretar, transmitir y verificar la recepción hasta la compañía de los datos de lectura de consumo.

Otro componente es un conjunto de hardware y software dispuesto en los clientes y/o compañías distribuidoras de suministros energéticos para: recibir y procesar los datos desde los múltiples usuarios y traducir los formatos hasta las respectivas plataformas back-end. Cada cliente o compañía provee a sus usuarios el procedimiento y la aplicación para realizar la operación completa de lectura de su propio medidor. El usuario del sistema ingresa datos de lectura y captura una imagen del medidor y ambos son enviados al cliente y/o compañía donde se realiza una verificación para garantizar su consistencia. Adicionalmente, el cliente puede realizar operaciones de consulta remotas y así agregará eficiencias adicionales derivadas de la remotización de operación que actualmente requieren la participación de personal en terreno. Actualmente ya se cuenta con una librería básica de algoritmos para la identificación de patrones que será ampliado para lograr la identificación de los equipos de medida y la extracción de los datos de consumo.

El sistema opera a través de un smartphone y consta de varias etapas, tal como se observa en la figura N°1 .

En una primera etapa, previamente se inscribe en la compañía de suministros el servicio a medir. Con ello se registra al cliente como usuario del sistema, incorporando parámetros de seguridad como: N° de medidor, N° de cliente, coordenadas GPS del medidor, usuario, clave inicial de usuario y huella dactilar.

En una segunda etapa, con la clave inicial de usuario, se descargar la aplicación asociada al sistema, se ingresa con la huella dactilar o clave (para los dispositivos que no tengan lector) y dirigirse al servicio de consumo que contrató, donde dicho servicio de consumo estará liberado para ingresar nombre de cliente (en el sistema), dirección, número de medidor (el que será corroborado con la posición GPS) y luego se presiona activar.

Una vez realizado esto, la fecha en la que el cliente o consumidor del servicio básico deba hacer la medición, el sistema enviará un mensaje de aviso (tantas veces sea necesario, cada una hora hasta que la medición se efectué).

En otra etapa en particular, cuando el usuario vaya a efectuar la medición, se le solicitará un medio de verificación que puede ser su clave de identificación o la huella digital; una vez efectuado el paso anterior el sistema lee la posición (GPS) y comprueba la ubicación del medidor respectivo; una vez verificada la ubicación se abre la aplicación para capturar la imagen del medidor del servicio registrado. En esta etapa es importante no cambiar posición GPS, debido a que si no corresponde la geolocalización con lo que existe previamente en la base de datos de la compañía, la aplicación reclamará dicho cambio y deberá comenzar nuevamente el proceso. En una realización más específica, se realiza una captura de imagen al medidor de consumo y, a su vez de manera manual, se ingresa los dígitos que marca el medidor. Si por algún motivo la información de imagen e ingreso manual no coincide, el sistema solicita efectuar el proceso nuevamente, por una cantidad limitada de oportunidades. Si el proceso fue realizado y aceptado por el sistema de manera correcta, el sistema arroja un mensaje y luego de su respectivo análisis queda en el historial del sistema a disponibilidad del cliente o usuario en la aplicación. Esto se visualiza en las figuras N°2, N°3 y N°4.

Con ello, luego de un periodo se puede tener una estadística e historial de consumos y con ello se tendrá retroalimentación de los mayores consumos y consejo de ahorro.

Las ventajas de este sistema está dado por la remotización masiva del proceso de lectura y transmisión de datos de consumo de servicios básicos con estos elementos diferenciadores: (i) sin la necesidad de agregar infraestructura de comunicaciones adicionales y (ii) sin requerir realizar modificaciones al actual parque de equipos medidores. La solución, a diferencia de lo conocido en el mercado, utiliza las capacidades de captura de información de los smartphones y mediante las redes móviles logra una implementación simple y escalable que cambia el proceso de los actuales procesos de lectura de equipos de medida en los servicios básicos. Actualmente no hay en el mercado una solución aplicable a diversos medidores de múltiples servicios básicos que utilice smartphones para la lectura y transmisión de los datos de consumo hasta las respectivas empresas proveedoras. Hay iniciativas en empresas del sector eléctrico de evaluar soluciones disponibles para remotizar la lectura masiva mediante el reemplazo de los equipos electromecánicos por equipos de estado sólido que agregan la capacidad de trasmitir datos a través de diversos medios, permitiendo así una interacción entre consumidores y la empresa distribuidora. En todos los mercados de servicios básicos la incorporación de estas capacidades de comunicación por parte de los fabricantes de equipos de medida han avanzado al desarrollo de tecnología AMR (Automatic meter Reading) que con infraestructura de comunicaciones generan la soluciones AMI (Advanced Metering Infrastructure) que proveen una solución para reemplazar la lectura masiva manual por un esquema automático, sin embargo su implementación requiere grandes inversiones y de momento no hay consenso dentro de cada mercado y la posibilidad de una plataforma multi-mercados es aún menor.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

