Python으로 구현하는 간단한 날씨 알림 서비스 🌤️

안녕하세요, 여러분! 오늘은 Python을 사용하여 간단하면서도 실용적인 날씨 알림 서비스를 만들어보는 여정을 함께 떠나보려고 합니다. 이 프로젝트는 프로그래밍 초보자부터 중급자까지 모두에게 유익한 경험이 될 것입니다. 날씨 정보는 우리 일상생활에 매우 중요한 요소이며, 이를 자동으로 받아볼 수 있는 서비스를 직접 만들어본다면 Python 프로그래밍 실력 향상은 물론 실생활에 유용한 도구를 갖게 될 것입니다.

이 글에서는 단계별로 날씨 알림 서비스를 구현하는 과정을 상세히 설명할 예정입니다. API 사용법, 데이터 처리, 알림 설정 등 다양한 기술적 요소들을 다룰 것이며, 각 단계마다 코드 예시와 설명을 제공하여 여러분이 쉽게 따라할 수 있도록 구성했습니다. 마치 재능넷에서 Python 프로그래밍 강의를 듣는 것처럼 상세하고 친절하게 안내해 드리겠습니다. 자, 그럼 시작해볼까요? 🚀

1. 프로젝트 개요 및 준비 📋

우리가 만들 날씨 알림 서비스는 다음과 같은 기능을 갖추게 될 것입니다:

• 사용자가 지정한 도시의 현재 날씨 정보 조회
• 일일 날씨 예보 알림 (아침 7시 자동 발송)
• 특정 날씨 조건 (예: 비, 눈, 폭염 등) 발생 시 실시간 알림
• 주간 날씨 요약 리포트 (매주 일요일 저녁 발송)

이 프로젝트를 시작하기 전에, 몇 가지 준비사항이 필요합니다:

1. Python 설치: 최신 버전의 Python을 설치해주세요. Python 공식 웹사이트에서 다운로드 가능합니다.
2. 필요한 라이브러리 설치: 터미널이나 명령 프롬프트에서 다음 명령어를 실행하여 필요한 라이브러리들을 설치합니다.

   pip install requests schedule python-dotenv

3. 날씨 API 키 발급: 우리는 OpenWeatherMap API를 사용할 것입니다. OpenWeatherMap 웹사이트에서 무료 계정을 만들고 API 키를 발급받으세요.
4. 개발 환경 설정: 편한 IDE나 텍스트 에디터를 준비해주세요. VS Code, PyCharm, 또는 IDLE 등이 좋은 선택이 될 수 있습니다.

모든 준비가 끝났다면, 이제 본격적으로 코딩을 시작해볼까요? 😊

2. 프로젝트 구조 설계 🏗️

효율적인 코드 관리와 확장성을 위해, 우리의 날씨 알림 서비스를 여러 모듈로 나누어 구현할 것입니다. 다음과 같은 구조로 프로젝트를 설계해보겠습니다:

각 모듈의 역할은 다음과 같습니다:

• weather_api.py: OpenWeatherMap API와 통신하여 날씨 데이터를 가져오는 기능을 담당합니다.
• notification.py: 사용자에게 알림을 보내는 기능을 구현합니다. 이메일, SMS, 또는 푸시 알림 등을 사용할 수 있습니다.
• scheduler.py: 정기적인 날씨 체크와 알림 발송을 스케줄링합니다.
• data_processor.py: API에서 받아온 날씨 데이터를 분석하고 가공합니다.
• config.py: API 키, 사용자 설정 등 설정 정보를 관리합니다.
• main.py: 모든 모듈을 통합하고 서비스를 실행하는 메인 스크립트입니다.

이러한 모듈화 구조는 코드의 가독성을 높이고, 유지보수를 쉽게 만들어줍니다. 또한, 각 기능을 독립적으로 개발하고 테스트할 수 있어 효율적인 개발이 가능해집니다. 마치 재능넷에서 다양한 재능을 가진 전문가들이 각자의 영역에서 최고의 서비스를 제공하는 것처럼, 우리의 코드도 각 모듈이 자신의 역할을 완벽히 수행하도록 설계할 것입니다.

이제 각 모듈을 하나씩 구현해보면서, Python으로 실제 동작하는 날씨 알림 서비스를 만들어보겠습니다. 다음 섹션에서는 각 모듈의 세부 구현 내용을 자세히 살펴보겠습니다. 🛠️

3. weather_api.py 구현 🌐

weather_api.py 모듈은 OpenWeatherMap API와 통신하여 날씨 데이터를 가져오는 핵심 기능을 담당합니다. 이 모듈을 통해 현재 날씨, 일일 예보, 주간 예보 등의 정보를 얻을 수 있습니다.

