【NodeMCU实时天气时钟温湿度项目 5】获取关于城市天气实况和天气预报的JSON信息（心知天气版）

|        今天是第五专题内容，主要是介绍如何从心知天气官网，获取包含当前天气实况和未来 3 天天气预报的JSON数据信息。
        在学习获取及显示天气信息前，我们务必要对JSON数据格式有个深入的了解。

        如您需要了解其它专题的内容，请点击下面的链接。
        第一专题内容，请参考：连接点亮SPI-TFT屏幕和UI布局设计
        第二专题内容，请参考：WIFI模式设置及连接
        第三专题内容，请参考：连接SHT30传感器，获取并显示当前环境温湿度数据（I2C）
        第四专题内容，请参考：通过NTPClient库获取实时网络时间并显示在TFT屏幕上

一、什么是JSON？

        JSON，是JavaScript Object Notation单词首字母的缩写，是一种轻量级的数据交换格式。它以易于阅读和编写的文本格式来存储和表示数据，通常用于在不同的系统之间进行数据交换。JSON数据以键值对或名值对的形式出现，可以包含对象、数组、字符串、数字等基本数据类型。它经常在Web开发、API通信等领域被广泛使用。
        通过NodeMCU的WiFi模块，我们可以很容易地从【心知天气】网站获取气象信息，包括天气实况和天气预报等各类数据，这些天气数据是未经压缩的JSON格式数据。关于JSON格式数据，网上有大量文章对其作用、语法规则和应用场景进行详细介绍，请大家自行查询了解。比如，JSON 基本使用_json怎么用-CSDN博客。

二、天气实况数据

       1. 天气实况。获取指定城市的天气实况，付费用户可获取全部数据，免费用户只返回天气现象文字、天气现象代码和气温 3 项数据。数据更新频率，国内城市在 15 分钟左右，国际城市在 20 分钟左右。

        2. 接口地址

https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c

        3. 请求参数说明

        4. 返回结果示例 （免费用户仅返回 ”now" 的前三项数值）

{"results": [{"location": {"id": "C23NB62W20TF","name": "西雅图","country": "US","path": "西雅图,华盛顿州,美国","timezone": "America/Los_Angeles","timezone_offset": "-07:00"},"now": {"text": "多云", //天气现象文字"code": "4", //天气现象代码"temperature": "14", //温度，单位为c摄氏度或f华氏度"feels_like": "14", //体感温度，单位为c摄氏度或f华氏度"pressure": "1018", //气压，单位为mb百帕或in英寸"humidity": "76", //相对湿度，0~100，单位为百分比"visibility": "16.09", //能见度，单位为km公里或mi英里"wind_direction": "西北", //风向文字"wind_direction_degree": "340", //风向角度，范围0~360，0为正北，90为正东，180为正南，270为正西"wind_speed": "8.05", //风速，单位为km/h公里每小时或mph英里每小时"wind_scale": "2", //风力等级，请参考：http://baike.baidu.com/view/465076.htm"clouds": "90", //云量，单位%，范围0~100，天空被云覆盖的百分比 #目前不支持中国城市#"dew_point": "-12" //露点温度，请参考：http://baike.baidu.com/view/118348.htm #目前不支持中国城市#},"last_update": "2015-09-25T22:45:00-07:00" //数据更新时间（该城市的本地时间）}]
}

三、未来15天逐日天气预报

        1. 天气预报。获取指定城市未来最多 15 天每天的白天和夜间预报。一般每天更新 3-4 次。付费用户可获取全部数据，免费用户只返回 3 天天气预报。降水预报目前只支持国内城市。

        2. 接口地址及示例：北京今天和未来 4 天的预报。

https://api.seniverse.com/v3/weather/daily.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c&start=0&days=5

