Applicationserveraufbau Python/Flask?

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Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet
Ist Flask + Nginx hier eine nachvollziehbare Wahl, oder ist davon abzuraten?

Du suchst nach leichtgewichtigen Lösungen, daher wären Flask, Nginx (und als Applikationsserver noch Gunicorn) passend.

Problematisch wäre der Grundaufbau (und da zähle ich deine Hardwarekomponente mit dazu) nur, wenn du sehr hohe Anforderungen an deine Webapplikation stellen solltest. Wie viele Requests dein Webserver in der Stunde aushält, kannst du mit Belastungstests prüfen.

Wie stelle ich das technisch an? (...) Baue ich das Ganze dann wie einen Webserver auf, mit verschiedenen Routen (...)?

Erst richtest du deinen Webserver ein. Ein anleitender Blogartikel lässt sich schnell finden: Beginners Guide to install a Flask Python webserver on Raspberry Pi.

Darauf baust du deine API auf (also ja, du brauchst Routen). Du kannst dafür ja die Flask-RESTful-Erweiterung mit installieren.

(...) und lasse in der "main" des Servers die Intervallabfrage laufen?

Die Daten könntest du in einer SQLite-Datenbank sammeln. Das Skript, welches die Datenbank befüllt, würde ich über einen Scheduler wie Crontab separat laufen lassen (Anleitung).