Como construir um sistema de monitoramento da capacidade de aterros sanitários em tempo real

Desenvolva um aplicativo web de ponta a aplicação que visualiza a capacidade de aterros sanitários em tempo real. Essa ferramenta dá poder aos profissionais de gerenciamento de resíduos com dados ao vivo, gráficos interativos e análises preditivas para otimizar as operações de aterros sanitários e promover práticas sustentáveis de gestão de resíduos.

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Resumo Simples

Um visualizador de capacidade de aterros sanitários em tempo real que fornece insights dinâmicos sobre o gerenciamento de resíduos, ajudando municípios e agências ambientais a tomar decisões informadas.

Documento de Requisitos do Produto (PRD)

Objetivos:

Criar uma interface fácil de usar para monitorar a capacidade de aterros sanitários em tempo real
Fornecer visualizações precisas e atualizadas do uso de aterros sanitários e da capacidade restante
Permitir a tomada de decisões baseadas em dados para profissionais de gerenciamento de resíduos

Publico-alvo:

Departamentos municipais de gerenciamento de resíduos
Agências ambientais
Operadores e gerentes de aterros sanitários

Recursos-chave:

Visualização de dados em tempo real da capacidade de aterros sanitários
Gráficos e gráficos interativos mostrando tendências históricas
Análises preditivas para estimativas futuras de capacidade
Alertas personalizáveis pelos usuários para limiares de capacidade
Funcionalidade de exportação de dados para relatórios
Design responsivo para acesso móvel

Requisitos do usuário:

Sistema seguro de login com controle de acesso baseado em funções
Painel intuitivo com as principais métricas em um relance
Capacidade de filtrar e analisar dados por intervalos de datas e tipos de resíduos
Notificações personalizáveis para marcos de capacidade
Integração com sistemas existentes de gerenciamento de resíduos

Fluxos de Usuário

Registro e Login do Usuário:
- O usuário visita a página inicial
- Clica em "Cadastrar" e preenche o formulário de registro
- Recebe um e-mail de confirmação e ativa a conta
- Faz login com suas credenciais
Monitoramento da Capacidade de Aterros Sanitários:
- O usuário faz login e chega ao painel
- Visualiza a capacidade em tempo real
- Interage com os gráficos para explorar dados históricos
- Configura alertas personalizados para limiares de capacidade específicos
Geração de Relatórios:
- O usuário navega para a seção de relatórios
- Seleciona o intervalo de datas e as métricas para o relatório
- Visualiza os dados e as visualizações do relatório
- Exporta o relatório no formato desejado (PDF, CSV, etc.)

Especificações Técnicas

Frontend:

React para construir a interface do usuário
Redux para gerenciamento de estado
Chart.js ou D3.js para visualização de dados
Material-UI ou Tailwind CSS para design responsivo

Backend:

Node.js com Express.js para o servidor
PostgreSQL para o banco de dados
Sequelize como o ORM
Socket.io para atualizações de dados em tempo real

APIs e Serviços:

API RESTful para recuperação e gerenciamento de dados
WebSocket para atualizações em tempo real
JWT para autenticação
AWS S3 para armazenamento de arquivos (relatórios, backups)

DevOps:

Docker para containerização
Pipeline CI/CD usando GitHub Actions
Monitoramento com ELK stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana)

Endpoints da API

POST /api/auth/register
POST /api/auth/login
GET /api/landfills
GET /api/landfills/:id/capacity
POST /api/landfills/:id/data
GET /api/reports
POST /api/alerts
PUT /api/user/settings

