En este artículo se presenta una revisión de la arquitectura de la AMI “Amivisor”. El sistema está diseñado para la gestión y monitoreo de sistemas eléctricos. Se analizan los módulos principales y las capacidades funcionales de este sistema, que permiten gestionar óptimamente los datos de diversos dispositivos y garantizar el funcionamiento confiable de las redes energéticas. Presentamos el diagrama arquitectónico del sistema:

01 Unidades de medida: Amivisor admite la interrogación de medidores de diferentes fabricantes. Para ello, el sistema cuenta con soporte para los siguientes protocolos y estándares: ANSI C12.18 / C12.19 / C12.21 / C12.22*, IEC 62056, IEC 61107, IEC 62056-21, DLMS/COSEM*, ModBus, DLT645. El sistema también contiene herramientas para trabajar con medidores tipicos y medidores inteligentes no equipados con módems de comunicación.

02 Unidades concentradoras: Para la comunicación con los medidores se pueden utilizar diversos dispositivos de recopilación y transmisión de datos (gateways, concentradores, estaciones base, etc.). Amivisor admite la interrogación de tales dispositivos, lo que permite a nuestros clientes utilizar equipos con diferentes canales de comunicación: GSM (GPRS/CSD/3G/4G), NB-IoT, Ethernet, LoRaWAN, ZigBee, RF, PLC.

03 Sistema de gestión y operación: Amivisor tiene una estructura modular. A continuación, se presenta una breve descripción de los módulos utilizados:

0301 Servidor de recopilación de datos: encargado de intercambiar datos con los medidores y los unidades concentradoras. El servidor está implementado en el lenguaje de programación C++ utilizando la biblioteca Boost y las bibliotecas criptográficas OpenSSL y Crypto++. Para almacenar la configuración de los medidores, los horarios de interrogación y los datos recopilados, se utiliza la base de datos PostgreSQL. El servidor recopila diversos datos de los medidores: lecturas, parámetros de consumo, perfiles de carga, indicadores de calidad de la energía eléctrica y varios registros. Además de la recopilación de datos, el servidor sincroniza los relojes de los medidores y controla los relés. La interrogación de los medidores y los unidades concentradoras puede realizarse tanto por comando del operador como de forma automática según el horario configurado por el usuario.

0302 Servidor de base de datos: basado en la base de datos MariaDB. Destinado a almacenar la información recopilada de los medidores y los datos obtenidos tras los cálculos en el servidor analítico.

0303 El servidor analítico (Meter Data Management): está implementado en el lenguaje de programación PHP y utiliza el servidor web Nginx. Permite a los usuarios ingresar objetos y dispositivos de medición en la base de datos del sistema, configurar parámetros y programar encuestas. Permite a los usuarios trabajar con los datos recopilados, visualizándolos en representaciones tabulares y gráficas convenientes. Además, el servidor analítico se encarga de generar perfiles horarios, calcular el consumo, crear informes, controlar los parámetros de la red eléctrica e informar sobre cualquier desviación de los límites establecidos. También se integra con otros sistemas de información externos.

El servidor consta de varios módulos:

• Módulo de interfaz de usuario: contiene múltiples formularios diseñados para que los usuarios trabajen en el programa.
• Módulo de cálculo: destinado a calcular el volumen y el costo del consumo.
• Módulo de informes: incluye una serie de informes estándar, facilitando la generación automática y el envío de informes en formato xls, xml.
• Módulo de balances: gestiona la estructura jerárquica de la red eléctrica y realiza cálculos por hora del balance energético para identificar áreas de la red con altas pérdidas.
• Módulo de notificación: creado para controlar diversos parámetros, envía mensajes de alerta por correo electrónico o a la aplicación móvil “Amivisor” (0309).
• Módulo de integración: destinado al intercambio de datos con programas de recopilación de datos de diferentes fabricantes, sistemas de facturación y para interactuar con la aplicación “Lecturas” (0307).
• API: contiene un conjunto de comandos y funciones para el intercambio automatizado de datos con otros sistemas.