        3. 请求参数说明

        4. 返回结果示例 

{"results": [{"location": {"id": "WX4FBXXFKE4F","name": "北京","country": "CN","path": "北京,北京,中国","timezone": "Asia/Shanghai","timezone_offset": "+08:00"},"daily": [{                          //返回指定days天数的结果"date": "2015-09-20",              //日期（该城市的本地时间）"text_day": "多云",                //白天天气现象文字"code_day": "4",                  //白天天气现象代码"text_night": "晴",               //晚间天气现象文字"code_night": "0",                //晚间天气现象代码"high": "26",                     //当天最高温度"low": "17",                      //当天最低温度"precip": "0",                    //降水概率，范围0~1，单位百分比（目前仅支持国外城市）"wind_direction": "",             //风向文字"wind_direction_degree": "255",   //风向角度，范围0~360"wind_speed": "9.66",             //风速，单位km/h（当unit=c时）、mph（当unit=f时）"wind_scale": "",                 //风力等级"rainfall": "0.0",                //降水量，单位mm"humidity": "76"                  //相对湿度，0~100，单位为百分比}, {"date": "2015-09-21","text_day": "晴","code_day": "0","text_night": "晴","code_night": "0","high": "27","low": "17","precip": "0","wind_direction": "","wind_direction_degree": "157","wind_speed": "17.7","wind_scale": "3","rainfall": "0.0","humidity": "76"}, {...                               //更多返回结果}],"last_update": "2015-09-20T18:00:00+08:00" //数据更新时间（该城市的本地时间）}]
}

四、编程实现获取天气实况和未来 3 天天气预报信息

        【编程环境】VSCode + PlatformIO，Platforms：Espressif 8266，Framework: Arduino
        以下是具体实现代码，可以复制到 main.cpp 中，修改个别信息后，直接编译上传即可。需要修改的项目，在第五部分详细说明。

#include <ESP8266WiFi.h>const char* host = "api.seniverse.com"; // 心知天气 API 接口地址
const int httpPort = 80;              // http端口80// 设置wifi接入信息(请根据您的WiFi信息进行修改)
const char* ssid = "xcb940";
const char* password = "87589940abc";void wifiClientRequest();void setup() {//初始化串口设置Serial.begin(9600);Serial.println("");//设置ESP8266工作模式为无线终端模式WiFi.mode(WIFI_STA);//开始连接wifiWiFi.begin(ssid, password);//等待WiFi连接,连接成功打印IPwhile (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(1000);Serial.print(".");}Serial.println("");Serial.println("WiFi Connected!");wifiClientRequest();  
}void loop(){}// 向服务器发送HTTP请求，在串口监视器打印 HTTP请示内容，HTTP响应头信息和请求的数据，包括天气实况和未来3天的天气预报（免费用户只返回3天的）
void wifiClientRequest(){// 建立WiFi客户端对象，对象名称clientWiFiClient client;    //以下代码，请求返回天气实况信息// 建立字符串，用于HTTP请求String httpRequest =  String("GET /v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c") + " HTTP/1.1\r\n" +"Host: " + host + "\r\n" +"Connection: close\r\n" +"\r\n";// 通过串口输出连接服务器名称以便查阅连接服务器的网址                      Serial.print("Connecting to "); Serial.print(host); // 连接网络服务器，请求并返回信息if (client.connect(host, httpPort)){ Serial.println(" Success!");        // 连接成功后串口输出“Success”信息    client.print(httpRequest);          // 向服务器发送HTTP请求Serial.println("Sending request: ");// 通过串口输出HTTP请求信息内容以便查阅Serial.println(httpRequest);     // 通过串口输出网络服务器响应信息Serial.println("Web Server Response:");        while (client.connected() || client.available()){ if (client.available()){String line = client.readStringUntil('\n');Serial.println(line);}}  client.stop();                      // 断开与服务器的连接Serial.print("Disconnected from "); // 并且通过串口输出断开连接信息Serial.print(host);} else{    // 如果连接不成功则通过串口输出“连接失败”信息Serial.println(" connection failed!");client.stop();}  Serial.println("");Serial.println("");//以下代码，请求返回未来3天天气预报（免费用户只返回3天的数据）// 建立字符串，用于HTTP请求 httpRequest =  String("GET /v3/weather/daily.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c&start=0&days=3") + " HTTP/1.1\r\n" +"Host: " + host + "\r\n" +"Connection: close\r\n" +"\r\n";// 通过串口输出连接服务器名称以便查阅连接服务器的网址                      Serial.print("Connecting to "); Serial.print(host); // 连接网络服务器，if (client.connect(host, httpPort)){ Serial.println(" Success!");        // 连接成功后串口输出“Success”信息client.print(httpRequest);          // 向服务器发送HTTP请求Serial.println("Sending request: ");// 通过串口输出HTTP请求信息内容以便查阅Serial.println(httpRequest);     // 通过串口输出网络服务器响应信息Serial.println("Web Server Response:");        while (client.connected() || client.available()){ if (client.available()){String line = client.readStringUntil('\n');Serial.println(line);}}   client.stop();                      // 断开与服务器的连接Serial.print("Disconnected from "); // 并且通过串口输出断开连接信息Serial.print(host);} else{    // 如果连接不成功则通过串口输出“连接失败”信息Serial.println(" connection failed!");client.stop();}  
}