먼저, 필요한 라이브러리를 임포트하고 기본 구조를 만들어보겠습니다:

import requests
from config import OPENWEATHERMAP_API_KEY

class WeatherAPI:
    BASE_URL = "http://api.openweathermap.org/data/2.5/"

    def __init__(self):
        self.api_key = OPENWEATHERMAP_API_KEY

    def get_current_weather(self, city):
        # 현재 날씨 정보를 가져오는 메서드
        pass

    def get_daily_forecast(self, city):
        # 일일 예보를 가져오는 메서드
        pass

    def get_weekly_forecast(self, city):
        # 주간 예보를 가져오는 메서드
        pass

이제 각 메서드를 구현해보겠습니다. 먼저 현재 날씨 정보를 가져오는 get_current_weather 메서드입니다:

def get_current_weather(self, city):
    endpoint = f"{self.BASE_URL}weather"
    params = {
        "q": city,
        "appid": self.api_key,
        "units": "metric"
    }
    response = requests.get(endpoint, params=params)
    if response.status_code == 200:
        data = response.json()
        return {
            "temperature": data["main"]["temp"],
            "description": data["weather"][0]["description"],
            "humidity": data["main"]["humidity"],
            "wind_speed": data["wind"]["speed"]
        }
    else:
        return None

이 메서드는 지정된 도시의 현재 기온, 날씨 설명, 습도, 풍속 정보를 반환합니다. API 호출이 실패하면 None을 반환합니다.

다음으로 일일 예보를 가져오는 get_daily_forecast 메서드를 구현해보겠습니다:

def get_daily_forecast(self, city):
    endpoint = f"{self.BASE_URL}forecast"
    params = {
        "q": city,
        "appid": self.api_key,
        "units": "metric",
        "cnt": 8  # 24시간 예보 (3시간 간격으로 8개 데이터)
    }
    response = requests.get(endpoint, params=params)
    if response.status_code == 200:
        data = response.json()
        forecast = []
        for item in data["list"]:
            forecast.append({
                "time": item["dt_txt"],
                "temperature": item["main"]["temp"],
                "description": item["weather"][0]["description"]
            })
        return forecast
    else:
        return None

이 메서드는 향후 24시간의 날씨 예보를 3시간 간격으로 반환합니다.

마지막으로 주간 예보를 가져오는 get_weekly_forecast 메서드를 구현해보겠습니다:

def get_weekly_forecast(self, city):
    endpoint = f"{self.BASE_URL}forecast"
    params = {
        "q": city,
        "appid": self.api_key,
        "units": "metric",
        "cnt": 40  # 5일 예보 (3시간 간격으로 40개 데이터)
    }
    response = requests.get(endpoint, params=params)
    if response.status_code == 200:
        data = response.json()
        forecast = []
        for item in data["list"]:
            if "12:00:00" in item["dt_txt"]:  # 매일 정오의 데이터만 선택
                forecast.append({
                    "date": item["dt_txt"].split()[0],
                    "temperature": item["main"]["temp"],
                    "description": item["weather"][0]["description"]
                })
        return forecast
    else:
        return None

이 메서드는 향후 5일간의 날씨 예보를 반환합니다. 각 날짜의 정오 시점 데이터만을 선택하여 일별 예보를 제공합니다.

이렇게 구현된 WeatherAPI 클래스는 우리의 날씨 알림 서비스의 핵심 기능을 담당하게 됩니다. API를 통해 받아온 날씨 데이터는 이후 data_processor.py 모듈에서 더 자세히 분석되고 가공될 것입니다.

다음 섹션에서는 notification.py 모듈을 구현하여 사용자에게 날씨 정보를 알리는 기능을 만들어보겠습니다. 마치 재능넷에서 전문가들이 클라이언트에게 중요한 정보를 전달하듯이, 우리의 서비스도 사용자에게 유용한 날씨 정보를 시기적절하게 제공할 것입니다. 🌈

4. notification.py 구현 📬

notification.py 모듈은 사용자에게 날씨 정보를 알리는 중요한 역할을 합니다. 이 모듈에서는 이메일을 통해 알림을 보내는 기능을 구현해보겠습니다. 실제 서비스에서는 SMS나 푸시 알림 등 다양한 방식을 추가로 구현할 수 있습니다.

