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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:

  1. Visualização de dados em tempo real da capacidade de aterros sanitários
  2. Gráficos e gráficos interativos mostrando tendências históricas
  3. Análises preditivas para estimativas futuras de capacidade
  4. Alertas personalizáveis ​​pelos usuários para limiares de capacidade
  5. Funcionalidade de exportação de dados para relatórios
  6. 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

  1. 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
  2. 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
  3. 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

  1. Configuração do Projeto (1-2 dias)

    • Inicializar o aplicativo React e o servidor Node.js
    • Configurar controle de versão e estrutura do projeto
  2. 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
  3. 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
  4. Visualização de Dados (1-2 semanas)

    • Integrar Chart.js ou D3.js para visualizações em tempo real
    • Implementar recursos interativos e personalizações
  5. Atualizações em Tempo Real (3-5 dias)

    • Configurar conexões WebSocket para dados ao vivo
    • Implementar atualizações em tempo real no frontend
  6. Relatórios e Alertas (1 semana)

    • Desenvolver a funcionalidade de geração de relatórios
    • Implementar o sistema de alertas e notificações
  7. 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
  8. Implantação e Documentação (3-5 dias)

    • Configurar o pipeline de implantação
    • Escrever documentação técnica e do usuário
  9. Testes Finais e Lançamento (2-3 dias)

    • Realizar testes finais de garantia de qualidade e desempenho
    • Lançamento oficial e monitoramento

Estratégia de Implantação

  1. Configurar ambientes de staging e produção na AWS ou em um provedor de nuvem semelhante
  2. Usar contêineres Docker para implantações consistentes em todos os ambientes
  3. Implementar pipeline CI/CD com GitHub Actions para testes e implantação automatizados
  4. Usar AWS RDS para o banco de dados PostgreSQL gerenciado
  5. Configurar balanceamento de carga e dimensionamento automático para os servidores de aplicativos
  6. Implementar CDN para ativos estáticos para melhorar o desempenho global
  7. Usar AWS CloudWatch ou similar para monitoramento de aplicativos e servidores
  8. Configurar backups automatizados para o banco de dados e dados críticos
  9. 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.