Cómo construir un programador inteligente de aspiradoras robóticas con mapeo de habitaciones

Crea un innovador programador inteligente de aspiradoras robóticas que utiliza tecnología avanzada de mapeo de habitaciones. Este proyecto combina IoT, IA e interfaces amigables para el usuario para revolucionar las rutinas de limpieza del hogar, ofreciendo horarios personalizables y navegación inteligente para una eficiencia óptima.

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Riassunto Semplice

Un programador inteligente de aspiradoras robóticas con capacidades de mapeo de habitaciones, que ofrece rutinas de limpieza eficientes y personalizables para hogares modernos.

Documento dei Requisiti del Prodotto (PRD)

Objetivos:

Desarrollar un programador inteligente de aspiradora robótica con capacidades de mapeo de habitaciones
Crear una interfaz de usuario intuitiva para una programación y control fáciles
Implementar algoritmos de limpieza eficientes basados en el diseño de las habitaciones
Asegurar la compatibilidad con las marcas populares de aspiradoras robóticas

Publico Objetivo:

Propietarios y arrendatarios que buscan soluciones de limpieza automatizada
Personas con conocimientos tecnológicos interesadas en dispositivos domésticos inteligentes
Profesionales ocupados que buscan herramientas de mantenimiento del hogar que ahorren tiempo

Características Clave:

Mapeo de Habitaciones: Utilizar sensores e IA para crear planos de planta precisos
Programación Personalizada: Permitir a los usuarios establecer horarios de limpieza específicos para diferentes habitaciones
Control Remoto: Permitir el control de la aspiradora a través de una aplicación móvil o una interfaz web
Historial de Limpieza: Realizar un seguimiento y mostrar las sesiones de limpieza anteriores y la cobertura
Soporte Multipisos: Administrar horarios para hogares con varios niveles
Integración con Asistentes de Voz: Compatible con los principales ecosistemas de hogares inteligentes

Requisitos del Usuario:

Proceso de configuración sencillo para conectarse a las aspiradoras robóticas
Interfaz intuitiva para crear y modificar horarios de limpieza
Notificaciones en tiempo real sobre el estado y la finalización de la limpieza
Capacidad de anular manualmente las limpiezas programadas
Opción para establecer zonas de no tránsito o áreas que requieren atención adicional

Flussi Utente

Configuración Inicial:
- El usuario instala la aplicación y crea una cuenta
- La aplicación guía al usuario a través de la conexión a la aspiradora robótica
- El usuario inicia el proceso de mapeo de habitaciones
- La aplicación genera el plano de planta y sugiere zonas de limpieza
Creación de un Horario de Limpieza:
- El usuario selecciona "Nuevo Horario" en la aplicación
- El usuario elige las habitaciones, los días y los horarios para la limpieza
- El usuario establece cualquier preferencia específica (p. ej., potencia de succión, zonas de no tránsito)
- La aplicación confirma y activa el nuevo horario
Monitoreo del Progreso de Limpieza:
- El usuario recibe una notificación de que la limpieza ha comenzado
- El usuario abre la aplicación para ver el mapa de limpieza en tiempo real
- El usuario puede pausar, reanudar o finalizar la sesión de limpieza
- La aplicación proporciona un resumen de la sesión de limpieza al finalizar

Specifiche Tecniche

Frontend: React Native para aplicación móvil multiplataforma
Backend: Node.js con Express.js
Base de Datos: MongoDB para datos de usuarios e historiales de limpieza
Comunicación en Tiempo Real: WebSockets para actualizaciones en vivo
IA/Aprendizaje Automático: TensorFlow para mapeo de habitaciones y optimización de rutas
Integración IoT: Protocolo MQTT para comunicación con aspiradoras robóticas
Autenticación: JWT para una autenticación de usuarios segura
Servicios en la Nube: AWS para un alojamiento escalable del backend
CI/CD: GitHub Actions para pruebas y despliegue automatizados

Endpoint API

POST /api/users/register
POST /api/users/login
GET /api/rooms
POST /api/rooms/map
GET /api/schedules
POST /api/schedules
PUT /api/schedules/:id
DELETE /api/schedules/:id
POST /api/vacuum/start
POST /api/vacuum/stop
GET /api/cleaning-history

Schema del Database

Usuarios:

id: ObjectId
email: String
password: String (hash)
name: String
createdAt: Date

Habitaciones:

id: ObjectId
userId: ObjectId
name: String
floorPlan: Object
area: Number

Horarios:

id: ObjectId
userId: ObjectId
roomIds: [ObjectId]
daysOfWeek: [Number]
startTime: String
duration: Number
createdAt: Date

