MicroPython动手做（33）——物联网之天气预报

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天气（自然现象）
是指某一个地区距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态。而天气现象则是指发生在大气中的各种自然现象，即某瞬时内大气中各种气象要素（如气温、气压、湿度、风、云、雾、雨、闪、雪、霜、雷、雹、霾等）空间分布的综合表现。

天气过程就是一定地区的天气现象随时间的变化过程。各种天气系统都具有一定的空间尺度和时间尺度，而且各种尺度系统间相互交织、相互作用。许多天气系统的组合，构成大范围的天气形势，构成半球甚至全球的大气环流。天气系统总是处在不断新生、发展和消亡过程中，在不同发展阶段有着其相对应的天气现象分布。

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天气预报
是应用大气变化的规律，根据当前及近期的天气形势，对某一地未来一定时期内的天气状况进行预测。它是根据对卫星云图和天气图的分析，结合有关气象资料、地形和季节特点、群众经验等综合研究后作出的。如我国中央气象台的卫星云图，就是我国制造的“风云一号”气象卫星摄取的。利用卫星云图照片进行分析，能提高天气预报的准确率。天气预报就时效的长短通常分为三种：短期天气预报（2～3天）、中期天气预报（4～9天），长期天气预报（10～15天以上），中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。

天气预报的主要内容是一个地区或城市未来一段时期内的阴晴雨雪、最高最低气温、风向和风力及特殊的灾害性天气。就中国而言，气象台准确预报寒潮、台风、暴雨等自然灾害出现的位置和强度，就可以直接为工农业生产和群众生活服务。天气预报是根据气象观测资料，应用天气学、动力气象学、统计学的原理和方法，对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。它是大气科学研究的一个重要目标。对人们生活有重要意义。

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气象术语
1．时间的划分：天气预报中所说的白天，指当地标准时间8点至20点，其中17点至20点叫做傍晚；20点以后到第二天的8点叫做夜间。
2．天气状况（阴晴的划分）：晴是指全天内天空中云量低于3成（即30%）；多云是天空中有4-7成的中、低云或6-10成的高云时的天空状况；少云是天空中有1-3成的中、低云或4-5成的高云时的天空状况；阴是天空阴暗，密布云层，或天空虽有云隙而仍感到阴暗（总云量8成以上），偶尔从云缝中可见到微弱阳光的天气现象。
雾：悬浮在贴近地面的大气中的大量微细水滴（或冰晶）的可见集合体。雾和云的区别仅仅在于是否接触地面。雾使地面的水平能见度显著降低。按国际气象组织规定，使能见度降低到1公里以下的称为雾。
云量和云高：云量是指云遮蔽天空视野的成数；云高是指云底距离测站地面的垂直距离。
3．气温：天气预报中所说的气温，指在野外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度（一般在百叶箱内测定）。最高气温是一日内气温的最高值，一般出现在14-15时，最低气温一般出现在早晨5-6时。
4．降水：降水分降雨、降雪、雨夹雪、冰雹。
降雨情况：气象部门一般指的是24小时内降雨的多少。对雨量的多少，一般分为零星小雨、小雨、阵雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨8个级别。根据24小时降水量（毫米）的降雨等级为：小雨0.1～9.9，中雨10.0～24.9，大雨25.0～49.9，暴雨50.0～99.9。
冰雹：坚硬的球状、锥状或形状不规则的固态降水。
降雪按照降雪量分为小雪、中雪、大雪、暴雪、暴风雪等。其中暴雪是降雪强度较大的雪（下雪时水平能见度距离小于500m或24小时内降雪量大于15mm）；暴风雪，又称雪暴，是大量的雪被强风卷着随风运行，并且不能判定当时是否有降雪，水平能见度小于1km的天气现象。
5．风：风是指空气的水平流动现象。用风向和风速表示：风向分十六个方位，是指风吹来的方向；风速用风级或多少米/秒表示，分用2分钟的平均情况表示的平均风速和瞬间情况代表的瞬时风速。
风的强度用风速表示，一般采用蒲风级或多少米/秒来衡量，分十三级：
静风：即0级风。
和风：即4级风。风速在5.5-7.9m/s之间的风。
微风：即3级风。
大风：即8级风。平均风速为17.2-20.7m/s的风。
狂风：即10级风。
暴风：即11级风。风速在28.5-32.6m/s之间的风。
飓风：即12级以上风。

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1、心知天气

是一家零售行业气象服务方案提供商，通过数据接口（API）、自然语言处理（NLP）、预警与推送（Trigger）、数据可视化（BI）等产品，向用户提供精细化天气数据与零售气象解决方案，帮助零售企业量化天气对于业务的影响。心知科技是一家自然大数据公司，致力于利用自然界大数据与人工智能等技术，帮助企业把控天气与环境变化带来的挑战和机遇。自2006年起，心知科技通过天气大数据和机器学习算法与垂直领域的需求结合，已在零售、物流等行业开发完成场景化的商业气象服务解决方案。

