Stack IoT y Servicios de Infraestructura
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Esta sección describe el stack IoT que soporta el sistema de red mesh agrícola, incluyendo la infraestructura de servicios containerizados con Docker.

Arquitectura del Stack IoT
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El sistema utiliza un conjunto de servicios containerizados que trabajan en conjunto para proporcionar una solución completa de IoT:

.. mermaid::

   graph TB
       subgraph "Stack IoT Completo"
           subgraph "Capa de Sensores"
               A[Nodos ESP32] --> B[Gateway LoRa]
           end
           
           subgraph "Capa de Comunicación"
               B --> C[Mosquitto MQTT<br/>Puerto 1883]
               B --> D[Mosquitto WebSocket<br/>Puerto 9001]
           end
           
           subgraph "Capa de Procesamiento"
               C --> E[Node-RED<br/>Puerto 1880]
               D --> E
           end
           
           subgraph "Capa de Almacenamiento"
               E --> F[InfluxDB<br/>Puerto 8086]
           end
           
           subgraph "Capa de Visualización"
               F --> G[Grafana<br/>Puerto 3000]
           end
       end

Servicios del Stack IoT
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InfluxDB - Base de Datos de Series Temporales
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**InfluxDB** es la base de datos de series temporales que almacena todos los datos de sensores del sistema agrícola.

.. image:: image/3b4b2b04-d47f-43a2-8f3c-509a0c8e5bee.jpeg
   :alt: Configuración de InfluxDB
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Esta captura muestra la interfaz de administración de InfluxDB donde se configuran las bases de datos, usuarios y políticas de retención. Se pueden observar las configuraciones de autenticación y las opciones de gestión de datos temporales para el almacenamiento de información de sensores agrícolas.

**Características principales:**
- Almacenamiento optimizado para datos de series temporales
- API REST para consultas y escritura de datos
- Políticas de retención automáticas
- Consultas SQL-like con InfluxQL

**Acceso:** http://localhost:8086

Grafana - Visualización y Dashboards
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**Grafana** proporciona dashboards interactivos para visualizar los datos de sensores en tiempo real.

.. image:: image/69fd6074-0f6e-496e-ad7c-bfd86b251a17.jpeg
   :alt: Dashboard de Grafana con métricas agrícolas
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Dashboard principal de Grafana mostrando gráficos en tiempo real de temperatura, humedad, presión atmosférica y otros parámetros ambientales. Se observan múltiples paneles con diferentes visualizaciones como gráficos de líneas, gauges y tablas de datos que permiten monitorear el estado del sistema agrícola en tiempo real.

**Características principales:**
- Dashboards interactivos y personalizables
- Múltiples tipos de visualización (gráficos, tablas, gauges)
- Alertas automáticas basadas en umbrales
- Integración nativa con InfluxDB

**Acceso:** http://localhost:3000 (usuario: admin, contraseña: admin)

Node-RED - Procesamiento de Flujos
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**Node-RED** es el motor de procesamiento que gestiona el flujo de datos entre los sensores y los servicios de almacenamiento.

.. image:: image/c0086f25-f7b7-4111-b488-d5849bdb6729.jpeg
   :alt: Flujo de Node-RED para procesamiento de datos
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Interfaz de Node-RED mostrando un flujo de trabajo complejo que incluye nodos MQTT para recepción de datos, transformaciones de datos, validaciones y envío a InfluxDB. Se observan múltiples conexiones entre nodos que representan el flujo de procesamiento desde la recepción de datos de sensores hasta su almacenamiento final.

**Características principales:**
- Editor visual de flujos drag-and-drop
- Nodos predefinidos para IoT y MQTT
- Procesamiento en tiempo real
- Transformación y validación de datos

**Acceso:** http://localhost:1880

Mosquitto MQTT - Broker de Mensajería
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**Mosquitto** es el broker MQTT que maneja la comunicación entre los nodos sensores y los servicios de procesamiento.

.. image:: image/6265188e-8d33-4f4d-9901-c90dec6407ba.jpeg
   :alt: Configuración del broker Mosquitto MQTT
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Panel de administración de Mosquitto mostrando la configuración del broker, tópicos activos, clientes conectados y estadísticas de mensajes. Se pueden observar las configuraciones de seguridad, usuarios y permisos de acceso que permiten la comunicación segura entre los nodos sensores y el sistema de procesamiento.

**Características principales:**
- Broker MQTT ligero y eficiente
- Soporte para QoS (Quality of Service)
- Autenticación y autorización
- Persistencia de mensajes

**Puertos:** 1883 (MQTT), 9001 (WebSocket)

Implementación Docker
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El stack IoT completo se implementa utilizando Docker Compose para facilitar el despliegue y gestión de servicios.

Despliegue con Docker Compose
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.. image:: image/65555b6b-3e2f-40a8-aa66-abe0aa746c93.jpeg
   :alt: Configuración Docker Compose para el stack IoT
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Terminal mostrando la ejecución de `docker compose up` con todos los servicios del stack IoT iniciándose. Se observan los logs de cada contenedor (InfluxDB, Grafana, Node-RED, Mosquitto) y el estado de inicialización de cada servicio, confirmando que todos los componentes se levantan correctamente.