먼저, 필요한 라이브러리를 임포트하고 기본 구조를 만들어보겠습니다:

import smtplib
from email.mime.text import MIMEText
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
from config import EMAIL_ADDRESS, EMAIL_PASSWORD

class WeatherNotifier:
    def __init__(self):
        self.email_address = EMAIL_ADDRESS
        self.email_password = EMAIL_PASSWORD

    def send_email(self, to_email, subject, body):
        # 이메일 전송 메서드
        pass

    def send_daily_forecast(self, to_email, forecast):
        # 일일 예보 알림 메서드
        pass

    def send_weather_alert(self, to_email, alert_info):
        # 특정 날씨 조건 알림 메서드
        pass

    def send_weekly_summary(self, to_email, summary):
        # 주간 날씨 요약 알림 메서드
        pass

이제 각 메서드를 구현해보겠습니다. 먼저 이메일을 전송하는 기본 메서드인 send_email을 구현합니다:

def send_email(self, to_email, subject, body):
    msg = MIMEMultipart()
    msg['From'] = self.email_address
    msg['To'] = to_email
    msg['Subject'] = subject

    msg.attach(MIMEText(body, 'plain'))

    try:
        server = smtplib.SMTP('smtp.gmail.com', 587)
        server.starttls()
        server.login(self.email_address, self.email_password)
        text = msg.as_string()
        server.sendmail(self.email_address, to_email, text)
        server.quit()
        print("Email sent successfully")
    except Exception as e:
        print(f"Error sending email: {e}")

이 메서드는 Gmail의 SMTP 서버를 사용하여 이메일을 전송합니다. 다른 이메일 서비스를 사용하려면 SMTP 서버 설정을 적절히 변경해야 합니다.

다음으로 일일 예보 알림을 보내는 send_daily_forecast 메서드를 구현합니다:

def send_daily_forecast(self, to_email, forecast):
    subject = "오늘의 날씨 예보"
    body = f"""
    안녕하세요, 오늘의 날씨 예보입니다.

    기온: {forecast['temperature']}°C
    날씨: {forecast['description']}
    습도: {forecast['humidity']}%
    풍속: {forecast['wind_speed']}m/s

    오늘 하루도 좋은 하루 되세요!
    """
    self.send_email(to_email, subject, body)

특정 날씨 조건에 대한 알림을 보내는 send_weather_alert 메서드를 구현해봅시다:

def send_weather_alert(self, to_email, alert_info):
    subject = "날씨 특보 알림"
    body = f"""
    주의! 다음과 같은 날씨 특보가 발령되었습니다.

    특보 종류: {alert_info['type']}
    지역: {alert_info['location']}
    시간: {alert_info['time']}
    상세 내용: {alert_info['description']}

    외출 시 주의하시기 바랍니다.
    """
    self.send_email(to_email, subject, body)

마지막으로 주간 날씨 요약을 보내는 send_weekly_summary 메서드를 구현합니다:

def send_weekly_summary(self, to_email, summary):
    subject = "주간 날씨 요약"
    body = "이번 주 날씨 요약입니다.\n\n"
    for day in summary:
        body += f"{day['date']}: {day['temperature']}°C, {day['description']}\n"
    body += "\n이번 주도 좋은 한 주 되세요!"
    self.send_email(to_email, subject, body)

이렇게 구현된 WeatherNotifier 클래스는 다양한 형태의 날씨 알림을 사용자에게 이메일로 전송할 수 있습니다. 이 클래스는 main.py에서 weather_api.py와 함께 사용되어 실제 날씨 정보를 가져오고 사용자에게 알림을 보내는 역할을 하게 됩니다.

알림 시스템은 사용자 경험에 매우 중요한 부분입니다. 마치 재능넷에서 전문가들이 클라이언트에게 중요한 업데이트를 알리는 것처럼, 우리의 날씨 알림 서비스도 사용자에게 필요한 정보를 적시에 제공할 것입니다. 다음 섹션에서는 이러한 알림을 자동화하고 스케줄링하는 scheduler.py 모듈을 구현해보겠습니다. 🕒

5. scheduler.py 구현 ⏰

scheduler.py 모듈은 날씨 정보 조회와 알림 발송을 자동화하는 중요한 역할을 합니다. 이 모듈을 통해 정기적인 날씨 체크와 알림 발송을 스케줄링할 수 있습니다. 우리는 Python의 schedule 라이브러리를 사용하여 이 기능을 구현할 것입니다.

