Grafana 仪表板创建

概述

本节介绍如何创建 Grafana 仪表板来实时可视化工厂环境数据。学习完成后，您将能够：

配置 InfluxDB 数据源连接
创建实时环境数据仪表板
设计多类型图表面板（时间序列、仪表盘、统计值）
配置仪表板自动刷新和分享

前置要求

在开始本节之前，请确保：

Grafana 已安装并运行
InfluxDB 中已有环境数据
Node-RED Flow 正常运行并持续写入数据
了解 Grafana 基本操作流程

InfluxDB Data Source Configuration

Step 1: Add InfluxDB Data Source

1. 访问 Grafana (http://localhost:3000)
2. 默认登录: admin / admin
3. 左侧菜单 → Configuration → Data Sources
4. 点击 "Add data source"
5. 搜索并选择 "InfluxDB"

Step 2: Configure Connection

数据源配置参数：

Query Language: Flux
HTTP URL: http://influxdb:8086
Access: Server (default)

Auth: 不需要（内部网络）
Skip TLS Verify: ✓

InfluxDB Details:
  Organization: organization
  Token: [从 InfluxDB UI 复制的 Token]
  Default Bucket: nodered

点击 "Save & Test" 验证连接

预期结果：显示 “Data source is working” 绿色提示

Dashboard Structure

Recommended Dashboard Layout

┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│  标题: 工厂环境监测仪表板 (自动刷新: 5秒)               │
├──────────────────┬──────────────────┬──────────────────┤
│   当前温度        │   当前湿度        │   当前光照        │
│   Stat 面板      │   Stat 面板      │   Stat 面板      │
│   26.5 °C        │   62.3 %         │   450 lux        │
├──────────────────┴──────────────────┴──────────────────┤
│               温度/湿度 时间序列图                        │
│               双 Y 轴图表                               │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│               光照 时间序列图                             │
├──────────────────┬─────────────────────────────────────┤
│   温度仪表盘      │   数据统计表                          │
│   Gauge 面板     │   最近 1 小时统计                     │
└──────────────────┴─────────────────────────────────────┘

Panel Creation Walkthrough

Panel 1: Current Temperature (Stat)

1. 点击 "New" → "Dashboard"
2. 点击 "Add new panel"
3. 选择可视化类型: "Stat"
4. 配置查询 (Flux):

from(bucket: "nodered")
  |> range(start: -30s)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "environment")
  |> filter(fn: (r) => r._field == "temperature")
  |> last()

5. 配置显示选项:
   - Title: 当前温度
   - Value: 最后值 (Last)
   - Unit: Celsius (°C)
   - Color: 根据阈值着色
     - 绿色: < 25°C
     - 黄色: 25-30°C
     - 红色: > 30°C
   - Decimals: 1

Panel 2: Current Humidity (Stat)

1. 添加新面板 → 选择 "Stat"
2. 配置查询:

from(bucket: "nodered")
  |> range(start: -30s)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "environment")
  |> filter(fn: (r) => r._field == "humidity")
  |> last()

3. 配置显示:
   - Title: 当前湿度
   - Unit: Percent (0-100)
   - Value: Last
   - Decimals: 1

Panel 3: Current Light Level (Stat)

1. 添加新面板 → 选择 "Stat"
2. 配置查询:

from(bucket: "nodered")
  |> range(start: -30s)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "environment")
  |> filter(fn: (r) => r._field == "lux")
  |> last()

3. 配置显示:
   - Title: 当前光照
   - Unit: Lux
   - Value: Last
   - Decimals: 0

Panel 4: Temperature & Humidity Time Series

1. 添加新面板 → 选择 "Time Series"
2. 配置查询 A (温度):

from(bucket: "nodered")
  |> range(start: now() - 1h)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "environment")
  |> filter(fn: (r) => r._field == "temperature")
  |> aggregateWindow(every: 10s, fn: mean)

3. 配置查询 B (湿度):
   - 复制查询 A
   - 修改 _field == "humidity"
   - 点击 "+ Query" 添加

4. 配置显示:
   - Title: 温度/湿度趋势
   - Y-Axis Left: Temperature, Unit: Celsius, Min: 0, Max: 50
   - Y-Axis Right: Humidity, Unit: Percent, Min: 0, Max: 100
   - Legend: Show values
   - 线条样式: Solid, Line Width: 2

Panel 5: Light Level Time Series

1. 添加新面板 → 选择 "Time Series"
2. 配置查询:

from(bucket: "nodered")
  |> range(start: now() - 1h)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "environment")
  |> filter(fn: (r) => r._field == "lux")
  |> aggregateWindow(every: 10s, fn: mean)

