🥇Det mest exakta väderprognosen: bot för Telegram med molnfunktioner

Det finns många tjänster som tillhandahåller väderinformation, men vilken av dem ska man lita på? När jag började cykla ofta ville jag ha den mest exakta informationen om väderförhållandena där jag cyklar.

Den första tanken var att bygga en liten DIY väderstation med sensorer och hämta data från den. Men jag ville inte "uppfinna hjulet" och valde som källa för verifierad data väderinformation som används inom civil luftfart, nämligen METAR (METeorological Aerodrome Report) och TAF (TAF — Terminal Aerodrome Forecast). Inom luftfarten beror hundratals människors liv på vädret, så prognoserna är så exakta som möjligt.

Den här informationen sänds dygnet runt i tal på varje modern flygplats i form av ATIS (Automatic Terminal Information Service) och VOLMET (från franskans vol — flyg och météo — väder). Den första ger information om den aktuella vädret på flygplatsen, medan den andra ger prognoser för de närmaste 24-30 timmarna, inte bara för flygplatsen där sändningen görs, utan också för andra.

Exempel på ATIS från Vnukovo-flygplatsen:

Exempel på VOLMET från Vnukovo-flygplatsen

Att konstant bära med sig en radioscanner eller transceiver på rätt frekvens är besvärligt, så jag ville skapa en bot i Telegram som med ett knapptryck ger samma prognos. Att avsätta en separat server för detta är minst sagt oklokt, liksom att skicka begärningar till en hemmaanordnad Raspberry.

Därför beslutade jag att använda tjänsten Cloud Functions Selectel. Antalet förfrågningar kommer att vara försumbar, så en sådan tjänst blir nästan gratis (enligt mina beräkningar kommer det att kosta 22 rubel för 100 000 förfrågningar).

Förberedelse av backend

Skapa en funktion

I kontrollpanelen my.selectel.ru öppnar vi vyn Molnplattform och skapar ett nytt projekt:

När projektet är skapat går vi till avsnittet Funktioner:

Vi trycker på knappen Skapa funktion och ger den ett lämpligt namn:

Efter att ha tryckt på Skapa funktion får vi upp vyn för den skapade funktionen:

Innan vi börjar skapa koden i Python, behöver vi skapa en bot i Telegram. Jag kommer inte att beskriva hur det görs – det finns en detaljerad instruktion i vår kunskapsbas. Det viktigaste för oss är token för den skapade boten.

Vi förbereder koden

Som källa för pålitliga data har jag valt den amerikanska national oceaniska och atmosfäriska förvaltningen (NOAA). Detta vetenskapliga byrå uppdaterar i realtid data på sin server i TXT-format.

Länk för att hämta METAR-data (observera storleken):

https://tgftp.nws.noaa.gov/data/observations/metar/stations/.TXT

I mitt fall är den närmaste flygplatsen Vnukovo, dess ICAO-kod är UUWW. Att gå till den genererade URL:en kommer att ge följande:

2020/08/10 11:30
UUWW 101130Z 31004MPS 9999 SCT048 24/13 Q1014 R01/000070 NOSIG

Den första raden är tiden för prognosens aktualitet enligt Greenwich. Den andra raden är en sammanfattning av det faktiska vädret. Civilflygplanspiloter kommer utan problem att förstå vad denna rad innebär, men vi behöver en förklaring:

[UUWW] — Vnukovo, stad Moskva (Ryssland — RU);
[101130Z] — den 10:e dagen i månaden, klockan 11:30 enligt Greenwich;
[31004MPS] — vindriktningen är 310 grader, hastigheten är 4 m/s;
[9999] — horisontell sikt 10 km eller mer;
[SCT048] — spridda moln på en höjd av 4800 fot (~1584 m);
[24/13] — temperatur 24°C, daggpunkt 13°C;
[Q1014] — tryck (QNH) 1014 hektopascal (750 mmHg);
[R01/000070] — greppkoefficient på bana 01 — 0,70;
[NOSIG] — utan betydande förändringar.

Vi går till kodningen. Först måste vi importera funktionerna request och pytaf:

from urllib import request
import pytaf

Ange variabler och förbered avkodningsfunktionen:

URL_METAR = "https://tgftp.nws.noaa.gov/data/observations/metar/stations/UUWW.TXT"
URL_TAF = "https://tgftp.nws.noaa.gov/data/forecasts/taf/stations/UUWW.TXT"

def parse_data(code):
    code = code.split('n')[1]
    return pytaf.Decoder(pytaf.TAF(code)).decode_taf()

Låt oss gå till TAF (registreringen är också viktig).

https://tgftp.nws.noaa.gov/data/forecasts/taf/stations/.TXT

Som i det föregående exemplet, låt oss titta på prognosen för flygplatsen Vnukovo:

2020/08/10 12:21
TAF UUWW 101050Z 1012/1112 28003G10MPS 9999 SCT030 TX25/1012Z TN15/1103Z 
      TEMPO 1012/1020 -TSRA BKN020CB 
      BECMG 1020/1021 FEW007 BKN016 
      TEMPO 1021/1106 -SHRA BKN020CB PROB40 
      TEMPO 1021/1106 -TSRA BKN020CB 
      BECMG 1101/1103 34006G13MPS

Vi ska speciellt notera raderna TEMPO och BECMG. TEMPO betyder att det faktiska vädret kommer att förändras periodiskt under den angivna tidsperioden. BECMG — vädret kommer gradvis att förändras under den angivna tidsperioden.