**Comando de despliegue:**
.. code-block:: bash

   docker compose -f docker compose-iot.yml up -d

Configuración de Red Docker
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.. image:: image/d046ff00-246e-4d78-ae4f-fc60e46e9b0d.jpeg
   :alt: Configuración de red Docker para servicios IoT
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Diagrama de red Docker mostrando cómo los contenedores se comunican entre sí a través de una red personalizada. Se observan las conexiones entre InfluxDB, Grafana, Node-RED y Mosquitto, así como la exposición de puertos al host para acceso externo a los servicios.

Tabla de Puertos y Servicios
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La siguiente tabla describe todos los puertos utilizados por el stack IoT:

.. list-table:: Puertos del Stack IoT
   :widths: 10 30 60
   :header-rows: 1

   * - Puerto
     - Servicio
     - Descripción
   * - *8086*
     - 🟢 *InfluxDB*
     - Interfaz HTTP de la base de datos de series temporales. Accesible en http://<IP-Raspberry>:8086.
   * - *1880*
     - 🟠 *Node-RED*
     - Interfaz web del entorno de flujos. Accesible en http://<IP-Raspberry>:1880.
   * - *1883*
     - 🔵 *Mosquitto (MQTT)*
     - Puerto estándar MQTT para publicar y suscribirse a tópicos.
   * - *3000*
     - 🟣 *Grafana*
     - Interfaz de visualización de dashboards. Accesible en http://<IP-Raspberry>:3000.
   * - *9001*
     - ⚙️ *Mosquitto WebSocket*
     - Puerto adicional de *Mosquitto* para conexiones *MQTT sobre WebSocket* (usado, por ejemplo, cuando Node-RED o aplicaciones web se conectan mediante ws://<IP>:9001).

Flujo de Datos del Sistema
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.. image:: image/d0efe62b-82cf-4238-aff3-5d7d2400f566.jpeg
   :alt: Diagrama de flujo de datos del sistema IoT
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Diagrama de flujo completo que muestra cómo los datos fluyen desde los sensores ESP32, a través del gateway LoRa, hacia Mosquitto MQTT, luego a Node-RED para procesamiento, después a InfluxDB para almacenamiento, y finalmente a Grafana para visualización. El diagrama ilustra la arquitectura completa del sistema de monitoreo agrícola.

Monitoreo y Mantenimiento
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.. image:: image/4b62c527-ed36-4cd3-ae18-f33d30508489.jpeg
   :alt: Panel de monitoreo de servicios Docker
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Interfaz de monitoreo que muestra el estado de todos los contenedores Docker, uso de recursos (CPU, memoria), logs en tiempo real y métricas de rendimiento. Se observan indicadores de salud para cada servicio del stack IoT, permitiendo un monitoreo continuo del sistema.

**Herramientas de monitoreo:**
- Docker Stats para métricas de contenedores
- Logs centralizados con Docker logging
- Health checks configurados
- Alertas automáticas en Grafana

Seguridad y Configuración
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.. image:: image/WhatsAppImage2025-10-19at08.53.03.jpeg
   :alt: Configuración de seguridad del stack IoT
   :align: center
   :width: 600

**Descripción de la imagen:** Panel de configuración de seguridad mostrando configuraciones de autenticación, certificados SSL/TLS, políticas de acceso y configuraciones de red segura para el stack IoT. Se observan las opciones de configuración que garantizan la seguridad de la comunicación entre servicios.

**Consideraciones de seguridad:**
- Autenticación en todos los servicios
- Certificados SSL para conexiones seguras
- Políticas de firewall restrictivas
- Backup automático de configuraciones

Uso del Sistema
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**Acceso a los servicios:**

1. **InfluxDB (Puerto 8086):**
   - Interfaz web para administración de bases de datos
   - API REST para consultas y escritura de datos
   - Configuración de políticas de retención

2. **Grafana (Puerto 3000):**
   - Dashboards de visualización
   - Configuración de alertas
   - Gestión de usuarios y permisos

3. **Node-RED (Puerto 1880):**
   - Editor visual de flujos
   - Configuración de nodos MQTT
   - Transformación de datos

4. **Mosquitto (Puertos 1883/9001):**
   - Broker MQTT para comunicación
   - WebSocket para conexiones web
   - Gestión de tópicos y clientes

**Flujo de trabajo típico:**
1. Los sensores ESP32 envían datos al gateway LoRa
2. El gateway publica los datos en tópicos MQTT
3. Node-RED procesa y transforma los datos
4. Los datos se almacenan en InfluxDB
5. Grafana visualiza los datos en dashboards

.. note::
   Para más detalles técnicos específicos de cada servicio, consulta la documentación oficial de InfluxDB, Grafana, Node-RED y Mosquitto.