如何紀錄氣象監控資訊

最後呈現結果
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系統架構設計
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中央氣象署-開放資料平臺提供氣象監控資訊
監控主機負責抓取 API 資料
prometheus push gateway 負責接收 prometheus 資料
Prometheus 負責抓取 prometheus push gateway 資料
Grafana 從 Prometheus 繪製資料

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graph LR
    A[中央氣象署<br>開放資料平臺] -->|提供 API 資料| B(監控主機)
    B -->|推送資料| C(Push Gateway)
    C -->|拉取資料| D(Prometheus)
    D -->|查詢資料| E(Grafana)

資訊流設計
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監控主機抓取 API 資料
將資料傳送到 prometheus push gateway
Prometheus 抓取 prometheus push gateway 資料
Grafana 從 Prometheus 繪製資料

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sequenceDiagram
    participant CWA as 中央氣象署 API
    participant Server as 監控主機
    participant PG as Push Gateway
    participant Prom as Prometheus
    participant Grafana as Grafana

    Server->>CWA: 1. 抓取氣象資料
    CWA-->>Server: 回傳 JSON 資料
    Server->>PG: 2. 推送格式化指標資料
    Prom->>PG: 3. 定期抓取指標資料
    PG-->>Prom: 回傳指標資料
    Grafana->>Prom: 4. 查詢指標資料
    Prom-->>Grafana: 回傳繪圖資料

實做紀錄
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到中央氣象署-開放資料平臺加入會員並申請 API Key

URL: https://opendata.cwa.gov.tw/index

註記

取得授權碼： 註冊並登入後，至會員中心取得「授權碼 (Authorization Token)」，這是在後續呼叫 API 時驗證身分用的必要資訊。

測試 URL

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curl -X 'GET' \
  'https://opendata.cwa.gov.tw/api/v1/rest/datastore/O-A0003-001?Authorization=<API Key>&format=JSON' \
  -H 'accept: application/json'

提示

資料結構確認： 建議先在終端機執行這個指令確認 API 授權碼是否有效，並觀察回傳的 JSON 資料結構，這有助於了解稍後使用 jq 工具解析資料的邏輯。

建立抓取資料腳本與排程

註記

工作原理： 我們會先撰寫一支 Bash 腳本 (get-weather-to-prometheus.sh)，負責向氣象署 API 請求資料，並轉換成 Prometheus 認可的指標 (Metrics) 格式，最後將結果推送到 Push Gateway。接著，透過 Systemd 建立定期排程來自動執行這支腳本。

get-weather-to-prometheus.sh

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#!/bin/bash

TOKEN="<API Key>"

# StationId: https://hdps.cwa.gov.tw/static/state.html
STATION_ID=466920

# API 網址
API_URL="https://opendata.cwa.gov.tw/api/v1/rest/datastore/O-A0003-001?Authorization=${TOKEN}&format=JSON&StationId=${STATION_ID}&WeatherElement=AirTemperature,RelativeHumidity&GeoInfo=StationAltitude"

PUSHGATEWAY_URL="http://127.0.0.1:9091/metrics/job/weather_station"

# 從 API 取得資料並用 jq 解析
DATA=$(curl -X 'GET' -H 'accept: application/json' -s "$API_URL" | jq -r '.records.Station[] | {name: .StationName, temp: .WeatherElement.AirTemperature, humid: .WeatherElement.RelativeHumidity}')

# 提取資料
STATION_NAME=$(echo "$DATA" | jq -r '.name')
AIR_TEMP=$(echo "$DATA" | jq -r '.temp')
REL_HUMID=$(echo "$DATA" | jq -r '.humid')

# 建立 Prometheus 格式的資料
# 使用站名作為標籤，溫度與濕度作為指標
METRICS=$(cat <<EOF
# TYPE weather_temperature gauge
weather_temperature{station="$STATION_NAME"} $AIR_TEMP
# TYPE weather_humidity gauge
weather_humidity{station="$STATION_NAME"} $REL_HUMID
EOF
)

# 推送資料到 Pushgateway
echo "$METRICS" | curl --data-binary @- "$PUSHGATEWAY_URL"

# 顯示結果（可選）
echo "站名: $STATION_NAME"
echo "氣溫: $AIR_TEMP°C"
echo "相對濕度: $REL_HUMID%"

註記

腳本重點說明：

資料解析 (jq)：因為氣象局回傳的 JSON 資料非常龐大，我們使用 jq 指令精準篩選出測站名稱 (StationName)、氣溫 (AirTemperature) 與相對濕度 (RelativeHumidity)。
指標格式設計：Prometheus 接收的資料格式為 指標名稱{標籤名稱="標籤值"} 數值。我們將測站名稱設計成標籤 (Label: station="$STATION_NAME")，這樣未來在 Grafana 畫圖時，如果有多個測站資料，就能輕鬆切換與篩選。
推送至 Push Gateway：透過 curl --data-binary 將純文字格式的指標以 HTTP POST 方法推送到 Push Gateway 指定的 Job 端點 (/metrics/job/weather_station)。

/etc/systemd/system/get-weather.service

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[Unit]
Description=Update weather data for Prometheus

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/get-weather-to-prometheus.sh
Type=oneshot

註記

Service 設定說明：

Type=oneshot：代表這個服務啟動後，執行完一次 ExecStart 所指定的腳本就會自動結束。這種設定非常適合用來搭配定時器 (Timer) 單次觸發執行。

/etc/systemd/system/get-weather.timer

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[Unit]
Description=Run weather update every 30 minutes

[Timer]
OnCalendar=*-*-* *:00,30:00
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

註記

Timer 設定說明：

OnCalendar=*-*-* *:00,30:00：這行定義了排程的時間。表示在每天每小時的 00 分 與 30 分 各觸發一次，也就是每半小時更新一次氣象資料。
Persistent=true：如果系統因為關機或重開機錯過了排定的執行時間，系統開機後會立刻補執行一次，確保資料不會遺漏太久。

最後，載入設定並啟動排程：

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sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable get-weather.timer
sudo systemctl start get-weather.timer

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