单片机如何实现JSON解析

一路上

前言

什么是MQTT，物联网MQTT协议详解。在使用MQTT传输数据的时候，经常使用到JSON包，来进行数据的交互，本文讲一下该如何使用。

一、JSON和cJSON

JSON：全称 JavaScript Object Notation，轻量级的数据格式。

cJSON：是一个用c语言编写的JSON数据解析器，超级轻便，可以移植，单文件MIT源协议。

cJSON的源码文件只有两个：

1. cJSON.c
   
2. cJSON.h

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下载地址可以在github下载，地址如下：

1. https://github.com/DaveGamble/cJSON

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将这两个文件下载之后，添加到项目中，其它.C文件调用的时候，需要包含头文件cJSON.h即可，文件在MDK中的位置如下：

二、cJSON是如何表示JSON数据的

cJSON是用一个结构体来表示一个JSON数据，定义在cJSON.h中，查看如下源码：

1. /* The cJSON structure: */
   
2. typedef struct cJSON
   
3. {
   
4.     /* next/prev allow you to walk array/object chains. Alternatively, use GetArraySize/GetArrayItem/GetObjectItem */
   
5.     struct cJSON *next;
   
6.     struct cJSON *prev;
   
7.     /* An array or object item will have a child pointer pointing to a chain of the items in the array/object. */
   
8.     struct cJSON *child;
   
9. 
   
10.     /* The type of the item, as above. */
    
11.     int type;
    
12. 
    
13.     /* The item's string, if type==cJSON_String  and type == cJSON_Raw */
    
14.     char *valuestring;
    
15.     /* writing to valueint is DEPRECATED, use cJSON_SetNumberValue instead */
    
16.     int valueint;
    
17.     /* The item's number, if type==cJSON_Number */
    
18.     double valuedouble;
    
19. 
    
20.     /* The item's name string, if this item is the child of, or is in the list of subitems of an object. */
    
21.     char *string;
    
22. } cJSON;

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不是存贮整片的JSON数据，而是按照每条数据进行存储的。使用next指针和prev指针进行链表，存储整片的JSON数据。

三、如何封装完整的JSON数据

说了这么多，我们实际操作一下，找一块STM32F开发板，测试一下。

先将串口打通，方便电脑查看log日志。

1. uart_init(115200);

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增加cjson.c文件，已经在main.c中

1. #include "cJSON.h"

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准备打包如下的JSON包

1. {
   
2.   "我的名字":  "老刘",
   
3.   "公众号":  "数独机",
   
4.   "年龄":  11,
   
5.   "性别":  "男",
   
6.   "电话":  186,
   
7.   "地址":  "一般人不告诉",
   
8.   "我是嵌套的cJSON":  {
   
9.     "号码":  9527,
   
10.     "传真":  5510,
    
11.     "淘宝店":  "This熏"
    
12.   },
    
13.   "我是嵌套的数组":  [{
    
14.       "我是奇数循环":  0
    
15.     }, {
    
16.       "我是偶数循环":  "12365"
    
17.     }, {
    
18.       "我是奇数循环":  2
    
19.     }, {
    
20.       "我是偶数循环":  "12365"
    
21.     }, {
    
22.       "我是奇数循环":  4
    
23.     }]
    
24. }

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代码部分，先将几个部分初始化指针

1. 
   
2.     cJSON* main_root = NULL;
   
3.     cJSON* main_m_root = NULL;
   
4.     cJSON* main_l_root = NULL;
   
5.     cJSON* obj=NULL;
   
6.     char* response_str = NULL;

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创建链表

1. main_root = cJSON_CreateObject();

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豪横的在链表中添加节点

1. cJSON_AddStringToObject(main_root, "我的名字", "老刘");
   
2.   cJSON_AddStringToObject(main_root, "公众号", "数独机");
   
3.   cJSON_AddNumberToObject(main_root, "年龄", 11);
   
4.   cJSON_AddStringToObject(main_root, "性别", "男");
   
5.   cJSON_AddNumberToObject(main_root, "电话", 186);
   
6.   cJSON_AddStringToObject(main_root, "地址", "一般人不告诉");
   
7. 
   
8.   main_m_root = cJSON_CreateObject();
   
9.   cJSON_AddNumberToObject(main_m_root, "号码", 9527);  
   
10.   cJSON_AddNumberToObject(main_m_root, "传真", 5510);
    
11.   cJSON_AddStringToObject(main_m_root, "淘宝店", "This熏");
    
12.   cJSON_AddItemToObject(main_root, "我是嵌套的cJSON", main_m_root);
    
13. 
    
14.   main_l_root=cJSON_CreateArray();
    
15.   cJSON_AddItemToObject(main_root,"我是嵌套的数组",main_l_root);
    
16.   for(i=0;i<5;i++)
    
17.   {
    
18.     obj=cJSON_CreateObject();
    
19.     cJSON_AddItemToArray(main_l_root,obj);
    
20.     if(i%2 == 0) cJSON_AddNumberToObject(obj, "我是奇数循环", i);
    
21.     else cJSON_AddStringToObject(obj, "我是偶数循环", "12365");
    
22.   }

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我们查看添加的是否正确，可以将链表通过串口打印出来。

1. response_str = cJSON_Print(main_root);
   
2. printf("%s\n",response_str);

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效果如下：

四、解包

解包的函数只有一个：

1. CJSON_PUBLIC(cJSON *) cJSON_Parse(const char *value);

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还是用例子进行讲解：

将串口的数据完全接收到一个大的缓冲区里面，当然这个数据也可以来自wifi或者网络。      

1. if(GET_STOP_flag)
   
2. {
   
3.     for(i=0;i<(cJSON_pack_StopP-cJSON_pack_FistP)+1;i++)
   
4.     {
   
5.       MessageTmp[i] =WIFI_RC_buf[cJSON_pack_FistP-1+i];
   
6.     }
   
7. }

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1. GET_STOP_flag      //为停止接收标志；
   
2.     cJSON_pack_StopP   //停止指针位置
   
3.     cJSON_pack_FistP   //开始指针位置
   
4.     MessageTmp         //临时的数组

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只需要对临时的数组进行操作即可。开辟内存空间，将数组转换为字符串。

1. MessageStrTmp = (char *)cJSON_malloc(sizeof(char) * (sizeof(MessageTmp) + 1));
   
2. strncpy(MessageStrTmp, MessageTmp, sizeof(MessageTmp));

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使用解包函数

1. //接收解包过程        
   
2. Thisxun_root      =   cJSON_Parse(MessageStrTmp);
   
3. Thisxun_root_type =   cJSON_GetObjectItem(hiss_root,"type")->valuestring;
   
4. if(strcmp(Thisxun_root_type,TYPE_USER_INFO_SYNC)==0)
   
5. {
   
6.   Thisxun_insDetail =   cJSON_GetObjectItem(Thisxun_root,"insDetail");
   
7.   userID            =   cJSON_GetObjectItem(Thisxun_insDetail,"userId")->valuestring;
   
8.   password          =   cJSON_GetObjectItem(Thisxun_insDetail,"password")->valuestring;
   
9. }

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五、结束

每次封包和解包结束之后，都要及时释放内存：

1. cJSON_Delete(Thisxun_root);
   
2. cJSON_free(MessageStrTmp);

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对于单片机而言，需要修改Heap_Size。