Esquema do Banco de Dados

Usuários:

id (PK)
nome_de_usuário
email
senha_hash
função
criado_em
atualizado_em

Aterros Sanitários:

id (PK)
nome
local
capacidade_total
capacidade_atual
última_atualização

Registros de Capacidade:

id (PK)
landfill_id (FK)
timestamp
valor_capacidade
tipo_resíduo

Alertas:

id (PK)
user_id (FK)
landfill_id (FK)
limite
está_ativo

Estrutura de Arquivos

/src
  /components
    Dashboard.js
    CapacityChart.js
    AlertSettings.js
    ReportGenerator.js
  /pages
    Home.js
    Login.js
    Register.js
    LandfillDetails.js
  /api
    landfillService.js
    authService.js
    reportService.js
  /utils
    dateHelpers.js
    capacityCalculations.js
  /styles
    global.css
    theme.js
  /redux
    store.js
    /slices
      userSlice.js
      landfillSlice.js
/public
  /assets
    logo.svg
    favicon.ico
/server
  /models
  /controllers
  /routes
  /middleware
  server.js
/tests
README.md
package.json
Dockerfile
.gitignore

Plano de Implementação

Configuração do Projeto (1-2 dias)
- Inicializar o aplicativo React e o servidor Node.js
- Configurar controle de versão e estrutura do projeto
Desenvolvimento do Backend (1-2 semanas)
- Implementar o esquema do banco de dados e os modelos ORM
- Criar endpoints e controladores de API
- Configurar autenticação e autorização
Desenvolvimento do Frontend (2-3 semanas)
- Construir componentes React para o painel e gráficos
- Implementar gerenciamento de estado com Redux
- Criar formulários para entrada e configurações do usuário
Visualização de Dados (1-2 semanas)
- Integrar Chart.js ou D3.js para visualizações em tempo real
- Implementar recursos interativos e personalizações
Atualizações em Tempo Real (3-5 dias)
- Configurar conexões WebSocket para dados ao vivo
- Implementar atualizações em tempo real no frontend
Relatórios e Alertas (1 semana)
- Desenvolver a funcionalidade de geração de relatórios
- Implementar o sistema de alertas e notificações
Testes e Garantia de Qualidade (1-2 semanas)
- Escrever e executar testes unitários para o backend e o frontend
- Realizar testes de integração e correção de bugs
Implantação e Documentação (3-5 dias)
- Configurar o pipeline de implantação
- Escrever documentação técnica e do usuário
Testes Finais e Lançamento (2-3 dias)
- Realizar testes finais de garantia de qualidade e desempenho
- Lançamento oficial e monitoramento

Estratégia de Implantação

Configurar ambientes de staging e produção na AWS ou em um provedor de nuvem semelhante
Usar contêineres Docker para implantações consistentes em todos os ambientes
Implementar pipeline CI/CD com GitHub Actions para testes e implantação automatizados
Usar AWS RDS para o banco de dados PostgreSQL gerenciado
Configurar balanceamento de carga e dimensionamento automático para os servidores de aplicativos
Implementar CDN para ativos estáticos para melhorar o desempenho global
Usar AWS CloudWatch ou similar para monitoramento de aplicativos e servidores
Configurar backups automatizados para o banco de dados e dados críticos
Implementar uma estratégia de implantação azul-verde para atualizações sem tempo de inatividade

Justificativa do Design

A pilha de tecnologias escolhida (React, Node.js, PostgreSQL) oferece um equilíbrio de desempenho, escalabilidade e produtividade do desenvolvedor. A arquitetura baseada em componentes do React permite o desenvolvimento modular da complexa interface de usuário necessária para a visualização de dados. O Node.js fornece um backend rápido e orientado a eventos capaz de lidar eficientemente com atualizações em tempo real. O PostgreSQL oferece integridade de dados robusta e capacidades de consulta complexas necessárias para dados de séries temporais e relatórios.

O uso de WebSockets permite atualizações de dados em tempo real sem a necessidade de sondagem constante, reduzindo a carga do servidor e proporcionando uma experiência do usuário responsiva.

A estrutura de arquivo modular e o uso do Redux para o gerenciamento de estado promovem a organização e a manutenibilidade do código à medida que o aplicativo escala.

A estratégia de implantação prioriza a confiabilidade e a escalabilidade, com a containerização permitindo ambientes consistentes e fácil dimensionamento. O pipeline CI/CD garante implantações rápidas e confiáveis, enquanto o monitoramento e os backups automatizados protegem contra possíveis problemas.