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MCP Weather Sample

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mcp 學習樣本

MCP Weather Sample

一個完整的 Model Context Protocol (MCP) 示範專案，展示如何整合天氣服務與多種 AI 模型。

專案簡介

MCP Weather Sample 是一個基於 MCP (Model Context Protocol) 的示範應用程式，展示如何建立一個完整的客戶端-伺服器架構，整合天氣 API 服務與多種 AI 模型 (Claude、GPT、Gemini)。專案支援兩種傳輸模式：STDIO 和 SSE (Server-Sent Events)，提供靈活的部署選項。

核心功能

  • 🌤️ 天氣查詢服務: 整合 NOAA Weather API，提供即時天氣預報和警報
  • 🤖 多 AI 模型支援: 支援 Anthropic Claude、OpenAI GPT 和 Google Gemini 模型
  • 🔄 雙傳輸模式: 支援 STDIO（本地）和 SSE（遠端）兩種連接方式
  • 🔐 安全認證: 內建 API 金鑰驗證機制
  • ⚡ 異步架構: 全面使用 Python asyncio 提供高效能處理
  • 🛠️ 工具導向: 基於 MCP 工具呼叫模式的 AI 互動

技術亮點

  • 現代 Python: 使用 Python 3.12+ 的最新特性
  • FastAPI 整合: 使用 FastAPI 和 FastMCP 建構 SSE 伺服器
  • 模組化設計: 清晰的客戶端和伺服器分離架構
  • 配置驅動: 透過 JSON 配置文件管理多伺服器設定

技術堆疊

核心框架

  • Python 3.12+: 主要開發語言
  • MCP >=1.12.2: Model Context Protocol 核心框架
  • FastAPI >=0.116.1: 現代 Web 框架（SSE 模式）
  • FastMCP: 基於 FastAPI 的 MCP 伺服器實現

AI 模型整合

  • Anthropic >=0.59.0: Claude AI 模型
  • OpenAI >=1.97.1: GPT 模型
  • Google GenAI >=1.27.0: Gemini 模型

網路與資料處理

  • httpx >=0.28.1: 異步 HTTP 客戶端
  • jsonschema >=4.25.0: JSON Schema 驗證
  • python-dotenv >=1.1.1: 環境變數管理

快速開始

環境需求

  • Python 3.12 或更高版本
  • UV 套件管理器（建議）或 pip
  • 有效的 API 金鑰：
    • NOAA Weather API（免費）
    • AI 模型 API 金鑰（Anthropic、OpenAI 或 Google）

安裝步驟

  1. 複製專案

    git clone <repository-url>
cd mcp-sample

  2. 安裝依賴

    # 使用 UV（建議）
uv sync

  3. 配置環境變數

    # 建立 .env 檔案
cp .env.example .env

# 編輯 .env 檔案，添加您的 API 金鑰
ANTHROPIC_API_KEY=your_anthropic_key
OPENAI_API_KEY=your_openai_key
GOOGLE_API_KEY=your_google_key

  4. 設定伺服器配置

    檢查並修改 servers-config.json 檔案中的設定：

    {
  "mcpServers": {
    "sse_weather": {
      "type": "sse",
      "url": "http://localhost:8080/sse",
      "accessToken": "your_access_token"
    },
    "stdio_weather": {
      "type": "stdio",
      "command": "uv",
      "args": ["run", "python", "weather.py"],
      "cwd": "src/servers/weather/stdio"
    }
  }
}

    註意： your_access_token 設定在 src/servers/weather/sse/user_db.py 中。

     users = {
     "felix": {
         "api_key": "password123",
         "full_name": "Felix Kewa",
         "role": "admin"
     },
     "alice": {
         "api_key": "alicepass456",
         "full_name": "Alice Johnson",
         "role": "developer"
     },
     "bob": {
         "api_key": "bobsecret789",
         "full_name": "Bob Smith",
         "role": "viewer"
     }
 }

基本使用範例

1. 啟動 SSE 天氣伺服器
uv run src/servers/weather/sse/mcp-weather.py
2. 啟動 MCP 客戶端
# 在另一個終端機中
uv run src/client/client.py
3. 基本天氣查詢
MCP Client Started!
Type your queries or 'quit' to exit.

