公交闹钟 —— 再也不用白等车了

原创

程序员闲欢 2022-03-16 17:27:50 ©著作权

文章标签 python json html 文章分类 代码人生

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公交闹钟 —— 再也不用白等车了_json

文 | 太阳雪

公交闹钟 —— 再也不用白等车了_json_02

生活中很多麻烦的事情，比如等人，等饭，等车，等等，很多时候没法不等，虽然习以为常，但总会想着怎么才能更便捷，更高效。今天我们用 Windows 服务、实现一个公交闹钟，让乘车更优雅，少说废话，开干

问题及分析

我明天乘坐公交车上下班，虽然很方便，但经常和班车擦肩而过，眼看着师傅头也不回的离去，那心情真是相当复(狂)杂(躁)，怎么才能不错过班车，而且不会等待太久，我找了很多方法，从撞运气，到估算，在到后来，发现了很多 app、网站可以查询实时公交信息，不过每次打开，选择路线，选择站点，查询，很麻烦，而且还得不断的关注，稍不留神就错过了

既然能从网站上查询到公交实时信息，是否可以用爬虫帮忙呢？应该没问题，然后让程序不断的跑，并且设置一个提醒时间段，比如上班时或者下班时，发现公交离站不远了，提醒自己出发，感觉挺好。

语言选用强大的 Python，为了避免忘记启动，最好做成服务，Linux 最为方便，不过得有台 Linux 主机，因为平时办公用 Windows，所以选用了做成 Windows 服务。另外，虽然也可以用计划任务中执行，但设置提醒时间段不够灵活

确定了方案，就开始行动吧

实践

只有简单的想法，没有简单的项目，将时间过程拆分为获取到站时间、发送通知、制作服务和完善几个部分

获取到站时间

很多城市都有实时公交的查询网站，例如北京的北京公交集团网站 http://www.bjbus.com，可以查询实时公交信息，选择线路，形式方向，上车站点，就可以得到实时公交的信息。

在浏览其上点击 F12，打开网络选项卡，在网上上点击查询，找到查询请求

公交闹钟 —— 再也不用白等车了_json_03

查询请求

可以看到时 GET 请求，网址是：http://www.bjbus.com/home/ajax_rtbus_data.php?act=busTime&selBLine=1&selBDir=5276138694316562750&selBStop=2

请求参数含义为：

act：查询类型，固定值是 busTime
selBLine：线路，值表示线路名，例如 1 表示 1 路车
selBDir：行驶方向，值比较复杂，需要通过实际查询获得
selBStop：上车站点，值为线路在形式方向上的序号，从 1 开始，例如 2 表示第二站

用 httpx，测试一下

httpx 是基于经典库 requests 实现的，接口更简洁高效，通过 pip install httpx 安装

在 python 环境下，执行

>>> import httpx
>>> url = "http://www.bjbus.com/home/ajax_rtbus_data.php?act=busTime&selBLine=1&selBDir=5276138694316562750&selBStop=2"
>>> r = httpx.get(url)
>>> print(r.status_code)
200
>>> print(r.text)
'{"html":"<div class=\\"inquiry_header\\"><div class=\\"left fixed\\"> ...

httpx.get 可以发送一个 GET 请求，返回响应对象，status_code 为请求状态编码，text 为响应内容

可以看到，返回的是 JSON 格式数据，通过 httpx 响应对象的 json 方法，可以知道将结果转换为 Python 的词典对象：

>>> ret.json()
{'html': '<div class="inquiry_header"><div class="left fixed"><h3 id="lh">1路</h3>< ...

分析返回的结果，发现在开始部分，就有较为详细的公交实时信息，例如：

<p>最近一辆车距离此还有&nbsp;3&nbsp;站，&nbsp;<span>589</span>&nbsp;米，预计到站时间&nbsp;<span>1</span>&nbsp;分钟</p>

如果没有车辆信息为：

<p>车辆均已过站</p>

所以只要提取到预计到站时间数值就可以了

利用 BeautifulSoup 对 html 解析，得到到站时间：

import httpx
from bs4 import BeautifulSoup as bs4

url = "http://www.bjbus.com/home/ajax_rtbus_data.php?act=busTime&selBLine=1&selBDir=5276138694316562750&selBStop=2"
r = httpx.get(url).json()
b = bs4(r.get('html'), 'html.parser')
info = b.find('article')
i = info.find_all('p')[1]
ret = re.search(r'\d+(?=\s分钟)', i.text)

BeautifulSoup 可以通过 pip install beautifulsoup4 来安装

引入 BeautifulSoup 库，起个别名 bs4
获取请求响应，并转换为词典对象
提取词典中的 html 属性，将其转为 BeautifulSoup 对象 b，使用 Python 自带的 html.parser 解析器，其他解析器可能需要安装
通过分析 html 内容，可知有效信息在 article 标签中，通过 find 来获取只包含 article 标签的 BeautifulSoup 对象 info
将 info 中的 p 标签提取出来，其中第 2 个（列表第一个元素索引为 0 ）元素，就是需要提取的内容，放入 i
从 i 中的文本中，利用正则表达式，提取车辆到达分钟数，正则表达式的意思是：匹配有一个或者多个 数字 组成的后面是 空格 和字符 分钟 的数字部分
匹配到，返回车辆到达分钟数，返回 None，表示车辆还未发车