Det vill säga raden:

TEMPO 1012/1020 -TSRA BKN020CB

Kommer att innebära:

[1012/1020] — under tidsperioden från 12 till 20 timmar (enligt Greenwich);
[-TSRA] — åska (TS = thunderstorm) med regn (RA = rain) av liten intensitet (minus-tecken);
[BKN020CB] — betydande (BKN = bruten), cumulusregn (CB = cumulonimbus) molntäcke på 2000 fot (610 meter) över havet.

Det finns många termer som beskriver väderfenomen, och det kan vara svårt att komma ihåg dem. TAF-förfrågningskoden skrivs på ett liknande sätt.

Vi laddar upp koden till molnet

För att inte slösa tid tar vi en mall för en Telegram-bot från vårt repository cloud-telegram-bot. Där finns en färdigställd requirements.txt och setup.py med en korrekt katalogstruktur.

Eftersom vi kommer att referera till modulen i koden pytaf, bör vi genast lägga till dess version i requirements.txt

pytaf~=1.2.1

Låt oss gå vidare till redigering av bot/tele_bot.py. Vi tar bort allt onödigt och skriver till vårt kod.

import os
from urllib import request
import telebot
import pytaf
 
TOKEN = os.environ.get('TOKEN')
URL_METAR = "https://tgftp.nws.noaa.gov/data/observations/metar/stations/UUWW.TXT"
URL_TAF = "https://tgftp.nws.noaa.gov/data/forecasts/taf/stations/UUWW.TXT"
 
bot = telebot.TeleBot(token=TOKEN, threaded=False)
keyboard = telebot.types.ReplyKeyboardMarkup(resize_keyboard=True)
keyboard.row('start', 'get_metar', 'get_taf')
 
def start(message):
    msg = "Hej. Detta är en bot för att få flygväderprognoser " 
          "från NOAA:s servrar. Botten är inställd på flygplatsen Vnukovo (UUWW)."
    bot.send_message(message.chat.id, msg, reply_markup=keyboard)
 
def parse_data(code):
    code = code.split('n')[1]
    return pytaf.Decoder(pytaf.TAF(code)).decode_taf()
 
def get_metar(message):
    # Hämta information från servern.
    code = request.urlopen(URL_METAR).read().decode('utf-8')
    # Skicka formaterat svar.
    bot.send_message(message.chat.id, parse_data(code), reply_markup=keyboard)
 
def get_taf(message):
    # Hämta information från servern.
    code = request.urlopen(URL_TAF).read().decode('utf-8')
    # Skicka formaterat svar.
    bot.send_message(message.chat.id, parse_data(code), reply_markup=keyboard)
 
def route_command(command, message):
    """
    Kommandorouter.
    """
    if command == 'start':
        return start(message)
    elif command == 'get_metar':
        return get_metar(message)
    elif command == 'get_taf':
        return get_taf(message)
 
def main(**kwargs):
    """
    Ingångspunkt för serverlös miljö.
    """
    print(f'Mottagen: "{kwargs}"')
    message = telebot.types.Update.de_json(kwargs)
    message = message.message or message.edited_message
    if message and message.text and message.text[0] == '/':
        print(f'Echo på "{message.text}"')
        route_command(message.text.lower(), message)

Vi packar hela katalogen i en ZIP-veck och går till kontrollpanelen för den skapade funktionen.
Klicka på Redigera och laddar upp arkivet med koden.

Fyll i den relativa sökvägen till filen tele_bot (tillägget .py kan uteslutas) och endpoint-funktion (i det angivna exemplet är detta main).
I avsnittet Miljövariabler vi skriver variabeln TOKEN och tilldelar den token för den önskade Telegram-boten.
Klicka på Spara och distribuera, varefter vi går till avsnittet Triggers.
Ställ omkopplaren HTTP-förfrågan, för att göra förfrågan offentlig.

Vi har fått en URL för offentlig anrop av funktionen. Kvar är bara att ställa in webhooken. Hitta vår bot @SelectelServerless_bot i Telegram och registrera din bot med kommandot:

/setwebhook <you bot token> <public URL of your function>

Resultat

Om allt har gjorts korrekt kommer din bot att börja fungera omedelbart och visa aktuell sammanfattning av flygvädret direkt i meddelandetjänsten.

Självklart kan koden vidareutvecklas, men även i sitt nuvarande tillstånd är den tillräcklig för att ta reda på det mest exakta vädret och prognosen från en pålitlig källa.