快速演示环境搭建

概述

本节介绍如何快速搭建完整的 IoT 演示环境，面向客户展示 PoC 能力。学习完成后，您将能够：

在 5 分钟内搭建完整的 IoT 技术栈
使用一键脚本自动完成部署
验证各个组件的运行状态
向客户展示完整的 IoT 数据流

前置要求

一台 Linux 服务器（Ubuntu 20.04+ 推荐）
服务器最低配置：1C2G（推荐 2C4G）
已安装 Docker 和 Docker Compose
开放必要端口（1883, 1880, 8086, 3000, 9000）
稳定的网络连接

Quick Start Script

一键部署脚本

创建一个完整的部署脚本 deploy-iot-stack.sh：

#!/bin/bash

# Node-RED & ESP32 IoT Stack - 一键部署脚本
# 用于快速搭建 PoC 演示环境

set -e

# 颜色定义
GREEN='\033[0;32m'
BLUE='\033[0;34m'
YELLOW='\033[1;33m'
RED='\033[0;31m'
NC='\033[0m'

echo -e "${BLUE}========================================${NC}"
echo -e "${BLUE}  IoT Stack 一键部署脚本 v1.0${NC}"
echo -e "${BLUE}========================================${NC}"

# 检查 Docker
echo -e "\n${YELLOW}[1/5] 检查 Docker 环境...${NC}"
if command -v docker &> /dev/null; then
    echo -e "${GREEN}✓ Docker 已安装: $(docker --version)${NC}"
else
    echo -e "${YELLOW}  安装 Docker...${NC}"
    curl -fsSL https://get.docker.com | sh
    sudo usermod -aG docker $USER
fi

# 检查 Docker Compose
if command -v docker-compose &> /dev/null; then
    echo -e "${GREEN}✓ Docker Compose 已安装: $(docker-compose --version)${NC}"
else
    echo -e "${YELLOW}  安装 Docker Compose...${NC}"
    sudo apt-get update
    sudo apt-get install -y docker-compose-plugin
fi

# 创建项目目录
echo -e "\n${YELLOW}[2/5] 创建项目目录...${NC}"
mkdir -p ~/iot-demo
cd ~/iot-demo

# 创建目录结构
mkdir -p mosquitto/{config,data,log}
mkdir -p nodered/data
mkdir -p influxdb/{data,config}
mkdir -p grafana/data
mkdir -p portainer/data

# 创建 Mosquitto 配置文件
cat > mosquitto/config/mosquitto.conf << 'EOF'
persistence true
persistence_location /mosquitto/data/
log_dest file /mosquitto/log/mosquitto.log
listener 1883
allow_anonymous true
EOF

echo -e "${GREEN}✓ 目录结构创建完成${NC}"

# 创建 docker-compose.yml
echo -e "\n${YELLOW}[3/5] 创建 Docker Compose 配置...${NC}"

cat > docker-compose.yml << 'EOF'
version: '3.8'

services:
  mosquitto:
    image: eclipse-mosquitto:2
    container_name: iot-mosquitto
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "1883:1883"
      - "9001:9001"
    volumes:
      - ./mosquitto/config:/mosquitto/config
      - ./mosquitto/data:/mosquitto/data
      - ./mosquitto/log:/mosquitto/log

  nodered:
    image: nodered/node-red:latest
    container_name: iot-nodered
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "1880:1880"
    volumes:
      - ./nodered/data:/data
    environment:
      - TZ=Asia/Shanghai

  influxdb:
    image: influxdb:2
    container_name: iot-influxdb
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "8086:8086"
    volumes:
      - ./influxdb/data:/var/lib/influxdb2
      - ./influxdb/config:/etc/influxdb2

  grafana:
    image: grafana/grafana:latest
    container_name: iot-grafana
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./grafana/data:/var/lib/grafana

  portainer:
    image: portainer/portainer-ce:latest
    container_name: iot-portainer
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "9000:9000"
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
      - ./portainer/data:/data

networks:
  default:
    name: iot-network
    driver: bridge
EOF

echo -e "${GREEN}✓ docker-compose.yml 创建完成${NC}"

# 启动服务
echo -e "\n${YELLOW}[4/5] 启动 IoT 服务...${NC}"
docker-compose pull
docker-compose up -d

echo -e "${GREEN}✓ 所有服务已启动${NC}"

