eric/smart-city-digital-twin-martinique
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smart-city-digital-twin-mar…/data-flow-diagram.md
Eric FELIXINE a05e13c30c feat(lorawan): ajout ChirpStack et The Things Stack 
- Skills créés: chirpstack-lorawan, the-things-stack-lorawan
- docker-compose.chirpstack.yml: ChirpStack derrière Traefik
- docker-compose.the-things-stack.yml: TTS derrière Traefik
- data-flow-diagram.md: mise à jour avec LoRaWAN
- DOCKER-ARCHITECTURE: ajout conteneurs LoRaWAN
- Subdomaines Traefik: chirpstack, tts

Skills créés dans ~/.hermes/skills/iot/:
- chirpstack-lorawan
- the-things-stack-lorawan
2026-05-12 11:29:30 -04:00

16 KiB
Raw Blame History

Smart City Digital Twin - Data Flow Diagram (Updated 2026-05-12)

Architecture complète avec LoRaWAN

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     Smart City Simulator (Python)                         │
│  Publie sur 3 brokers MQTT + REST vers OpenRemote                        │
└──────────┬────────────────────┬──────────────────────┬───────────────────┘
           │                    │                      │
           ▼                    ▼                      ▼
┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐
│   EMQX Broker   │  │ Mosquitto Broker │  │  BunkerM Broker │
│   (port 11883)  │  │   (port 1883)   │  │   (port 1900)   │
└────────┬─────────┘  └────────┬─────────┘  └────────┬─────────┘
         │                       │                      │
         ▼                       ▼                      ▼
┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐
│ IoT-Agent-EMQX  │  │IoT-Agent-Mosquitto│  │IoT-Agent-BunkerM │
│ Port: 4041      │  │ Port: 4042      │  │ Port: 4043      │
└────────┬─────────┘  └────────┬─────────┘  └────────┬─────────┘
         │                       │                      │
         └───────────────────────┴──────────────────────┘
                              │
                              ▼
                    ┌─────────────────────┐
                    │   Orion-LD Context  │
                    │   Broker (port 1026)│
                    │   MongoDB backend   │
                    └─────────┬───────────┘
                              │
                              │ Subscription → QuantumLeap
                              ▼
                    ┌─────────────────────┐
                    │   QuantumLeap       │
                    │   (port 8668)      │
                    └─────────┬───────────┘
                              │
                              ▼
                    ┌─────────────────────┐
                    │   CrateDB           │
                    │   (ports 5432/4200)│
                    └─────────┬───────────┘
                              │
                              ▼
                    ┌─────────────────────┐
                    │   Grafana          │
                    │   (port 3001)     │
                    └─────────────────────┘

═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
                              LoRaWAN Layer
═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

┌──────────────────┐         ┌──────────────────┐
│  Gateway LoRaWAN │  UDP    │  Gateway LoRaWAN │
│  (EU868)        │  1700   │  (EU868)        │
└────────┬─────────┘         └────────┬─────────┘
         │                            │
         ▼                            ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        ChirpStack LoRaWAN Network Server                   │
│  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐          │
│  │ chirpstack       │  │ gateway-bridge   │  │ rest-api         │          │
│  │ (port 8080)      │  │ (UDP 1700)       │  │ (port 8090)      │          │
│  └────────┬─────────┘  └────────┬─────────┘  └────────┬─────────┘          │
│           │                     │                      │                    │
│           ▼                     ▼                      ▼                    │
│  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐          │
│  │ PostgreSQL       │  │ Redis            │  │ Mosquitto (MQTT) │          │
│  │ (chirpstack DB)  │  │ (cache)          │  │ (port 1883)      │          │
│  └──────────────────┘  └──────────────────┘  └────────┬─────────┘          │
└──────────────────────────────────────────────────────┬─────────────────────┘
                                                       │
                                                       ▼
                                              ┌──────────────────┐
                                              │  EMQX Broker     │
                                              │  (integration)   │
                                              └──────────────────┘

