当前位置：首页 > news >正文

从零开发MCP插件：手把手实现AI天气助手工具

news 2026/7/7 18:15:21

引言

如果你最近关注过AI工具生态，一定听说过MCP（Model Context Protocol）。这个由Anthropic推出的开放协议，为大语言模型和外部工具之间搭起了一座标准化的桥梁。借助MCP，AI助手不再只能依赖静态的训练数据，而可以实时调用你开发的插件——查询数据库、操作文件、访问API，甚至控制硬件设备。

本文将从零开始，带你一步步开发一个实用的MCP插件：一个天气查询工具。你将看到完整的Python代码、环境搭建过程以及调试技巧。读完本文，你不仅能拥有一个可运行的MCP服务器，还将理解MCP的核心概念，为开发更复杂的AI插件打下坚实基础。

所有代码均经过验证，可以直接复制运行。让我们现在开始。

核心概念：MCP的“三角关系”

在动手写代码之前，我们需要先理解MCP的体系结构。一个完整的MCP交互包含三个角色：

MCP Host（宿主应用）：例如Claude Desktop、VS Code插件等，这些应用内置了MCP客户端，负责与用户交互并调用工具。
MCP Client（客户端）：嵌入在Host中，负责与服务器建立连接、发送请求、接收结果。
MCP Server（服务器/插件）：我们即将开发的部分。它暴露一组工具（Tools）、资源（Resources）或提示（Prompts），供AI模型发现和调用。

在这个体系中，AI模型本身并不直接调用外部函数，而是通过以下流程：

AI模型生成一个“工具调用”请求（包含函数名和参数），交给客户端。
客户端将此请求标准化，通过协议（stdio或SSE）发送给服务器。
服务器执行对应的Python函数，并把结果返回给客户端。
客户端将结果注入回模型的上下文中，模型据此生成最终回答。

因此，我们的工作就是实现一个MCP Server，定义一个或多个工具函数，并让它们能被AI安全地调用。

实战示例：开发天气查询MCP服务器

我们的目标是：当用户在Claude Desktop中询问“北京今天天气怎么样？”时，Claude能够自动调用我们的MCP插件，获取实时天气数据，并给出友好回答。

我们将使用FastMCP库，它是基于官方MCP SDK的高级封装，能极大简化服务器的创建。最终效果如下（在Claude Desktop中）：

用户：杭州现在多少度？
Claude：[调用get_current_weather工具，参数：city="杭州"]
工具返回：杭州当前温度18°C，多云，湿度65%...
Claude：杭州现在的温度是18°C，多云，湿度65%，体感比较舒适。

1. 环境准备

首先确保你安装了Python 3.10+，然后创建项目并安装依赖：

mkdir mcp-weather-plugin cd mcp-weather-plugin python -m venv venv source venv/bin/activate # Windows用 venv\Scripts\activate pip install fastmcp==1.3.0 httpx python-dotenv

httpx用于异步HTTP请求，python-dotenv管理API密钥。我们将使用OpenWeatherMap的免费API，你需要先注册获取一个API key。当然，也可以换成任何其他天气API逻辑。

创建.env文件保存密钥：

OPENWEATHER_API_KEY=你的真实API密钥

2. 编写工具函数

新建weather.py，定义获取天气的异步函数：

import os import httpx from dotenv import load_dotenv load_dotenv() # 加载 .env 文件 API_KEY = os.getenv("OPENWEATHER_API_KEY") BASE_URL = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather" async def fetch_weather(city: str) -> dict: """使用OpenWeatherMap API获取当前天气""" if not API_KEY: return {"error": "未配置API密钥，请检查 .env 文件"} params = { "q": city, "appid": API_KEY, "units": "metric", # 摄氏度 "lang": "zh_cn" # 中文描述 } async with httpx.AsyncClient() as client: try: resp = await client.get(BASE_URL, params=params, timeout=10.0) resp.raise_for_status() data = resp.json() except httpx.HTTPStatusError as e: return {"error": f"API请求失败：{e.response.status_code}"} except Exception as e: return {"error": f"请求异常：{str(e)}"} # 提取我们需要的信息 try: description = data["weather"][0]["description"] temp = data["main"]["temp"] feels_like = data["main"]["feels_like"] humidity = data["main"]["humidity"] wind_speed = data["wind"]["speed"] city_name = data["name"] result = { "城市": city_name, "天气": description, "温度(℃)": temp, "体感温度(℃)": feels_like, "湿度(%)": humidity, "风速(m/s)": wind_speed } return result except KeyError: return {"error": "未找到该城市信息，请检查城市名称"}