# 等待服务就绪
echo -e "\n${YELLOW}[5/5] 等待服务就绪...${NC}"
sleep 10

# 验证服务状态
echo -e "\n${BLUE}========================================${NC}"
echo -e "${BLUE}  IoT Stack 部署完成！${NC}"
echo -e "${BLUE}========================================${NC}"

# 获取服务器 IP
SERVER_IP=$(curl -s ifconfig.me 2>/dev/null || hostname -I | awk '{print $1}')

echo -e "\n${GREEN}访问地址：${NC}"
echo -e "${GREEN}  Node-RED:   http://${SERVER_IP}:1880${NC}"
echo -e "${GREEN}  Grafana:    http://${SERVER_IP}:3000${NC}"
echo -e "${GREEN}  InfluxDB:   http://${SERVER_IP}:8086${NC}"
echo -e "${GREEN}  Portainer:  http://${SERVER_IP}:9000${NC}"
echo -e "${GREEN}  MQTT:       ${SERVER_IP}:1883${NC}"

echo -e "\n${GREEN}默认凭据：${NC}"
echo -e "${GREEN}  Grafana:    admin / admin${NC}"
echo -e "${GREEN}  Portainer:  首次访问设置密码${NC}"

echo -e "\n${YELLOW}管理命令：${NC}"
echo -e "${YELLOW}  查看状态:   docker-compose ps${NC}"
echo -e "${YELLOW}  查看日志:   docker-compose logs -f${NC}"
echo -e "${YELLOW}  停止服务:   docker-compose stop${NC}"
echo -e "${YELLOW}  启动服务:   docker-compose start${NC}"
echo -e "${YELLOW}  重启服务:   docker-compose restart${NC}"
echo -e "${YELLOW}  删除服务:   docker-compose down${NC}"

# 输出服务状态
echo -e "\n${BLUE}服务运行状态：${NC}"
docker-compose ps

执行部署

# 赋予执行权限
chmod +x deploy-iot-stack.sh

# 执行部署
./deploy-iot-stack.sh

Component Initialization

1. InfluxDB 初始化

首次访问 InfluxDB Web UI (http://<server-ip>:8086)：

# 创建 InfluxDB 初始化脚本
cat > influxdb/setup-influxdb.sh << 'SCRIPT'
#!/bin/bash

# 等待 InfluxDB 就绪
echo "Waiting for InfluxDB..."
until curl -s http://localhost:8086/health > /dev/null 2>&1; do
    sleep 2
done

# 初始化 InfluxDB
docker exec iot-influxdb influx setup \
    --username admin \
    --password iotdemo2024 \
    --org iot-demo \
    --bucket nodered \
    --force

echo "InfluxDB initialized successfully!"
echo "  Organization: iot-demo"
echo "  Bucket: nodered"
echo "  Username: admin"
SCRIPT

chmod +x influxdb/setup-influxdb.sh
./influxdb/setup-influxdb.sh

2. Grafana 配置

# 添加 InfluxDB 数据源
curl -X POST http://admin:admin@localhost:3000/api/datasources \
    -H "Content-Type: application/json" \
    -d '{
        "name": "InfluxDB",
        "type": "influxdb",
        "url": "http://influxdb:8086",
        "access": "proxy",
        "basicAuth": false,
        "jsonData": {
            "version": "Flux",
            "organization": "iot-demo",
            "defaultBucket": "nodered"
        },
        "secureJsonData": {
            "token": "your-influxdb-token"
        }
    }'

3. Node-RED 预配置 Flow

在 nodered/data/flows.json 中添加预设 Flow：

[
    {
        "id": "demo-flow",
        "type": "tab",
        "label": "IoT Demo Flow"
    },
    {
        "id": "mqtt-input",
        "type": "mqtt in",
        "z": "demo-flow",
        "name": "MQTT Input",
        "topic": "sensor/#",
        "qos": "1",
        "datatype": "auto",
        "broker": "mqtt-broker",
        "x": 120,
        "y": 100,
        "wires": [["json-parse"]]
    },
    {
        "id": "json-parse",
        "type": "json",
        "z": "demo-flow",
        "name": "Parse JSON",
        "property": "payload",
        "action": "obj",
        "x": 260,
        "y": 100,
        "wires": [["influxdb-out"]]
    },
    {
        "id": "influxdb-out",
        "type": "influxdb out",
        "z": "demo-flow",
        "name": "Save to InfluxDB",
        "influxdb": "influxdb-config",
        "measurement": "sensor_data",
        "x": 400,
        "y": 100,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "mqtt-broker",
        "type": "mqtt-broker",
        "name": "Local Mosquitto",
        "broker": "mosquitto",
        "port": "1883"
    },
    {
        "id": "influxdb-config",
        "type": "influxdb",
        "name": "InfluxDB",
        "host": "influxdb",
        "port": "8086",
        "database": "nodered"
    }
]