0304 Módulo de sincronización: está diseñado para sincronizar el tiempo del servidor de recopilación de datos con la hora astronómica precisa. La sincronización del tiempo del servidor se realiza mediante señales GPS o servicios externos de tiempo preciso. Los satélites transmiten la hora exacta junto con la señal de navegación. Un receptor especial recibe esta señal y transmite la hora exacta al servidor de recopilación de datos, que a su vez establece la hora exacta en los relojes internos de los medidores y los unidades concentradoras. Como alternativa, se puede utilizar servidores terrestres de tiempo preciso, y la obtención del tiempo de estos se realiza a través del protocolo NTP.

0305 La aplicación Communicator: se instala en dispositivos móviles con soporte OTG y que funcionan con el sistema operativo Android. En este caso, un teléfono inteligente o una tableta con la aplicación “Comunicador” instalada actúa como un módem, facilitando la comunicación del medidor con el Servidor de recopilación de datos (0301) de manera transparente. El lector óptico debe tener un puerto USB y conectarse al dispositivo móvil a través de un adaptador especial para dispositivos OTG. Esta solución se utiliza generalmente para obtener datos de medidores que tienen un puerto óptico pero no están conectados a ningún canal de comunicación.

0306 Amivisor. Puente: está destinado a configurar parámetros específicos del medidor o de la concentradora con el software especializado del fabricante (configurador). Se utiliza cuando se emplea un módem GPRS o Ethernet en modo cliente para comunicarse con el medidor. El software “Amivisor.Puente” utiliza el canal de comunicación existente entre el Servidor de recopilación de datos (0301) y el módem remot para abrir un puerto en la PC del operador para conectar el software del fabricante y establecer una conexión transparente con el medidor o la concentradora.

0307 La app “Lecturas”: se instala en dispositivos móviles con sistema operativo Android y permite la recopilación manual de lecturas de medidores tipicos al visualizarlos. Permite cargar listas de medidores e historiales desde el sistema Amivisor. La app funciona sin necesidad de conexión a Internet, útil en áreas con señal celular inestable. Después de recopilar datos, se pueden enviar a Amivisor al conectarse a Internet. Más información en la página web >>>

0308 El “Gabinete personal”: revela información a los consumidores de energía a través de una API, manteniendo alta seguridad. La seguridad está garantizada por el hecho de que la funcionalidad de la cuenta personal se basa en su propia base de datos y no tiene acceso a la base de datos principal del sistema Amivisor.

0309 La app “amivisor”: es gratuita y se instala en dispositivos Android. Proporciona una interfaz conveniente para ver datos en móviles, especialmente útil en pantallas pequeñas. Además de visualizar datos, los usuarios reciben notificaciones PUSH sobre desviaciones en la red eléctrica.

Para obtener información más detallada sobre el programa Amivisor y sus módulos, lea el artículo con una Descripción técnica del sistema >>>

Descripción de otros elementos de la arquitectura de la AMI “Amivisor”:

• ChirpStack: es un software de código abierto de terceros diseñado para crear, gestionar y mantener una red de comunicación privada con diversos dispositivos a través del protocolo LoRaWAN. Amivisor utiliza este software para obtener datos de medidores equipados con módulos LoRaWAN.
• Software de configuración: Los fabricantes de medidores inteligentes desarrollan su propio software para configurar los medidores, establecer horarios tarifarios, contraseñas, ajustar la información mostrada en la pantalla del medidor, entre otras configuraciones adicionales. Los desarrolladores de Amivisor no buscaron replicar todas las funciones de estos programas, por lo que simplificaron su aplicación para la configuración remota de medidores a través de los mismos canales de comunicación utilizados para obtener los datos.
• Software de diferentes fabricantes: En el caso de sistemas de recopilación de datos con protocolos cerrados, no es posible obtener datos directamente de los medidores mediante solicitudes directas. Normalmente, los desarrolladores de estos sistemas lanzan su propio software para obtener datos de los medidores a través de protocolos cerrados. Amivisor permite configurar la integración con programas de terceros para la obtención automática de datos de dichos sistemas.