这段代码包含了错误处理和结构化输出，AI模型可以轻松提取其中的字段给用户。

3. 创建FastMCP服务器

新建server.py，使用FastMCP快速搭建服务器，并将上面的fetch_weather注册为工具：

#!/usr/bin/env python3 from fastmcp import FastMCP from weather import fetch_weather import json # 创建一个MCP服务器实例，命名为"Weather Assistant" mcp = FastMCP("Weather Assistant") # 注册工具：get_current_weather @mcp.tool() async def get_current_weather(city: str) -> str: """查询指定城市的实时天气情况 Args: city: 城市名称，支持中文或英文，例如 "北京" 或 "Beijing" """ weather_data = await fetch_weather(city) # 将字典转为格式化的JSON字符串，方便AI解析 return json.dumps(weather_data, ensure_ascii=False, indent=2) if __name__ == "__main__": # 以标准I/O方式启动服务器，这是桌面应用最常用的连接方式 mcp.run(transport="stdio")

这就是完整的MCP服务器！让我们剖析一下关键点：

FastMCP("Weather Assistant")：实例化时指定服务器名称，客户端会以此标识插件。
@mcp.tool()装饰器：将函数注册为MCP工具。函数名、参数列表和docstring自动成为工具的元数据，AI模型会据此理解工具的用途。
工具函数必须异步，返回类型建议为str，因为客户端与服务器之间传递的是文本。我们使用json.dumps将字典序列化。
mcp.run(transport="stdio")：启动一个基于标准输入输出的服务器，这是MCP最常见的传输方式，Claude Desktop、Cursor等客户端支持通过stdio与子进程通信。

4. 配置Claude Desktop使用插件

启动服务器只是第一步，我们还需要让Claude Desktop知道它。编辑（或创建）Claude Desktop的配置文件：

macOS:~/Library/Application Support/Claude/claude_desktop_config.json
Windows:%APPDATA%\Claude\claude_desktop_config.json

添加如下配置项：

{ "mcpServers": { "weather": { "command": "python", "args": ["/完整路径/mcp-weather-plugin/server.py"], "env": { "OPENWEATHER_API_KEY": "你的API密钥" } } } }

注意：command可以指定为虚拟环境中的Python解释器，例如"venv/bin/python"。env中直接注入环境变量，避免依赖.env文件。保存后完全退出并重启Claude Desktop。

检查是否成功：打开Claude Desktop，点击输入框左侧的🔌图标（或直接输入斜线/），你应该能看到可用的工具get_current_weather。如果出现，说明插件已加载成功。

5. 测试与交互

现在向Claude提问：“帮我查一下深圳现在的天气”，Claude会自动判断需要调用工具，并生成如下调用：

Tool: get_current_weather Arguments: {"city": "深圳"}

我们的服务器会执行函数，返回类似：

{ "城市": "深圳", "天气": "多云", "温度(℃)": 26.1, "体感温度(℃)": 27.3, "湿度(%)": 78, "风速(m/s)": 3.2 }

Claude据此回答：“深圳当前多云，气温26.1摄氏度，体感温度27.3度，湿度78%，风速3.2米每秒，出门记得带伞哦~”

你也可以测试未配置API密钥时的错误情况，会看到工具返回{"error": ...}，Claude会友好地提示用户检查配置。

常见问题与注意事项

1. 服务器启动失败或工具不显示

检查claude_desktop_config.json路径和格式是否正确，JSON必须合法。
确保Python环境中有fastmcp及其依赖。最稳妥的方式是使用虚拟环境并指定完整Python路径。
查看Claude Desktop的开发者控制台（macOS：Cmd+Option+I），Console面板会显示服务器连接错误日志。
常见问题：Windows下路径分隔符需使用双反斜杠或正斜杠。

2. 传输方式选择

stdio：适合本地子进程，Claude Desktop、Continue等客户端采用这种方式。配置简单，无需网络。
SSE（Server-Sent Events）：适用于远程服务器或多人共享的工具。需要监听HTTP端点。FastMCP也支持，只需将transport改为"sse"并指定端口。本文为简化演示使用stdio。