---

---

前言

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數據交換格式，在單片機之間、上下位機之間的通信中被廣泛應用。

---

一、JSON特點

語法簡單

語法簡潔：JSON 的語法基于 JavaScript 的對象和數組字面量表示法，非常直觀和簡潔。它使用鍵值對來表示數據，易于閱讀和編寫。

數據格式靈活

數據格式靈活：支持多種數據類型，包括字符串、數字、布爾值、數組、對象等，可以方便地表示復雜的數據結構。

輕量化

輕量級：相比其他一些數據交換格式（如 XML），JSON 的數據量較小，在網絡傳輸和存儲方面具有優勢，能夠有效減少通信帶寬和存儲空間的占用。

跨語言使用

跨語言支持：幾乎所有的編程語言都提供了對 JSON 的解析和生成支持，這使得它在不同類型的單片機和上位機（如 PC、手機等）之間進行數據交換時非常方便，無需考慮語言差異。

二、JSON數據結構

對象

對象：由花括號 {} 包圍，包含一系列鍵值對。鍵是字符串，值可以是任意數據類型。例如：{“name”: “John”, “age”: 30, “isStudent”: false}。

數組

數組：由方括號 [] 包圍，包含一系列元素，元素可以是任意數據類型。例如：[1, 2, 3, “four”, true]。

三、JSON在單片機之間通信的應用

數據封裝與傳輸

數據封裝與傳輸：單片機通常資源有限，JSON 的輕量級特性使其成為一種理想的數據格式。當多個單片機之間需要進行數據交互時，例如傳感器節點與控制節點之間的通信，傳感器節點可以將采集到的數據（如溫度、濕度、光照強度等）封裝成 JSON 格式的字符串，然后通過串口、SPI 等通信接口發送給控制節點。控制節點接收到數據后，再解析 JSON 字符串，獲取其中的具體數據值，進行相應的處理。

四、JSON示例代碼

以 C 語言為例，在單片機中使用 cJSON 庫來處理 JSON 數據。假設要發送一個包含溫度和濕度數據的 JSON 消息，代碼如下：

#include "cJSON.h"// 模擬采集到的溫度和濕度數據
float temperature = 25.5;
float humidity = 60.0;int main() {// 創建一個JSON對象cJSON *root = cJSON_CreateObject();// 向JSON對象中添加溫度和濕度數據cJSON_AddNumberToObject(root, "temperature", temperature);cJSON_AddNumberToObject(root, "humidity", humidity);// 將JSON對象轉換為字符串char *json_string = cJSON_Print(root);// 這里可以通過串口等方式將json_string發送出去// 釋放內存cJSON_Delete(root);free(json_string);return 0;
}

五、JSON在上位機與單片機之間通信的應用

數據交互

數據交互：上位機（如 PC 端的應用程序或手機 APP）與單片機之間經常需要進行數據交互。例如，上位機向單片機發送控制指令，或者從單片機獲取傳感器數據、設備狀態等信息。JSON 格式可以方便地對這些數據進行封裝和傳輸。上位機將指令或請求數據封裝成 JSON 格式發送給單片機，單片機解析 JSON 數據并執行相應操作，然后將結果以 JSON 格式返回給上位機。上位機再解析返回的 JSON 數據，進行顯示或進一步處理。

六、JSON示例代碼

示例代碼：在 Python 中使用 json 模塊處理 JSON 數據，與單片機進行通信（假設通過串口與單片機通