項(xiàng)目1任務(wù)5-Arduino程序中的JSON 解析

2相關(guān)知識(shí)34任務(wù)小結(jié)與練習(xí)1任務(wù)實(shí)施任務(wù)引入與目標(biāo)Arduino程序中的JSON解析一、任務(wù)引入與目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)5通過(guò)計(jì)算機(jī)向ESP32的串口發(fā)送滿(mǎn)足JSON對(duì)象格式的字符串,ESP32收到后解析并控制LED燈。使用ArduinoJson庫(kù)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。任務(wù)引入通過(guò)serialEvent函數(shù)的設(shè)計(jì),程序很清晰。接下來(lái),我們思考怎樣把解析過(guò)程變得清晰起來(lái),可以用到JSON數(shù)據(jù)格式。這是一種跨語(yǔ)言的數(shù)據(jù)格式,C語(yǔ)言、Java、JavaScript都要使用,會(huì)貫穿于網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)、APP設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)全過(guò)程。二、相關(guān)知識(shí)JSON對(duì)象數(shù)據(jù)格式JavaScript對(duì)象表示法(JavaScriptObjectNotation)是一種輕量級(jí)的文本數(shù)據(jù)交換格式。它獨(dú)立于語(yǔ)言,具有自我描述性,容易被理解和使用。比如一個(gè)JSON對(duì)象:{"motor":{"left":100,"right":20},"servo":{"servo_a":90}}。其中,有兩個(gè)成員(也是JSON對(duì)象),分別是motor、servo。JSON對(duì)象的成員是鍵值對(duì),鍵和值之間用冒號(hào)分隔,鍵值對(duì)之間用逗號(hào)分隔。ArduinoJson庫(kù)的構(gòu)造類(lèi)在Arduino中解析JSON數(shù)據(jù),可以交給ArduinoJson庫(kù)處理,但一定是從外到里一層層地獲取。JsonBuffer作為ArduinoJson庫(kù)的入口,負(fù)責(zé)處理整個(gè)JSON數(shù)據(jù)的內(nèi)存管理以及構(gòu)造解析工作,它包括兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi):二、相關(guān)知識(shí)(1)DynamicJsonBuffer,內(nèi)存分配在heap區(qū),無(wú)固定大小,可以自動(dòng)增長(zhǎng)所需空間,方法調(diào)用完自動(dòng)回收;(2)StaticJsonBuffer,內(nèi)存分配在stack區(qū),有固定大小,大小值由開(kāi)發(fā)者定義,方法調(diào)用完自動(dòng)回收。JsonBuffer對(duì)象的方法(1)parseObject方法:功能是將字符串轉(zhuǎn)換為JSON對(duì)象。能否轉(zhuǎn)換成功,要看字符串本身是否滿(mǎn)足JSON對(duì)象格式。(2)Success方法:判斷JSON對(duì)象是否有效。很明顯,parseObject方法后面應(yīng)該有一個(gè)Success方法進(jìn)行判斷,然后進(jìn)行解析才有意義。三、任務(wù)實(shí)施實(shí)施設(shè)備部署了Arduino開(kāi)發(fā)環(huán)境的計(jì)算機(jī)。實(shí)施過(guò)程1.工程目標(biāo)對(duì)一個(gè)成員的JSON對(duì)象解析工程名為OneKeyValue,串口接收符合JSON對(duì)象格式的字符串,通過(guò)ArduinoJson庫(kù)進(jìn)行解析。假如串口收到字符串{"LightStatus":1},點(diǎn)亮燈;收到字符串{"LightStatus":0},熄滅燈;收到其他字符串(不滿(mǎn)足JSON對(duì)象格式),不處理?？梢?jiàn),JSON對(duì)象里只有一個(gè)成員,鍵(字段)是“LightStatus”。三、任務(wù)實(shí)施#include<ArduinoJson.h>StringinputString="";//aStringtoholdincomingdataboolstringComplete=false;//whetherthestringiscomplete//引腳定義#defineLIGHT25//產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符StringIdentifier="LightStatus";voidsetup(){//initializeserial:Serial.begin(9600);//reserve200bytesfortheinputString:inputString.reserve(200);pinMode(LIGHT,OUTPUT);}2.程序設(shè)計(jì)voidloop(){//printthestringwhenanewlinearrives:if(stringComplete){Serial.println(inputString);//解析,控制,約定Json格式:{"LightStatus":1},{"LightStatus":0}StaticJsonBuffer<200>jsonBuffer;JsonObject&root=jsonBuffer.parseObject(inputString);if(!root.success()){Serial.println("parseObject()failed");inputString="";stringComplete=false;return;}constchar*val=root[Identifier];三、任務(wù)實(shí)施if(val!=NULL){constuint16_tLightStatus=root[Identifier];if(LightStatus==1){digitalWrite(LIGHT,HIGH);}else{digitalWrite(LIGHT,LOW);}Serial.print("LightStatus:");Serial.println(LightStatus);}//clearthestring:inputString="";stringComplete=false;}serialEvent();}voidserialEvent(){while(Serial.available()){//getthenewbyte:charinChar=(char)Serial.read();//addittotheinputString:inputString+=inChar;//iftheincomingcharacterisanewline,setaflagsothemainloopcan//dosomethingaboutitif(inChar==\'n'){stringComplete=true;}}}三、任務(wù)實(shí)施我們下面主要分析loop函數(shù)中的解析過(guò)程:當(dāng)串口接收到字符串inputString后,調(diào)用jsonBuffer對(duì)象的parseObject,將字符串轉(zhuǎn)為JSON對(duì)象root,可能成功,也可能不成功。調(diào)用root對(duì)象的success方法,判斷root是否是JSON對(duì)象:如果不是JSON對(duì)象,則沒(méi)有必要進(jìn)行解析了,清除inputString和標(biāo)志后返回;如果是JSON對(duì)象,則執(zhí)行接下來(lái)的解析過(guò)程。解析過(guò)程中,取出JSON對(duì)象“LightStatus”字段的值,如果非空,第二次取出后,根據(jù)值控制LED的亮和滅。在以上解析過(guò)程中,需要注意兩點(diǎn):一是先轉(zhuǎn)換再解析,轉(zhuǎn)換過(guò)程可能不成功;二是解析兩次,避免未收到命令即解析值為NULL,但賦值為0,控制LED熄滅的錯(cuò)誤操作。3.硬件連接LED燈的數(shù)據(jù)引腳連接IO25。下載線連接,因?yàn)镋SP32開(kāi)發(fā)板有USB轉(zhuǎn)串口芯片CP2102,將USB口轉(zhuǎn)為串口Serial,也就是說(shuō)本任務(wù)中ESP32使用的是Serial。三、任務(wù)實(shí)施4.運(yùn)行效果下載程序后,打開(kāi)串口監(jiān)視器,波特率為9600。計(jì)算機(jī)發(fā)送字符串:{"LightStatus":1}(后面加上換行符作為結(jié)束符),紅燈點(diǎn)亮,并且串口監(jiān)視器接收區(qū)顯示:LightStatus:1,效果如圖1-16所示。圖1-16點(diǎn)亮紅燈三、任務(wù)實(shí)施計(jì)算機(jī)發(fā)送字符串{"LightStatus":0}(后面加上換行符作為結(jié)束符),紅燈熄滅,并且串口監(jiān)視器接收區(qū)顯示LightStatus:0,效果如圖117所示。圖117關(guān)閉紅燈四、任務(wù)小結(jié)與練習(xí)任務(wù)小結(jié)任務(wù)5中通過(guò)計(jì)算機(jī)往