項目1任務5-Arduino程序中的JSON 解析

2相關知識34任務小結與練習1任務實施任務引入與目標Arduino程序中的JSON解析一、任務引入與目標任務目標任務5通過計算機向ESP32的串口發(fā)送滿足JSON對象格式的字符串,ESP32收到后解析并控制LED燈。使用ArduinoJson庫對接收的數(shù)據(jù)進行解析。任務引入通過serialEvent函數(shù)的設計,程序很清晰。接下來,我們思考怎樣把解析過程變得清晰起來,可以用到JSON數(shù)據(jù)格式。這是一種跨語言的數(shù)據(jù)格式,C語言、Java、JavaScript都要使用,會貫穿于網(wǎng)關設計、APP設計和后端設計全過程。二、相關知識JSON對象數(shù)據(jù)格式JavaScript對象表示法(JavaScriptObjectNotation)是一種輕量級的文本數(shù)據(jù)交換格式。它獨立于語言,具有自我描述性,容易被理解和使用。比如一個JSON對象:{"motor":{"left":100,"right":20},"servo":{"servo_a":90}}。其中,有兩個成員(也是JSON對象),分別是motor、servo。JSON對象的成員是鍵值對,鍵和值之間用冒號分隔,鍵值對之間用逗號分隔。ArduinoJson庫的構造類在Arduino中解析JSON數(shù)據(jù),可以交給ArduinoJson庫處理,但一定是從外到里一層層地獲取。JsonBuffer作為ArduinoJson庫的入口,負責處理整個JSON數(shù)據(jù)的內存管理以及構造解析工作,它包括兩個實現(xiàn)類:二、相關知識(1)DynamicJsonBuffer,內存分配在heap區(qū),無固定大小,可以自動增長所需空間,方法調用完自動回收;(2)StaticJsonBuffer,內存分配在stack區(qū),有固定大小,大小值由開發(fā)者定義,方法調用完自動回收。JsonBuffer對象的方法(1)parseObject方法:功能是將字符串轉換為JSON對象。能否轉換成功,要看字符串本身是否滿足JSON對象格式。(2)Success方法:判斷JSON對象是否有效。很明顯,parseObject方法后面應該有一個Success方法進行判斷,然后進行解析才有意義。三、任務實施實施設備部署了Arduino開發(fā)環(huán)境的計算機。實施過程1.工程目標對一個成員的JSON對象解析工程名為OneKeyValue,串口接收符合JSON對象格式的字符串,通過ArduinoJson庫進行解析。假如串口收到字符串{"LightStatus":1},點亮燈;收到字符串{"LightStatus":0},熄滅燈;收到其他字符串(不滿足JSON對象格式),不處理?？梢?JSON對象里只有一個成員,鍵(字段)是“LightStatus”。三、任務實施#include<ArduinoJson.h>StringinputString="";//aStringtoholdincomingdataboolstringComplete=false;//whetherthestringiscomplete//引腳定義#defineLIGHT25//產(chǎn)品標識符StringIdentifier="LightStatus";voidsetup(){//initializeserial:Serial.begin(9600);//reserve200bytesfortheinputString:inputString.reserve(200);pinMode(LIGHT,OUTPUT);}2.程序設計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、任務實施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、任務實施我們下面主要分析loop函數(shù)中的解析過程:當串口接收到字符串inputString后,調用jsonBuffer對象的parseObject,將字符串轉為JSON對象root,可能成功,也可能不成功。調用root對象的success方法,判斷root是否是JSON對象:如果不是JSON對象,則沒有必要進行解析了,清除inputString和標志后返回;如果是JSON對象,則執(zhí)行接下來的解析過程。解析過程中,取出JSON對象“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。在以上解析過程中,需要注意兩點:一是先轉換再解析,轉換過程可能不成功;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,因為ESP32開發(fā)板有USB轉串口芯片CP2102,將USB口轉為串口Serial,也就是說本任務中ESP32使用的是Serial。三、任務實施4.運行效果下載程序后,打開串口監(jiān)視器,波特率為9600。計算機發(fā)送字符串:{"LightStatus":1}(后面加上換行符作為結束符),紅燈點亮,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點亮紅燈三、任務實施計算機發(fā)送字符串{"LightStatus":0}(后面加上換行符作為結束符),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關閉紅燈四、任務小結與練習任務小結任務5中通過計算機往