@Joni está correto, você precisa usar
datetime
. from datetime import datetime
from pymongo import Connection
# i have updated and included the complete code
client = Connection('localhost', 27017)
db = client['database'] # your database name
inoshare = db['inoshare']
# convert your date string to datetime object
start = datetime(2014, 9, 24, 7, 51, 04)
end = datetime(2014, 9, 24, 7, 52, 04)
inoshare.find( {'id_no': 1, 'datahora': {'$lt': end, '$gte': start}, 'porta': 'A0'})
<pymongo.cursor.Cursor at 0x7f9aafd64a90>
inoshare.find_one( {'id_no': 1, 'datahora': {'$lt': end, '$gte': start}, 'porta': 'A0'})
{u'_id': ObjectId('5435be9ce7b9916e02ed2cb5'),
u'datahora': datetime.datetime(2014, 9, 24, 7, 51, 5),
u'id_no': 1.0,
u'lab': u'2',
u'porta': u'A0',
u'sensor': u'1',
u'valor': u'917'}
claramente posso retornar resultados com sucesso.Talvez seus dados estejam corrompidos, ou você deve postar todo o seu código para nós analisarmos