项目1任务5-Arduino程序中的JSON 解析

2相关知识34任务小结与练习1任务实施任务引入与目标Arduino程序中的JSON解析一、任务引入与目标任务目标任务5通过计算机向ESP32的串口发送满足JSON对象格式的字符串,ESP32收到后解析并控制LED灯。使用ArduinoJson库对接收的数据进行解析。任务引入通过serialEvent函数的设计,程序很清晰。接下来,我们思考怎样把解析过程变得清晰起来,可以用到JSON数据格式。这是一种跨语言的数据格式,C语言、Java、JavaScript都要使用,会贯穿于网关设计、APP设计和后端设计全过程。二、相关知识JSON对象数据格式JavaScript对象表示法(JavaScriptObjectNotation)是一种轻量级的文本数据交换格式。它独立于语言,具有自我描述性,容易被理解和使用。比如一个JSON对象:{"motor":{"left":100,"right":20},"servo":{"servo_a":90}}。其中,有两个成员(也是JSON对象),分别是motor、servo。JSON对象的成员是键值对,键和值之间用冒号分隔,键值对之间用逗号分隔。ArduinoJson库的构造类在Arduino中解析JSON数据,可以交给ArduinoJson库处理,但一定是从外到里一层层地获取。JsonBuffer作为ArduinoJson库的入口,负责处理整个JSON数据的内存管理以及构造解析工作,它包括两个实现类:二、相关知识(1)DynamicJsonBuffer,内存分配在heap区,无固定大小,可以自动增长所需空间,方法调用完自动回收;(2)StaticJsonBuffer,内存分配在stack区,有固定大小,大小值由开发者定义,方法调用完自动回收。JsonBuffer对象的方法(1)parseObject方法:功能是将字符串转换为JSON对象。能否转换成功,要看字符串本身是否满足JSON对象格式。(2)Success方法:判断JSON对象是否有效。很明显,parseObject方法后面应该有一个Success方法进行判断,然后进行解析才有意义。三、任务实施实施设备部署了Arduino开发环境的计算机。实施过程1.工程目标对一个成员的JSON对象解析工程名为OneKeyValue,串口接收符合JSON对象格式的字符串,通过ArduinoJson库进行解析。假如串口收到字符串{"LightStatus":1},点亮灯;收到字符串{"LightStatus":0},熄灭灯;收到其他字符串(不满足JSON对象格式),不处理。可见,JSON对象里只有一个成员,键(字段)是“LightStatus”。三、任务实施#include<ArduinoJson.h>StringinputString="";//aStringtoholdincomingdataboolstringComplete=false;//whetherthestringiscomplete//引脚定义#defineLIGHT25//产品标识符StringIdentifier="LightStatus";voidsetup(){//initializeserial:Serial.begin(9600);//reserve200bytesfortheinputString:inputString.reserve(200);pinMode(LIGHT,OUTPUT);}2.程序设计voidloop(){//printthestringwhenanewlinearrives:if(stringComplete){Serial.println(inputString);//解析,控制,约定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、任务实施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、任务实施我们下面主要分析loop函数中的解析过程:当串口接收到字符串inputString后,调用jsonBuffer对象的parseObject,将字符串转为JSON对象root,可能成功,也可能不成功。调用root对象的success方法,判断root是否是JSON对象:如果不是JSON对象,则没有必要进行解析了,清除inputString和标志后返回;如果是JSON对象,则执行接下来的解析过程。解析过程中,取出JSON对象“LightStatus”字段的值,如果非空,第二次取出后,根据值控制LED的亮和灭。在以上解析过程中,需要注意两点:一是先转换再解析,转换过程可能不成功;二是解析两次,避免未收到命令即解析值为NULL,但赋值为0,控制LED熄灭的错误操作。3.硬件连接LED灯的数据引脚连接IO25。下载线连接,因为ESP32开发板有USB转串口芯片CP2102,将USB口转为串口Serial,也就是说本任务中ESP32使用的是Serial。三、任务实施4.运行效果下载程序后,打开串口监视器,波特率为9600。计算机发送字符串:{"LightStatus":1}(后面加上换行符作为结束符),红灯点亮,并且串口监视器接收区显示:LightStatus:1,效果如图1-16所示。图1-16点亮红灯三、任务实施计算机发送字符串{"LightStatus":0}(后面加上换行符作为结束符),红灯熄灭,并且串口监视器接收区显示LightStatus:0,效果如图117所示。图117关闭红灯四、任务小结与练习任务小结任务5中通过计算机往