먼저, 필요한 라이브러리를 임포트하고 기본 구조를 만들어보겠습니다:

import schedule
import time
from weather_api import WeatherAPI
from notification import WeatherNotifier
from config import USER_EMAIL, CITY

class WeatherScheduler:
    def __init__(self):
        self.weather_api = WeatherAPI()
        self.notifier = WeatherNotifier()
        self.user_email = USER_EMAIL
        self.city = CITY

    def schedule_daily_forecast(self):
        # 매일 아침 7시에 일일 예보 전송
        pass

    def schedule_weather_check(self):
        # 매시간 날씨 체크 및 특정 조건 시 알림 전송
        pass

    def schedule_weekly_summary(self):
        # 매주 일요일 저녁에 주간 날씨 요약 전송
        pass

    def run(self):
        # 모든 스케줄 작업 실행
        pass

이제 각 메서드를 구현해보겠습니다. 먼저 일일 예보를 스케줄링하는 schedule_daily_forecast 메서드입니다:

def schedule_daily_forecast(self):
    def job():
        forecast = self.weather_api.get_current_weather(self.city)
        if forecast:
            self.notifier.send_daily_forecast(self.user_email, forecast)
    
    schedule.every().day.at("07:00").do(job)
    print("Daily forecast scheduled for 07:00 every day.")

다음으로 매시간 날씨를 체크하고 특정 조건 시 알림을 보내는 schedule_weather_check 메서드를 구현합니다:

def schedule_weather_check(self):
    def job():
        weather = self.weather_api.get_current_weather(self.city)
        if weather:
            # 특정 날씨 조건 체크 (예: 비, 눈, 폭염 등)
            if "rain" in weather['description'].lower():
                alert_info = {
                    "type": "Rain Alert",
                    "location": self.city,
                    "time": time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"),
                    "description": f"현재 비가 오고 있습니다. 우산을 챙기세요!"
                }
                self.notifier.send_weather_alert(self.user_email, alert_info)
            elif weather['temperature'] > 35:
                alert_info = {
                    "type": "Heat Wave Alert",
                    "location": self.city,
                    "time": time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"),
                    "description": f"현재 기온이 35°C를 넘었습니다. 열사병에 주의하세요!"
                }
                self.notifier.send_weather_alert(self.user_email, alert_info)
    
    schedule.every().hour.do(job)
    print("Hourly weather check scheduled.")

마지막으로 주간 날씨 요약을 스케줄링하는 schedule_weekly_summary 메서드를 구현합니다:

def schedule_weekly_summary(self):
    def job():
        weekly_forecast = self.weather_api.get_weekly_forecast(self.city)
        if weekly_forecast:
            self.notifier.send_weekly_summary(self.user_email, weekly_forecast)
    
    schedule.every().sunday.at("20:00").do(job)
    print("Weekly summary scheduled for Sunday at 20:00.")

모든 스케줄 작업을 실행하는 run 메서드를 구현합니다:

def run(self):
    self.schedule_daily_forecast()
    self.schedule_weather_check()
    self.schedule_weekly_summary()

    print("Weather scheduler is running. Press Ctrl+C to stop.")
    try:
        while True:
            schedule.run_pending()
            time.sleep(1)
    except KeyboardInterrupt:
        print("Weather scheduler stopped.")

이렇게 구현된 WeatherScheduler 클래스는 날씨 정보 조회와 알림 발송을 자동화합니다. 이 클래스는 main.py에서 실행되어 전체 서비스의 자동화를 담당하게 됩니다.

스케줄러의 구현은 서비스의 자동화와 효율성 측면에서 매우 중요합니다. 마치 재능넷에서 전문가들이 정기적으로 클라이언트에게 업데이트를 제공하는 것처럼, 우리의 날씨 알림 서비스도 사용자에게 정기적이고 시기적절한 정보를 제공할 수 있게 되었습니다.

다음 섹션에서는 API에서 받아온 날씨 데이터를 분석하고 가공하는 data_processor.py 모듈을 구현해보겠습니다. 이를 통해 더욱 의미 있고 유용한 날씨 정보를 사용자에게 제공할 수 있을 것입니다. 📊

6. data_processor.py 구현 📊

data_processor.py 모듈은 API에서 받아온 날씨 데이터를 분석하고 가공하여 더 유용한 정보로 만드는 역할을 합니다. 이 모듈을 통해 단순한 날씨 데이터를 사용자에게 의미 있는 인사이트로 변환할 수 있습니다.