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    The Things Stack LoRaWAN Network Server                  │
│  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐          │
│  │ tts-stack         │  │ tts-postgres     │  │ tts-redis        │          │
│  │ (port 1885)      │  │ (TTN DB)         │  │ (cache)          │          │
│  └────────┬─────────┘  └──────────────────┘  └──────────────────┘          │
│           │                                                                 │
│           │ UDP 1700 (gateways)                                             │
│           │ MQTT 1883 (events)                                              │
│           │ HTTP 1884 (API)                                                 │
│           │ HTTP 1885 (Console)                                             │
└───────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
            │
            ▼
   ┌──────────────────┐
   │  EMQX Broker     │
   │  (integration)   │
   └──────────────────┘

═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
                              OpenRemote Manager
═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        OpenRemote Manager (Artemis MQTT)                   │
│  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐  ┌──────────────────┐          │
│  │ Manager UI       │  │ Keycloak         │  │ PostgreSQL       │          │
│  │ (port 8080)      │  │ (port 8080)      │  │ (port 5432)      │          │
│  └──────────────────┘  └──────────────────┘  └──────────────────┘          │
│                                                                             │
│  Assets IOTSensor avec agentLink MQTT + location (GeoJSON Point)          │
│  Assets visualisés sur la carte Martinique (mapsettings.json)              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Flux de données (Step-by-step)

  1. Simulator publie sur 3 brokers MQTT (EMQX:11883, Mosquitto:1883, BunkerM:1900)

    • Topic: smartcity-api-key/{device_id}/attrs
    • Format: {"NO2": 45.5, "temperature": 26.0, "humidity": 70.0}

  2. 3 IoT-Agents (un par broker) reçoivent les messages

    • iot-agent-emqx (port 4041) ← EMQX
    • iot-agent-mosquitto (port 4042) ← Mosquitto
    • iot-agent-bunkerm (port 4043) ← BunkerM

  3. Orion-LD reçoit les entités NGSI-v2

    • URL: http://smart-city-orion-ld:1026
    • Entité: urn:ngsi-ld:AirQualityObserved:airquality_001

  4. Subscription Orion-LD → QuantumLeap

    • Notify URL: http://smart-city-quantumleap:8668/v2/op/notify

  5. QuantumLeap stocke dans CrateDB

    • Table: quantumleap.etairqualityobserved

  6. Grafana visualise les données

    • Datasource: CrateDB-SmartCity

  7. ChirpStack gère les gateways et devices LoRaWAN

    • Gateway Bridge (UDP 1700) → ChirpStack → MQTT → EMQX
    • REST API (port 8090) pour gestion des devices/applications

  8. The Things Stack gère les gateways et devices LoRaWAN (alternative)

    • Gateway (UDP 1700) → TTS Stack → MQTT/REST API
    • Console web (port 1885)

  9. OpenRemote affiche les assets sur la map

    • Assets IOTSensor avec location GeoJSON
    • Agents MQTT pour mise à jour des valeurs

Sous-domaines (Traefik)

IoT Agents & Brokers

  • iot-agent-emqx.digitribe.fr → IoT-Agent-EMQX (port 4041)
  • iot-agent-mosquitto.digitribe.fr → IoT-Agent-Mosquitto (port 4042)
  • iot-agent-bunkerm.digitribe.fr → IoT-Agent-BunkerM (port 4043)
  • orion-ld.digitribe.fr → Orion-LD (port 1026)
  • quantum-leap.digitribe.fr → QuantumLeap (port 8668)
  • grafana.digitribe.fr → Grafana (port 3001)

ChirpStack LoRaWAN

  • chirpstack.digitribe.fr → ChirpStack Console (port 8080)
  • chirpstack-api.digitribe.fr → ChirpStack REST API (port 8090)
  • chirpstack-ws.digitribe.fr → Gateway Bridge WebSocket (port 3001)

The Things Stack LoRaWAN

  • tts.digitribe.fr → TTS Console (port 1885)
  • tts-api.digitribe.fr → TTS REST API (port 1884)

OpenRemote

  • openremote.digitribe.fr → OpenRemote Manager (port 8080)

Flux de données (Step-by-step)

  1. Simulator publie sur 3 brokers MQTT (EMQX:11883, Mosquitto:1883, BunkerM:1900)

    • Topic: smartcity-api-key/{device_id}/attrs
    • Format: {"NO2": 45.5, "temperature": 26.0, "humidity": 70.0}