Query: 阿拉巴馬州是否有天氣警報？
Calling tool get_alerts with args {'state': 'AL'}]
是的，阿拉巴馬州有多個天氣警報生效中：

**高溫警告
**
*   **北阿拉巴馬州與田納西州中南部部分地區**：預計酷
熱指數將高達華氏106度。
*   **阿拉巴馬州西南部、佛
羅里達州西北部與密西西比州東南部部分地區**：預計酷熱指數將高達
華氏109度。
*   **阿拉巴馬州中部**：包括 Autauga、Bibb
、Blount、Bullock、Calhoun、Chilton、Coosa、Dallas、Elmore、Etowah、F
ayette、Greene、Hale、Jefferson、Lamar、Lowndes、Macon、Marengo、Marion、Montgomery、Perry
、Pickens、Pike、Shelby、St. Clair、Sumter、Talladega、Tallapoosa、Tus
caloosa、Walker 與 Winston 等郡，預計酷熱指數將高達華氏106度。


高溫與高濕度可能導致與高溫相關的疾病。建議多喝水、待在有空調
的室內、避免日曬，並關心親友鄰居。在戶外時需格外小心，穿
著輕便寬鬆的衣物，並盡量將劇烈活動安排在清晨或傍晚。

**
離岸流聲明**
*   **阿拉巴馬州沿海地區（Mobile Coastal, Baldwin Coastal）
與佛羅里達州沿海地區**：有危險的離岸流。離岸流即使對
泳技最好的人也可能造成危險，將他們從岸邊捲入深水區。建議在有救生員
看管的區域游泳。若被捲入離岸流，請保持冷靜並漂浮，不要逆
流游泳。

架構概覽

graph TB
    subgraph "客戶端層"
        Client[MCP Client]
        Host[MCP Host]
        AI[AI Models]
    end
    
    subgraph "傳輸層"
        STDIO[STDIO Transport]
        SSE[SSE Transport]
    end
    
    subgraph "伺服器層"
        StdioServer[STDIO Weather Server]
        SSEServer[SSE Weather Server]
    end
    
    subgraph "外部服務"
        Weather[NOAA Weather API]
    end
    
    Client --> Host
    Host --> AI
    AI --> Host
    Host --> STDIO
    Host --> SSE
    STDIO --> StdioServer
    SSE --> SSEServer
    StdioServer --> Weather
    SSEServer --> Weather

主要元件

MCP 客戶端 (src/client/client.py)

  • MCPClient: 單一 MCP 伺服器連接管理
  • MCPHost: 多伺服器管理和 AI 模型整合
  • ModelVendor: AI 模型供應商枚舉

天氣伺服器

  • STDIO 模式 (src/servers/weather/stdio/weather.py): 本地標準輸入輸出連接
  • SSE 模式 (src/servers/weather/sse/mcp-weather.py): HTTP SSE 遠端連接

提供的工具

  • get_alerts: 獲取美國州份的天氣警報
  • get_forecast: 獲取指定座標的詳細天氣預報

進階功能

工具權限控制

透過 servers-config.json 精確控制每個伺服器可使用的工具：

{
  "allowedTools": ["get_alerts", "get_forecast"],
  "notAllowedTools": ["get_forecast"]
}

API 金鑰管理

SSE 模式支援多種認證方式：

  • HTTP Header: x-api-key
  • Bearer Token: Authorization: Bearer <token>
  • Query Parameter: ?api_key=<key>

文件導覽

  • 快速開始指南: 詳細的安裝和設定教學
  • 使用者指南: 完整的使用說明和範例
  • 開發者指南: 開發環境設定和貢獻指南
  • 架構文件: 系統架構深度解析

授權條款

本專案採用 MIT 授權條款。

貢獻指南

歡迎參與專案貢獻！請參閱 貢獻指南 了解如何：

  • 回報問題
  • 提交功能請求
  • 提供程式碼貢獻
  • 改進文件

支援與回饋

如有問題或建議，請：

  1. 查閱 常見問題
  2. 搜尋現有的 Issues
  3. 建立新的 Issue 或 Discussion

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