Historial de Limpieza:

id: ObjectId
userId: ObjectId
scheduleId: ObjectId
startTime: Date
endTime: Date
roomsCleaned: [ObjectId]
coverage: Number

Struttura dei File

/src
  /components
    /RoomMap
    /ScheduleForm
    /VacuumControl
  /screens
    Home.js
    Rooms.js
    Schedules.js
    History.js
    Settings.js
  /services
    api.js
    vacuumConnector.js
    roomMapper.js
  /utils
    dateHelpers.js
    notifications.js
  /redux
    store.js
    /slices
      userSlice.js
      roomsSlice.js
      schedulesSlice.js
  App.js
/server
  /routes
  /controllers
  /models
  /middleware
  server.js
/tests
package.json
README.md

Piano di Implementazione

Configuración del Proyecto (1 semana)
- Inicializar el proyecto de React Native
- Configurar el backend de Node.js
- Configurar la base de datos MongoDB
- Implementar la autenticación básica de usuarios
Función de Mapeo de Habitaciones (2 semanas)
- Desarrollar el algoritmo para procesar los datos de los sensores de la aspiradora
- Crear el componente de visualización del mapeo de habitaciones
- Implementar las funciones de edición y etiquetado de habitaciones
Sistema de Programación (2 semanas)
- Construir la interfaz de programación
- Implementar la lógica de programación recurrente
- Crear el sistema de notificaciones para los eventos de programación
Integración del Control de la Aspiradora (2 semanas)
- Desarrollar la API para comunicarse con los diferentes modelos de aspiradoras
- Implementar las funciones de control en tiempo real
- Crear la visualización del progreso de limpieza
Historial de Limpieza e Informes (1 semana)
- Diseñar e implementar el esquema de base de datos para el historial de limpieza
- Crear funciones de informes y análisis
Refinamiento de la Interfaz de Usuario (1 semana)
- Pulir la interfaz de usuario/experiencia de usuario en todas las pantallas
- Implementar animaciones y transiciones
- Asegurar un diseño responsivo para diversos tamaños de dispositivos
Pruebas y Corrección de Errores (2 semanas)
- Realizar pruebas exhaustivas de todas las funciones
- Abordar cualquier error o problema de rendimiento
- Realizar una auditoría de seguridad
Despliegue y Preparación del Lanzamiento (1 semana)
- Configurar el entorno de producción
- Preparar los listados de la tienda de aplicaciones
- Crear documentación del usuario y materiales de soporte

Strategia di Distribuzione

Despliegue del Backend:
- Implementar el servidor Node.js en AWS Elastic Beanstalk
- Configurar MongoDB Atlas para el alojamiento de la base de datos
- Configurar AWS CloudFront para la entrega de contenido
Despliegue de la Aplicación Móvil:
- Enviar la aplicación iOS a la App Store de Apple
- Enviar la aplicación Android a la Google Play Store
- Implementar actualizaciones over-the-air para futuras versiones
Integración y Despliegue Continuos:
- Configurar GitHub Actions para las pruebas automatizadas
- Configurar el despliegue automático al entorno de pruebas
- Implementar aprobación manual para los despliegues de producción
Monitoreo y Mantenimiento:
- Configurar AWS CloudWatch para el monitoreo del servidor
- Implementar el seguimiento de errores con Sentry
- Establecer un programa de copias de seguridad regulares de la base de datos
Escalabilidad:
- Configurar el escalado automático de los servidores backend
- Implementar estrategias de almacenamiento en caché para los datos de acceso frecuente
- Optimizar las consultas a la base de datos para un mejor rendimiento

Motivazione del Design

Las decisiones de diseño para este programador inteligente de aspiradoras robóticas priorizan la experiencia del usuario, la eficiencia y la escalabilidad. Se eligió React Native para el frontend para permitir el desarrollo multiplataforma, reduciendo el tiempo de llegada al mercado. Node.js y MongoDB proporcionan una solución de backend flexible y escalable. La función de mapeo de habitaciones utiliza IA para crear planos de planta precisos, mejorando la eficiencia de la aspiradora. La comunicación en tiempo real a través de WebSockets garantiza que los usuarios puedan monitorear y controlar sus aspiradoras de forma instantánea. La estructura de archivos modular y el uso de Redux para la gestión del estado promueven el mantenimiento y la facilidad de agregar nuevas funciones en el futuro. Se seleccionaron los servicios de AWS para el despliegue debido a su confiabilidad y escalabilidad, cruciales para una aplicación conectada a IoT. En general, esta arquitectura equilibra la tecnología moderna con la implementación práctica para ofrecer una solución de hogar inteligente robusta y fácil de usar.