먼저, 기본 구조를 만들어보겠습니다:

import statistics

class WeatherDataProcessor:
    def __init__(self):
        pass

    def process_daily_forecast(self, forecast):
        # 일일 예보 데이터 처리
        pass

    def process_weekly_forecast(self, forecast):
        # 주간 예보 데이터 처리
        pass

    def generate_weather_summary(self, data):
        # 날씨 데이터 요약 생성
        pass

    def detect_weather_anomalies(self, data):
        # 이상 날씨 감지
        pass

이제 각 메서드를 구현해보겠습니다. 먼저 일일 예보 데이터를 처리하는 process_daily_forecast 메서드입니다:

def process_daily_forecast(self, forecast):
    processed_data = {
        "max_temp": max(item["temperature"] for item in forecast),
        "min_temp": min(item["temperature"] for item in forecast),
        "avg_temp": statistics.mean(item["temperature"] for item in forecast),
        "most_common_weather": statistics.mode(item["description"] for item in forecast)
    }
    return processed_data

이 메서드는 일일 예보 데이터에서 최고 기온, 최저 기온, 평균 기온, 가장 빈번한 날씨 상태를 추출합니다.

다음으로 주간 예보 데이터를 처리하는 process_weekly_forecast 메서드를 구현합니다:

def process_weekly_forecast(self, forecast):
    processed_data = {
        "temperature_trend": self.calculate_temperature_trend(forecast),
        "rainy_days": sum(1 for day in forecast if "rain" in day["description"].lower()),
        "sunny_days": sum(1 for day in forecast if "clear" in day["description"].lower()),
        "avg_temp": statistics.mean(day["temperature"] for day in forecast)
    }
    return processed_data

def calculate_temperature_trend(self, forecast):
    temperatures = [day["temperature"] for day in forecast]
    if temperatures[-1] > temperatures[0]:
        return "상승"
    elif temperatures[-1] < temperatures[0]:
        return "하강"
    else:
        return "유지"

이 메서드는 주간 예보 데이터에서 기온 추세, 비 오는 날 수, 맑은 날 수, 평균 기온을 계산합니다.

날씨 데이터 요약을 생성하는 generate_weather_summary 메서드를 구현해봅시다:

def generate_weather_summary(self, data):
    summary = f"""
    오늘의 날씨 요약:
    최고 기온: {data['max_temp']}°C
    최저 기온: {data['min_temp']}°C
    평균 기온: {data['avg_temp']:.1f}°C
    주요 날씨: {data['most_common_weather']}

    주간 날씨 전망:
    기온 추세: {data['temperature_trend']}
    비 오는 날: {data['rainy_days']}일
    맑은 날: {data['sunny_days']}일
    주간 평균 기온: {data['avg_temp']:.1f}°C
    """
    return summary

마지막으로 이상 날씨를 감지하는 detect_weather_anomalies 메서드를 구현합니다:

def detect_weather_anomalies(self, data):
    anomalies = []
    if data['max_temp'] > 35:
        anomalies.append("폭염 주의: 최고 기온이 35°C를 넘었습니다.")
    if data['min_temp'] < 0:
        anomalies.append("한파 주의: 최저 기온이 0°C 미만입니다.")
    if data['rainy_days'] >= 5:
        anomalies.append("장마 주의: 이번 주에 비가 많이 올 예정입니다.")
    return anomalies

이 메서드는 특정 기준을 초과하는 이상 날씨 현상을 감지하고 경고 메시지를 생성합니다.

이렇게 구현된 WeatherDataProcessor 클래스는 날씨 데이터를 더욱 의미 있고 사용자 친화적인 정보로 변환합니다. 이 클래스는 main.py에서 weather_api.py와 notification.py 모듈과 함께 사용되어, 사용자에게 더욱 풍부하고 유용한 날씨 정보를 제공하게 됩니다.

데이터 처리와 분석은 정보의 가치를 높이는 핵심 과정입니다. 마치 재능넷에서 전문가들이 원시 데이터를 의미 있는 인사이트로 변환하여 클라이언트에게 제공하는 것처럼, 우리의 날씨 알림 서비스도 단순한 날씨 데이터를 사용자에게 실질적으로 유용한 정보로 변환하여 제공합니다.

다음 섹션에서는 지금까지 구현한 모든 모듈을 통합하고 서비스를 실행하는 main.py 모듈을 구현해보겠습니다. 이를 통해 우리의 날씨 알림 서비스가 실제로 어떻게 동작하는지 볼 수 있을 것입니다. 🚀