Ejemplo N°1 : Pruebas de ingreso al sistema por aplicación

Se efectuaron pruebas de ingreso al sistema para evaluar la seguridad de instalación de aplicación de usuarios registrados en algún tipo de servicio básico. Para ello se registraron 10 usuarios y se procedió a bajar la aplicación con los usuarios registrados y no registrados, en 30 intentos por cada uno. Los resultados se observan en la tabla N° 1 , para cada caso se anotó una la letra “V” que corresponde a funcionamiento correcto y con una letra “F” que corresponde a funcionamiento incorrecto. Tabla N° 1

Ejemplo N°2: Pruebas de correlación de datos de usuario

Se efectuaron pruebas de ingreso y comprobación de información de usuario, tales como: Tipo de servicio (energía, agua, gas), N° de Cliente, N° de Medidor, al momento de instalar y dejar operativo el sistema. Para ello se efectuaron 20 intentos con datos correctos y no correctos. Los resultados se observan en la tabla N° 2, se denominó con una letra “V” el correcto funcionamiento cuando se ingresan datos ya sea correctos e incorrectos y con una “F” el funcionamiento incorrecto de los datos ya sea correctos o incorrectos.

Tabla N° 2

Ejemplo N°3: Pruebas de geolocalización

Se efectuaron pruebas de ubicación (coordenadas GPS) del medidor del servicio en cuestión registrado. Para ello se efectuó la comprobación por medio del sistema de la coordenada registrada y GPS del smartphone, a través del sistema, al momento de instalar y dejar operativo él sistema. Los resultados se observan en la tabla N° 3, se designó con una “V” el correcto funcionamiento ya sea con datos correctos e incorrectos, y con una “F” el incorrecto funcionamiento ya sea con datos correctos e incorrectos. Para ello se efectuaron 10 pruebas a coordenadas registradas. Tabla N° 3 Ejemplo N°4: Pruebas de seguridad de ingreso usuario

Se efectuó comprobación de huella/clave/llave digital para usuario. Se efectuaron 20 pruebas de identificación de usuarios, al momento de instalar y dejar operativo el sistema. Los resultados se observan en la tabla N° 4, para ello de designo con una letra “V” el correcto funcionamiento de ingreso de huella/clave/llave correcta o incorrecta, y con una letra “F” el incorrecto ingreso de huella/clave/llave correcta o incorrecta.

Tabla N° 4

Ejemplo N°5: Pruebas de comprobación de fechas

Se efectuaron pruebas de comprobación de día de medición de servicio básico y su respectivo aviso (día / mes / año). Para ello se comprobación de aviso de medición en 20 días. Los resultados se observan en la tabla N° 5, identificando el correcto funcionamiento con una letra “V” y el incorrecto funcionamiento con una letra “F”.

Tabla N° 5

Ejemplo N°6: Pruebas de correlación de datos clave-medidor-ubicación

Se efectuaron pruebas de clave/huella/llave, N° de medidor, ubicación al momento de tomar la medición. Los resultados se observan en la tabla N° 6, para ello se realizaron 20 comprobaciones al momento de medir.

Tabla N° 6

Ejemplo N°7: Pruebas de lectura de consumo

Se efectuaron pruebas de lectura de medidor del respectivo servicio. Para ello se midió 20 veces los distintos tipos de servicios (energía, agua, gas). Y se comprobó lectura con número de medidor. Los resultados se observan en la tabla N° 7, se Marca con una letra “V” el correcto funcionamiento y lectura, y con una letra “F” el incorrecto funcionamiento y lectura.

Tabla N° 7