3. 配置显示:
   - Title: 光照变化趋势
   - Unit: Lux
   - Legend: Show
   - Fill opacity: 10

Panel 6: Temperature Gauge

1. 添加新面板 → 选择 "Gauge"
2. 配置查询:

from(bucket: "nodered")
  |> range(start: -30s)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "environment")
  |> filter(fn: (r) => r._field == "temperature")
  |> last()

3. 配置显示:
   - Title: 温度仪表
   - Min: 0, Max: 50
   - Unit: Celsius
   - Thresholds:
     - Green: 0 to 25
     - Yellow: 25 to 30
     - Red: 30 to 50
   - Show: Gauge + Value

Panel 7: Statistics Table

1. 添加新面板 → 选择 "Table"
2. 配置查询:

from(bucket: "nodered")
  |> range(start: -1h)
  |> filter(fn: (r) => r._measurement == "environment")
  |> aggregateWindow(every: 1h, fn: mean)
  |> pivot(rowKey: ["_time"], columnKey: ["_field"], valueColumn: "_value")

3. 配置显示:
   - Title: 最近 1 小时平均统计
   - Table options: Show header, Row numbers
   - Column width: Auto

Dashboard Configuration

Auto-Refresh

1. 点击仪表板右上角时间选择器
2. 在 "Auto refresh" 中选择 "5s"
3. 时间范围选择 "Last 1 hour"

Dashboard Variables

添加变量实现动态筛选：

新增变量 device_id:
1. 仪表板右上角 "Settings" → "Variables"
2. 点击 "Add variable"
3. 配置:
   - Name: device
   - Type: Query
   - Query:
     import "influxdata/influxdb/schema"
     schema.tagValues(bucket: "nodered", tag: "device_id")
   - Include All option: ✓
   - Custom all value: .*
4. 在面板查询中使用变量:
   |> filter(fn: (r) => r.device_id =~ /^$device$/)

Alert Configuration

配置温度告警：
1. 打开温度面板 → Alert 标签
2. 配置规则:
   - Condition: last() > 30°C
   - For: 1m (持续 1 分钟触发)
3. 通知: Email, Slack, Telegram 等

Dashboard Export

Export as JSON

1. 点击仪表板 "Settings"
2. 选择 "JSON Model" 标签
3. 复制 JSON 内容
4. 保存到文件 (environment_monitoring_dashboard.json)

Import to Another Grafana

1. 新 Grafana → "+" → Import
2. 粘贴 JSON 或上传文件
3. 配置数据源映射
4. 点击 "Import"

验证

仪表板验证检查清单

所有面板正确显示数据，无 “No data” 错误
温度、湿度、光照值实时更新（每 5 秒刷新）
Stat 面板显示最新数值
时间序列图显示 1 小时趋势
Gauge 面板正常显示阈值颜色
时间选择器功能正常
仪表板加载时间 < 3 秒

故障排除

Issue 1: “No data” 错误

症状：面板显示 “No data” 或空白

可能原因：

查询语法错误
Bucket 名称错误
没有数据（新部署，等待数据写入）

解决方案：

使用 “Query Inspector” 检查原始查询输出
确认 Bucket 名称与 Node-RED 写入的一致
确认时间范围包含数据（改为 Last 15 minutes 测试）

Issue 2: 数据不更新

症状：数据显示但停止更新

可能原因：

自动刷新未启用
InfluxDB 数据源连接断开

解决方案：

检查仪表板自动刷新设置
手动刷新浏览器测试
检查 InfluxDB 容器是否正常运行

最佳实践

✅ 推荐: 使用 Stat 面板展示实时值，Time Series 展示趋势
✅ 推荐: 配置合理的阈值着色，快速识别异常状态
✅ 推荐: 使用 Dashboard Variables 实现多设备切换
❌ 避免: 单个仪表板面板过多（建议不超过 10 个）
❌ 避免: 查询时间范围过大（影响加载速度）
❌ 避免: 生产环境密码使用默认 admin/admin

Summary

本节要点总结：

数据源配置：Grafana 连接 InfluxDB，使用 Flux 查询语言
面板类型：Stat（当前值）、Time Series（趋势）、Gauge（仪表）、Table（统计）
实时更新：5 秒自动刷新，展示最新传感器数据
告警配置：基于数值阈值的自动告警通知
仪表板管理：JSON 导入导出，多环境复用