上述方法实际上就是一个简单爬虫，反复执行，直到发现合适的时间，发出提醒，就完成了核心任务

发送通知

发送通知有多种方法，例如 Windows 下弹窗或者消息，不过在实践中遇到不少困难，所以选用了邮件通知，不仅实现简单，如果在手机上配置了邮件客户端，收到邮件会给出提醒，更加方便

用 Python 很容易发邮件，直接看代码:

import smtplib
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
from email.mime.text import MIMEText

msg = MIMEMultipart('alternative')  # 实例化email对象
msg['from'] = 'tom@example.com'  # 对应发件人邮箱昵称、发件人邮箱账号
msg['to'] = ';'.join(['lily@example.com'])  # 对应收件人邮箱昵称、收件人邮箱账号
msg['subject'] = '你好'  # 邮件的主题
msg.attach(MIMEText('你好，很高兴认识你...', 'html'))  # 附加正文

SMTP_SERVER = 'smtp.example.com'  # 邮箱服务器
SSL_PORT = '465'  # 端口
USER_NAME = 'username'  # 邮箱用户名
USER_PWD = 'password'  # 密码

smtp = smtplib.SMTP_SSL(SMTP_SERVER, SSL_PORT)  # 邮件服务器地址和端口
smtp.ehlo()  # 用户认证
smtp.login(USER_NAME, USER_PWD)  # 括号中对应的是发件人邮箱账号、邮箱密码
smtp.sendmail(FROM_MAIL, TO_MAIL, str(msg))  # 收件人邮箱账号、发送邮件
smtp.quit()  # 等同 smtp.close()  ,关闭连接

例如，我收到的一个邮件通知：

公交闹钟 —— 再也不用白等车了_python_04

邮件提醒

制作服务

万事俱备，只欠东风，接下了，需要将脚本做成可执行程序，注册为 Windows 服务

Windows 服务脚本

用 Python 写需要借助于 win32api 库

安装 win32api 库

pip install pywin32

这是服务脚本框架:

import win32api
import win32event
import win32service
import win32serviceutil
import servicemanager

class MyService(win32serviceutil.ServiceFramework):
    _svc_name_ = "服务名称"
    _svc_display_name_ = "在服务列表中显示的名称"
    _svc_description_ = "服务描述"
    def __init__(self, args):
      win32serviceutil.ServiceFramework.__init__(self, args)
      self.stop_event = win32event.CreateEvent(None, 0, 0, None)

    def SvcDoRun(self):
      self.ReportServiceStatus(win32service.SERVICE_START_PENDING)
      # 这里写服务启动后的业务逻辑
      win32event.WaitForSingleObject(self.stop_event, win32event.INFINITE)

    def SvcStop(self):
      self.ReportServiceStatus(win32service.SERVICE_STOP_PENDING)
      # 这里写服务即将停止时的业务逻辑
      win32event.SetEvent(self.stop_event)
      self.ReportServiceStatus(win32service.SERVICE_STOPPED)

if __name__ == "__main__":
  if len(sys.argv) == 1:
    servicemanager.Initialize()
    servicemanager.PrepareToHostSingle(MyService)
    servicemanager.StartServiceCtrlDispatcher()
  else:
    win32serviceutil.HandleCommandLine(MyService)

引入服务相关包
定义继承自 win32serviceutil.ServiceFramework 的服务类
_svc_name_,_svc_display_name_,_svc_description_ 为服务声明属性
服务类初始化 __init__ 方法中, 定义服务停止事件，实际应用中可以初始化业务相关的属性
SvcDoRun 为服务启动时的回调方法，可以写服务执行中的处理逻辑
SvcStop 为服务结束时的回调方法，可以写服务结束时的处理逻辑
ReportServiceStatus 为服务状态通知方法，以便服务管理器及时获取到服务状态
当脚本执行时，如果没有参数，表示服务在启动，如果有参数，将运行服务管理方法，例如 install(安装)、start（启动）等

打包

写好服务代码之后，需要将其打包为 EXE

虽然上述服务脚本可以不用打包为 EXE 也能注册为服务，但是常常会因为环境、组件引用问题导致注册的服务失败

Pyinstaller 工具可以将 Python 脚本打包成 Windows 的可执行文件

安装:

pip install pyinstaller

然后可以在命令行中直接使用，例如将 service.py 打包为 EXE:

pyinstaller service.py

打包过程较慢，会有大量信息输出，如果没有报错信息，即为打包成功。

打包成后，会在脚步所在目录创建 build 和 dist 目录，dist 目录下会有打包好的 EXE，名称与脚本名一样

注意:打包好的程序，注册服务后，启动时可能会报 win32timezone 找不到的错误，这时需要加一个参数: --hiddenimport win32timezone 打包命令换成：pyinstaller --hiddenimport win32timezone -F service.py重新打包即可