Verification Checklist

服务验证

# 1. 验证 Docker 容器状态
docker-compose ps

# 2. 验证 MQTT 服务
mosquitto_sub -h localhost -t "test" &
mosquitto_pub -h localhost -t "test" -m "Hello IoT"
# 应收到消息：Hello IoT

# 3. 验证 Node-RED
curl -s http://localhost:1880 | grep -o "Node-RED"
# 应输出：Node-RED

# 4. 验证 InfluxDB
curl -s http://localhost:8086/health
# 应返回：{"status":"pass","version":"2.x"}

# 5. 验证 Grafana
curl -s http://localhost:3000/api/health
# 应返回：{"database":"ok"}

数据流验证

ESP32 传感器 → MQTT (1883) → Mosquitto
                                ↓
                         Node-RED (订阅 sensor/#)
                                ↓
                         InfluxDB (时序存储)
                                ↓
                         Grafana (可视化仪表板)

Demo Environment Architecture

┌─────────────────────────────────────────────────┐
│                 客户笔记本电脑                     │
│  ┌──────────────────────────────────────────┐    │
│  │  浏览器访问：                              │    │
│  │  ├─ http://<server>:1880  → Node-RED     │    │
│  │  ├─ http://<server>:3000  → Grafana      │    │
│  │  ├─ http://<server>:8086  → InfluxDB     │    │
│  │  └─ http://<server>:9000  → Portainer    │    │
│  └──────────────────────────────────────────┘    │
└────────────────────────┬────────────────────────┘
                         │ 网络 (SSH/HTTP)
┌────────────────────────┴────────────────────────┐
│              云服务器 / 本地服务器                  │
│  ┌──────────────────────────────────────────┐    │
│  │  Docker Compose IoT Stack                │    │
│  │  ├─ Mosquitto      (1883)               │    │
│  │  ├─ Node-RED       (1880)               │    │
│  │  ├─ InfluxDB       (8086)               │    │
│  │  ├─ Grafana        (3000)               │    │
│  │  └─ Portainer      (9000)               │    │
│  └──────────────────────────────────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────────────┘

Demo Script for Customer

演示话术框架

开场（30 秒）
- “This is our IoT technology stack, deployed in just 5 minutes”
- “All components run in Docker containers for easy management”
核心流程演示（2 分钟）
- 展示 Node-RED Flow 处理 MQTT 数据
- 展示实时数据写入 InfluxDB
- 展示 Grafana 仪表板数据可视化
技术优势说明（1 分钟）
- 容器化带来的可移植性
- 一键部署的效率优势
- 完整的端到端 IoT 方案
客户互动（30 秒）
- 让客户发送测试 MQTT 消息
- 实时观察数据变化

最佳实践

✅ 推荐做法:

提前准备演示脚本和 Flow
使用预设测试数据生成器
准备 Grafana 仪表板模板
确保网络环境稳定（备用热点）
提前录制演示视频作为备份

❌ 避免做法:

在客户面前执行安装过程
依赖不稳定的网络下载镜像
忘记配置安全策略
使用 weak 密码

Summary

5 分钟即可完成完整 IoT 栈部署
一键脚本自动化所有安装和配置
开箱即用的 Node-RED Flow 和 Grafana 模板
适合 PoC 验证和客户演示场景
支持多种部署方式（云服务器/本地/边缘）

快速演示环境搭建

概述

前置要求

Quick Start Script

一键部署脚本

执行部署

Component Initialization

1. InfluxDB 初始化

2. Grafana 配置

3. Node-RED 预配置 Flow

Verification Checklist

服务验证

数据流验证

Demo Environment Architecture

Demo Script for Customer

演示话术框架

最佳实践

Summary

References