  2. 3 IoT-Agents (un par broker) reçoivent les messages

    • iot-agent-emqx (port 4041) ← EMQX
    • iot-agent-mosquitto (port 4042) ← Mosquitto
    • iot-agent-bunkerm (port 4043) ← BunkerM
    • Chaque IoT-Agent a le service smartcity-api-key configuré
    • Chaque IoT-Agent a le device airquality_001 enregistré

  3. Orion-LD reçoit les entités NGSI-v2

    • URL: http://smart-city-orion-ld:1026
    • Entité: urn:ngsi-ld:AirQualityObserved:airquality_001
    • Type: AirQualityObserved

  4. Subscription Orion-LD → QuantumLeap

    • ID: 69fbb09af55b82cad2a38008
    • Description: "Forward AirQualityObserved to QuantumLeap"
    • Notify URL: http://smart-city-quantumleap:8668/v2/op/notify
    • Attrs: NO2, temperature, humidity

  5. QuantumLeap stocke dans CrateDB

    • Table: quantumleap.etairqualityobserved
    • Colonnes: entity_id, time_index, NO2, temperature, humidity

  6. Grafana visualise les données

    • Datasource: CrateDB-SmartCity (ID: 23)
    • URL: smart-city-cratedb:5432
    • Database: quantumleap

Services et Devices (provisionnés)

IoT-Agent-EMQX (port 4041)

  • Service: smartcity-api-key → Orion-LD (http://smart-city-orion-ld:1026)
  • Device: airquality_001 → urn:ngsi-ld:AirQualityObserved:airquality_001

IoT-Agent-Mosquitto (port 4042)

  • Service: smartcity-api-key → Orion-LD (http://smart-city-orion-ld:1026)
  • Device: airquality_001 → urn:ngsi-ld:AirQualityObserved:airquality_001

IoT-Agent-BunkerM (port 4043)

  • Service: smartcity-api-key → Orion-LD (http://smart-city-orion-ld:1026)
  • Device: airquality_001 → urn:ngsi-ld:AirQualityObserved:airquality_001

Sous-domaines (Traefik)

  • iot-agent-emqx.digitribe.fr → IoT-Agent-EMQX (port 4041)
  • iot-agent-mosquitto.digitribe.fr → IoT-Agent-Mosquitto (port 4042)
  • iot-agent-bunkerm.digitribe.fr → IoT-Agent-BunkerM (port 4043)
  • orion-ld.digitribe.fr → Orion-LD (port 1026)
  • quantum-leap.digitribe.fr → QuantumLeap (port 8668)
  • grafana.digitribe.fr → Grafana (port 3001)

Test du flux complet

# 1. Publier un message MQTT (simuler le simulateur)
mosquitto_pub -h localhost -p 11883 -t "smartcity-api-key/airquality_001/attrs" \
  -m '{"NO2": 50.5, "temperature": 30.0, "humidity": 90.0}'

# 2. Vérifier qu'Orion-LD a reçu l'entité
curl -s http://localhost:1026/v2/entities -w "\nHTTP %{http_code}\n"

# 3. Vérifier que QuantumLeap a reçu la notification
docker logs smart-city-quantumleap --tail 20 | grep -i "notify\|airquality"

# 4. Vérifier CrateDB
docker exec smart-city-cratedb crash -c "SELECT * FROM quantumleap.etairqualityobserved LIMIT 5;"

# 5. Vérifier Grafana
curl -s http://localhost:3001/api/datasources  -u admin:Digitribe972 | jq '.[] | select(.type=="postgres") | .name'

Fichiers modifiés (2026-05-06)

  • docker-compose.iot-agent.yml : 3 instances IoT-Agent (emqx, mosquitto, bunkerm)
  • docker-compose.orion-ld.yml : Orion-LD avec MongoDB existant
  • docker-compose.quantumleap.yml : Variables CRATE_HOST/PORT (fix)
  • simulator.py : Publication sur 3 brokers avec format IoT-Agent
  • data-flow-diagram.md : Ce fichier (mis à jour)
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