注册服务

做好了可执行文件，就可以注册为服务了

首先需要用管理员权限运行命令行

公交闹钟 —— 再也不用白等车了_python_05

管理员身份运行命令行

注册服务
```
service.exe install
```
注册后，可以在计算机管理的服务，或者从任务管理的服务列表中看到，名称为脚本中服务类 _svc_display_name_ 所定义的名称
启动服务
```
service.exe start
```
也可以在服务列表中启动
停止服务
```
service.exe stop
```
也可以在服务列表中停止
注销服务
```
service.exe remove
```
注销服务时，需要先停止服务，不然会有个服务尸体在服务列表中

除了通过 install、start 参数管理服务外，还可以使用 Windows 命令 sc 来操作，有兴趣可以了解下

如果启动服务报错，可以在 Windows 的事件管理器中查看错误日志，以便得到详细信息：

公交闹钟 —— 再也不用白等车了_python_07

完善

从构建公交实时信息爬虫，到启动 Windows 服务，主要的工作已经完成了，整体跑一遍，至少可以确定方案是可行。

如果要实际应用，还有很多细节问题需要处理

设置提醒时间段

作为 Windows 服务运行的话，会长时间处于运行状态，公交提醒功能，只需要在特定事件段有效就行，所以需要判断当前时间是否进入提醒时间窗口， onTime 方法可以做到这一点：

import datetime
def onTime(begin, end):
  d_time = datetime.datetime.strptime(
    str(datetime.datetime.now().date())+begin, '%Y-%m-%d%H:%M')
  d_time1 = datetime.datetime.strptime(
    str(datetime.datetime.now().date())+end, '%Y-%m-%d%H:%M')
  n_time = datetime.datetime.now()
  if n_time > d_time and n_time < d_time1:
return True
else:
return False

引入 datetime 包
方法接受两个参数，开始时间和结束时间，例如"18:00"，"18:30"
如果当前时间段在开始时间和结束时间之内，返回 True，否则返回 False

在服务的启动方法中，写一个循环，每次循环判断一下当前时间，如果 onTime 返回 True 就进入到提醒业务代码中

支持多条线路

同一路车，但是不同方向需要看成不同的线路，所以在提醒方法 run 中，需要同时对多条线路进行判断：

def run(self):
  for line in self.config.lines:
    if self.onTime(line['begin'], line['end']):
      if line.get('needSentMail', True):
        bustime = self.getBusTime(line)
        if  bustime is not None:
          if int(bustime) <= int(line.get('latestLeaveMinute', self.config.latestLeaveMinute)):
self.mailClient.send_mail(self.config.alertMail, '班车提醒: '+line['line'], '车辆即将到站，现在出发正当时')
line['needSentMail'] = False  # 发送通知后，不必再发了
else:
line['needSentMail'] = True

其中 needSentMail 表示是否需要发送通知，当在时间窗口中发送了通知，就不必再发了，如果过了时间窗口，需要将其设置为需要发送

线路配置为列表：

lines = [{
  "line": "835快",
  "dir": "5066222788346588777",
  "stop": "13",
  "begin": "08:00",
  "end": "08:30"
}, {
  "line": "835快",
  "dir": "4997908670784162973",
  "stop": "3",
  "begin": "19:00",
  "end": "20:30"
}]

配置

将业务相关信息写死在代码中不是个好主意，所以需要将通知邮件的配置，线路信息等写到配置中，这样如果业务发生变化时，只需修改下配置文件就可以了，我使用 json 格式的配置文件 config.json：

{
  "loopWaitSeconds": 60,
  "spurtWaitSeconds": 10,
  "latestLeaveMinute": 5,
  "mailConfig": {
    "FROM": "tom@example.com",
    "HOST": "smtp.example.com",
    "PORT": "465",
    "USER": "tom",
    "PASS": "password",
    "SSL": true
  },
  "alertMail": "lily@example.com",
  "lines": [{
    "line": "835快",
    "dir": "5066222788346588777",
    "stop": "13",
    "begin": "08:00",
    "end": "08:30"
  }, {
    "line": "835快",
    "dir": "4997908670784162973",
    "stop": "3",
    "begin": "19:00",
    "end": "20:30"
  }]
}

配置字段比较简单，下面这些需要解释下:

loopWaitSeconds: 空循环时的等待秒数
spurtWaitSeconds: 进入提醒时间窗口的等待秒数
latestLeaveMinute: 可以出发的时间，即具车辆到站还有多久时，需要发出通知

Python 可以方便的读取 json 配置文件，读取之后，将其转换为一个类，在代码中使用更方便:

class Config:
  def __init__(self, config):
    self.loopWaitSeconds = config.get("loopWaitSeconds", 60)
    self.spurtWaitSeconds = config.get("spurtWaitSeconds", 10)
    self.mailConfig = config.get("mailConfig", None)
    self.latestLeaveMinute = config.get("latestLeaveTime", 5)
    self.lines = config.get("lines", {})

import json

with open(r"C:\config.json", "r", encoding='UTF-8') as config_file:
  config = Config(json.load(config_file))  # 整体配置

这里需要注意的是，配置文件的位置，当程序以服务的形式运行时，当前路径是个临时目录，因此写绝对路径比较方便