五、特别提醒需要修改的部分信息

        （1）修改WiFi连接信息

// 设置wifi接入信息(请根据您的WiFi信息进行修改)
const char* ssid = "xcb940";
const char* password = "87589940abc";

        （2）修改第 43 行http请求：“key = your_api_key”  ------->> 修改为您自己的密钥， “location = beijing”       ------->> 修改为您所希望的所在地区

//第43行
String httpRequest =  String("GET /v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c") + " HTTP/1.1\r\n" +

        （3）修改第 82行http请求：“key = your_api_key”------->> 修改为您自己的密钥， “location = beijing” ------->> 修改为您所希望的所在地区

//第 82行 
httpRequest =  String("GET /v3/weather/daily.json?key=your_api_keyu&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c&start=0&days=3") + " HTTP/1.1\r\n" +

六、运行结果分析

       程序编译上传成功执行后，如果在串口监视器找到以下包含天气信息的两个JSON数据，一个是包含天气实况的信息，另一个是包含未来 3 天天气预报的信息。那么，恭喜您：现在可以正常从心知天气官网获取天气数据信息了。
        项目源代码下载：
        百度网盘：https://pan.baidu.com/s/11ggPQdj9rzYP3Av97Z85Kg?pwd=aira，提取码：aira

//以下返回的天气实况{"results":[{"location":{"id":"WX4FBXXFKE4F","name":"北京","country":"CN","path":"北京,北京,中国","timezone":"Asia/Shanghai","timezone_offset":"+08:00"},"now":{"text":"晴","code":"0","temperature":"29"},"last_update":"2024-05-08T15:44:15+08:00"}]}//以下返回的是未来 3 天的天气预报
{"results":[{"location":{"id":"WX4FBXXFKE4F","name":"北京","country":"CN","path":"北京,北京,中国","timezone":"Asia/Shanghai","timezone_offset":"+08:00"},"daily":[{"date":"2024-05-08","text_day":"晴","code_day":"0","text_night":"晴","code_night":"1","high":"30","low":"14","rainfall":"0.00","precip":"0.00","wind_direction":"西南","wind_direction_degree":"225","wind_speed":"23.4","wind_scale":"4","humidity":"56"},{"date":"2024-05-09","text_day":"晴","code_day":"0","text_night":"多云","code_night":"4","high":"30","low":"16","rainfall":"0.00","precip":"0.00","wind_direction":" 
南","wind_direction_degree":"180","wind_speed":"8.4","wind_scale":"2","humidity":"48"},{"date":"2024-05-10","text_day":"多云","code_day":"4","text_night":"多云","code_night":"4","high":"29","low":"17","rainfall":"0.00","precip":"0.00","wind_direction":"西南","wind_direction_degree":"225","wind_speed":"3.0","wind_scale":"1","humidity":"71"}],"last_update":"2024-05-07T08:00:00+08:00"}]}

        下一个专题，我们将解析从心知天气官网获取到的JSON数据，并把它们显示到 TFT 液晶显示屏上。敬请关注。

        参考文档
        1. JSON 基本使用_json怎么用-CSDN博客

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