心知智能天气解决方案，是心知科技在2018年推出的，针对App与智能硬件推出的一站式天气信息解决方案。天气聊天机器人ChatBot与天气预警机器人WhenBot，作为心知天气的两个主要产品，分别覆盖了ToC的用户使用场景与ToB的业务应用场景。ChatBot基于NLP技术的自然语言查询API，支持通过自然语言文本查询天气信息，让智能硬件和APP开发者可以很方便的增加一个由心知天气海量，精细天气数据支撑的自然语言对话查天气功能。目前心知天气 ChatBot 活跃在数千万智能终端上，为小米、京东智能音箱提供了便捷的天气查询服务。

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2、心知天气官网与天气数据接口文档

心知天气官网：https://www.seniverse.com
天气数据接口文档：https://www.seniverse.com/docs

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3、注册并登陆心知天气官网

天气数据 API：通过标准的 Restful API 接口，提供标准化的数据访问。无论是APP、智能硬件还是企业级系统都可以轻松接入心知的精细化天气数据。

添加免费版可以调用数据

国内 370 个主要城市

天气实况，包括天气现象文字、代码和气温 3 项数据
未来 3 天天气预报，包括白天天气现象文字及代码、晚间天气现象文字及代码、当天最高温度和最低温度、风向风速
6 项基本类生活指数，包括穿衣、紫外线强度、洗车、旅游、感冒、运动指数

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4、查看你的 API 密钥
当你在 心知天气 控制台 - 产品管理 中添加了 API 产品后，即可在产品详情中查看该 API 产品的密钥。
每组密钥由“公钥”（参数 uid）和“私钥”（参数 key）组成，例如：
公钥 PKwiV7auWJE3iBJ8d
私钥 SMEieQjde1C9eXnbE


心知天气支持两种 API 安全验证方式：
（1）“私钥” 直接请求方式
将 API 密钥中的“私钥”作为 API 请求中的 key 参数值： https://api.seniverse.com/v3/wea ... =zh-Hans&unit=c
说明 此方式较为方便，但请注意不要泄漏你的“私钥”。
（2）“公钥 + 私钥” 签名验证方式
“公钥 + 私钥” 验证方式更加安全。请求地址中只包含你的“公钥”以及用你的“私钥”制作的签名，因此不会在请求地址中泄露你的私钥。

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5、查询福建福州当天的天气情况


[mw_shl_code=arduino,true]#MicroPython动手做（33）——物联网之天气预报
#查询福建福州当天的天气情况

from mpython import *
import network
import time
import music
import json
import urequests

my_wifi = wifi()

my_wifi.connectWiFi("zh", "zy1567")

def get_seni_weather(_url, _location):
    _url = _url + "&location=" + _location.replace(" ", "%20")
    response = urequests.get(_url)
    json = response.json()
    response.close()
    return json


rgb.fill((int(0), int(102), int(0)))
rgb.write()
time.sleep_ms(1)
music.play('D5:1')
w1 = get_seni_weather("https://api.seniverse.com/v3/weather/daily.json?key=SSY9pi-U4QH-ZDrf", "fuzhou")
oled.fill(0)
oled.DispChar((''.join([str(x) for x in [w1["results"][0]["location"]["name"], "                                 ", w1["results"][0]["daily"][0]["date"], "                          ", w1["results"][0]["daily"][0]["text_day"], "  风力", w1["results"][0]["daily"][0]["wind_scale"], "级                                  ", w1["results"][0]["daily"][0]["low"], "  - ", w1["results"][0]["daily"][0]["high"], " 度"]])), 0, 0, 1)
oled.show()[/mw_shl_code]

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使用前，导入mpython、json、urequests、Timer和天气图标seniverse模块（seniverse模块，将seniverse模块文件导入掌控板文件根目录）:




from mpython import*

import json

import urequests

from seniverse import *

from machine import Timer




使用心知天气的免费天气API，您须先在心知天气官网注册一个账号，您将获得一个API密钥（key），API密钥（key）是用来验证API请求合法性的一个唯一字符串，通过API请求中的key参数传入:




API_KEY = 'yourkey'




添加天气实况和多日天气预报的请求地址（更多请求可参考心知天气官网提供的天气数据选项）:




url_now="https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json"           #获取天气实况的请求地址

url_daily="https://api.seniverse.com/v3/weather/daily.json"       #获取多日天气预报的请求地址




连接您的 WiFi 网络，需要设置您的WiFi名称和密码:




mywifi=wifi()

mywifi.connectWiFi('yourESSID','yourpassword')







注解




参数：unit 为温度单位， c 为摄氏度℃。start 为起始时间，如 -2 前天，-1 昨天，0 今天，1 明天。days 为天数，返回从start算起days天的结果。更多参数可参考心知天气官网。 https://www.seniverse.com/doc




对返回的所有结果有选择性的输出，元组可以使用下标索引来访问元组中的值:




today=dailyRsp['results'][0]['daily'][0]['date'][-5:]         #当前日期，显示“月-日”

todayHigh=dailyRsp['results'][0]['daily'][0]['high']          #最高温度

todaylow=dailyRsp['results'][0]['daily'][0]['low']            #最低温度




nowText=nowRsp['results'][0]['now']['text']                   #天气现象文字

nowTemper=nowRsp['results'][0]['now']['temperature']          #温度

todayIco=nowRsp['results'][0]['now']['code']                  #天气现象图标

city=nowRsp['results'][0]['location']['name']                 #地理位置




注解




元组的具体使用方法参考Python的元组。

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mPython X 实验图形编程