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Gestión de Datos IoT

¡Fin!

Introducción

En esta sección, aprenderemos cómo utilizar MongoDB para gestionar datos provenientes de dispositivos IoT (Internet of Things). Los dispositivos IoT generan grandes volúmenes de datos en tiempo real, y MongoDB, con su capacidad de manejar datos no estructurados y su escalabilidad, es una excelente opción para almacenar y analizar estos datos.

Conceptos Clave

  1. Dispositivos IoT: Dispositivos conectados a internet que recopilan y transmiten datos.
  2. Datos en Tiempo Real: Datos que se generan y deben ser procesados casi instantáneamente.
  3. Escalabilidad: Capacidad de una base de datos para manejar un aumento en la carga de trabajo sin comprometer el rendimiento.
  4. NoSQL: Tipo de base de datos que permite almacenar y recuperar datos no estructurados.

Ejemplo Práctico: Gestión de Datos de Sensores

Paso 1: Diseño del Esquema

Para gestionar datos de sensores IoT, primero debemos diseñar un esquema adecuado. Supongamos que estamos gestionando datos de temperatura y humedad de varios sensores.

{
  "sensor_id": "sensor_001",
  "timestamp": "2023-10-01T12:00:00Z",
  "temperature": 22.5,
  "humidity": 60
}

Paso 2: Creación de la Base de Datos y Colección

Primero, creamos una base de datos y una colección en MongoDB.

use iot_data;
db.createCollection("sensor_readings");

Paso 3: Insertar Datos

Insertamos algunos datos de ejemplo en la colección sensor_readings.

db.sensor_readings.insertMany([
  {
    "sensor_id": "sensor_001",
    "timestamp": ISODate("2023-10-01T12:00:00Z"),
    "temperature": 22.5,
    "humidity": 60
  },
  {
    "sensor_id": "sensor_002",
    "timestamp": ISODate("2023-10-01T12:05:00Z"),
    "temperature": 23.0,
    "humidity": 58
  }
]);

Paso 4: Consultar Datos

Podemos consultar los datos de un sensor específico.

db.sensor_readings.find({ "sensor_id": "sensor_001" });

Paso 5: Indexación

Para mejorar el rendimiento de las consultas, creamos índices en los campos sensor_id y timestamp.

db.sensor_readings.createIndex({ "sensor_id": 1 });
db.sensor_readings.createIndex({ "timestamp": 1 });

Paso 6: Agregación

Utilizamos el marco de agregación para calcular el promedio de temperatura y humedad por sensor.

db.sensor_readings.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: "$sensor_id",
      avgTemperature: { $avg: "$temperature" },
      avgHumidity: { $avg: "$humidity" }
    }
  }
]);

Ejercicio Práctico

Ejercicio 1: Insertar Nuevos Datos

Inserta nuevos datos de sensores en la colección sensor_readings.

db.sensor_readings.insertMany([
  {
    "sensor_id": "sensor_003",
    "timestamp": ISODate("2023-10-01T12:10:00Z"),
    "temperature": 21.5,
    "humidity": 65
  },
  {
    "sensor_id": "sensor_004",
    "timestamp": ISODate("2023-10-01T12:15:00Z"),
    "temperature": 24.0,
    "humidity": 55
  }
]);

Ejercicio 2: Consultar Datos Recientes

Consulta los datos de los sensores que se han registrado en los últimos 10 minutos.

db.sensor_readings.find({
  "timestamp": { $gte: ISODate("2023-10-01T12:00:00Z") }
});

Ejercicio 3: Agregación por Hora

Utiliza el marco de agregación para calcular el promedio de temperatura y humedad por hora.

db.sensor_readings.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: { $hour: "$timestamp" },
      avgTemperature: { $avg: "$temperature" },
      avgHumidity: { $avg: "$humidity" }
    }
  }
]);

Soluciones

Solución al Ejercicio 1

db.sensor_readings.insertMany([
  {
    "sensor_id": "sensor_003",
    "timestamp": ISODate("2023-10-01T12:10:00Z"),
    "temperature": 21.5,
    "humidity": 65
  },
  {
    "sensor_id": "sensor_004",
    "timestamp": ISODate("2023-10-01T12:15:00Z"),
    "temperature": 24.0,
    "humidity": 55
  }
]);

Solución al Ejercicio 2

db.sensor_readings.find({
  "timestamp": { $gte: ISODate("2023-10-01T12:00:00Z") }
});

Solución al Ejercicio 3

db.sensor_readings.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: { $hour: "$timestamp" },
      avgTemperature: { $avg: "$temperature" },
      avgHumidity: { $avg: "$humidity" }
    }
  }
]);

Conclusión

En esta sección, hemos aprendido cómo utilizar MongoDB para gestionar datos de dispositivos IoT. Hemos cubierto desde el diseño del esquema hasta la inserción, consulta y agregación de datos. Con estos conocimientos, estás preparado para manejar grandes volúmenes de datos en tiempo real y realizar análisis avanzados utilizando MongoDB.

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