Cómo construir un sistema de control climático inteligente para un cabana al aire libre

Riassunto Semplice

Revoluciona la comodidad al aire libre con nuestro Sistema de Control Climático Inteligente para Cabanas al Aire Libre, que ofrece una gestión precisa de la temperatura y la humedad para la experiencia al aire libre perfecta.

Documento dei Requisiti del Prodotto (PRD)

Objetivos:

• Desarrollar un sistema de control climático fácil de usar para cabanas al aire libre
• Proporcionar una gestión precisa de la temperatura y la humedad
• Integrar funciones inteligentes para el control automatizado y remoto
• Garantizar la eficiencia energética y la sostenibilidad

Publico objetivo:

• Propietarios de viviendas con espacios de vida al aire libre
• Hoteles y resorts con cabanas o áreas de relajación al aire libre
• Restaurantes con asientos al aire libre

Características clave:

1. Control de temperatura: Capacidades de calefacción y refrigeración
2. Gestión de la humedad: Opciones de deshumidificación y nebulización
3. Sensores inteligentes: Monitoreo en tiempo real de las condiciones ambientales
4. Integración de aplicaciones móviles: Control remoto y programación
5. Eficiencia energética: Consumo de energía optimizado y modos ecológicos
6. Diseño resistente a la intemperie: Adecuado para instalación al aire libre
7. Zonas personalizables: Múltiples áreas de control dentro de la cabana

Requisitos del usuario:

• Interfaz intuitiva para ajustes fáciles de temperatura y humedad
• Aplicación móvil para acceso y control remoto
• Modos predefinidos para escenarios comunes (p. ej., "Comodidad diurna", "Relajación nocturna")
• Integración con sistemas domésticos inteligentes (p. ej., Amazon Alexa, Google Home)
• Informes de consumo de energía y sugerencias de optimización

Flussi Utente

1. Configuración inicial:

   • El usuario instala el sistema de control climático en la cabana
   • El usuario descarga la aplicación móvil y crea una cuenta
   • El sistema guía al usuario a través de la configuración inicial y la configuración de la zona

2. Uso diario:

   • El usuario ingresa a la cabana y ajusta la configuración a través de la interfaz montada en la pared
   • El sistema mantiene automáticamente el clima deseado según las preferencias del usuario
   • El usuario recibe notificaciones por cambios climáticos significativos o problemas del sistema

3. Control remoto:

   • El usuario abre la aplicación móvil para verificar el estado climático de la cabana
   • El usuario ajusta la configuración o activa el modo predefinido de forma remota
   • El sistema aplica los cambios y confirma mediante una notificación en la aplicación

Specifiche Tecniche

• Hardware: Unidad de control climático diseñada a medida con sensores integrados
• Microcontrolador: ESP32 para el control del sistema y conectividad WiFi
• Sensores: Temperatura, humedad, ocupación y sensores de luz
• Actuadores: Componentes HVAC, ventiladores, sistemas de nebulización
• Aplicación móvil: React Native para compatibilidad multiplataforma
• Backend: Node.js con Express.js para el servidor API
• Base de datos: MongoDB para datos de usuarios y registros del sistema
• Plataforma en la nube: AWS IoT Core para gestión de dispositivos y procesamiento de datos en tiempo real
• Protocolo de comunicación: MQTT para mensajería IoT eficiente

Endpoint API

• /api/auth: Autenticación de usuarios y gestión de cuentas
• /api/devices: Registrar y gestionar dispositivos de control climático
• /api/climate: Obtener y establecer parámetros climáticos
• /api/zones: Gestionar y configurar zonas climáticas
• /api/schedules: Crear y actualizar programaciones climáticas
• /api/reports: Generar informes de consumo y eficiencia energética

Schema del Database

• Usuarios: {id, nombre, correo electrónico, hash_contraseña, preferencias}
• Dispositivos: {id, id_usuario, nombre, modelo, versión_firmware, estado}
• Zonas: {id, id_dispositivo, nombre, temp_actual, humedad_actual, temp_objetivo, humedad_objetivo}
• Programaciones: {id, id_zona, hora_inicio, hora_fin, temp_objetivo, humedad_objetivo, días_activos}
• RegistrosEnergia: {id, id_dispositivo, timestamp, consumo_energía, temp_exterior}

Struttura dei File

Piano di Implementazione

1. Desarrollo de hardware (4 semanas)

   • Diseñar y prototipar la unidad de control climático
   • Integrar sensores y actuadores
   • Desarrollar y probar el firmware

2. Desarrollo de la aplicación móvil (6 semanas)

   • Crear el diseño de la interfaz de usuario/experiencia de usuario
   • Implementar las funcionalidades principales
   • Integrar con la API del backend

3. Desarrollo del backend (5 semanas)

   • Configurar el servidor Node.js y la base de datos MongoDB
   • Implementar los endpoints de la API
   • Desarrollar el sistema de gestión de dispositivos

4. Integración en la nube (3 semanas)

   • Configurar AWS IoT Core
   • Implementar el procesamiento de datos en tiempo real
   • Configurar el monitoreo y las alertas

5. Pruebas y refinamiento (4 semanas)

   • Realizar pruebas exhaustivas del sistema
   • Realizar auditorías de seguridad
   • Optimizar el rendimiento y la eficiencia energética

6. Documentación y empaquetado (2 semanas)

   • Crear manuales de usuario y guías de instalación
   • Preparar los materiales de marketing
   • Finalizar el diseño del empaquetado

7. Pruebas beta (4 semanas)

   • Implementar en usuarios de prueba seleccionados
   • Recopilar comentarios e implementar mejoras
   • Prepararse para la producción a gran escala

8. Lanzamiento y soporte (continuo)

   • Lanzamiento oficial del producto
   • Proporcionar soporte al cliente y mantenimiento
   • Mejora continua en función de los comentarios de los usuarios

Strategia di Distribuzione

1. Fabricación: Asociarse con un fabricante de electrónica para las unidades de control climático
2. Control de calidad: Implementar procedimientos de prueba rigurosos para cada unidad
3. Distribución: Establecer asociaciones con tiendas de mejoras para el hogar e instaladores de HVAC
4. Instalación: Proporcionar una red de instaladores certificados para la configuración profesional
5. Infraestructura en la nube: Implementar el backend en AWS con escalado automático y equilibrio de carga
6. Aplicación móvil: Publicar en la App Store de Apple y la Play Store de Google
7. Actualizaciones: Implementar actualizaciones OTA (Over-The-Air) para el firmware y la aplicación móvil
8. Monitoreo: Usar AWS CloudWatch para la salud del sistema y el monitoreo del rendimiento
9. Soporte: Establecer un equipo de asistencia al cliente y una base de conocimientos para la resolución de problemas

Motivazione del Design

El Sistema de Control Climático Inteligente para Cabanas al Aire Libre se diseñó con un enfoque en la experiencia del usuario, la eficiencia energética y la confiabilidad. La elección del microcontrolador ESP32 proporciona un equilibrio entre potencia de procesamiento y bajo consumo de energía. Se utiliza React Native para la aplicación móvil para garantizar una experiencia consistente en dispositivos iOS y Android. La arquitectura basada en la nube con AWS IoT Core permite una gestión escalable de dispositivos y procesamiento de datos en tiempo real, lo que habilita funciones como el mantenimiento predictivo y la optimización energética. El diseño modular de los componentes de hardware y software facilita las actualizaciones sencillas y la expansión futura de las capacidades del sistema.