物聯網數據解析實戰：掌握CJSON庫核心函數，精準處理JSON數據

CJSON庫是一個輕量級的JSON解析庫，專為C語言設計，適用于嵌入式系統和物聯網應用。它提供了簡單易用的API，使得開發者能夠輕松地解析和生成JSON數據。在本教程中，我們將深入探討CJSON庫的核心函數，并學習如何使用它們來處理物聯網數據。

CJSON庫簡介

CJSON是一個用于解析和生成JSON數據的C語言庫。它由Lloyd Hilaiel編寫，旨在提供簡單、快速、高效的JSON處理能力。CJSON庫的核心函數包括解析JSON字符串、生成JSON字符串、遍歷JSON對象等，這些函數使得開發者能夠輕松地處理JSON數據，滿足物聯網應用的各種需求。
希望這篇博客能夠幫助到大家。點點關注，不迷路哦！
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json和cJSON的區別

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數據交換格式。JSON數據通常以字符串的形式表示，例如：

{"name": "John","age": 30,"city": "New York"
}

而CJSON是一個用于解析和生成JSON數據的C語言庫。它提供了簡單易用的API，使得開發者能夠輕松地處理JSON數據。例如，使用CJSON庫可以解析上述JSON字符串，并獲取其中的"name"、"age"和"city"字段的值。

CJSON庫的安裝和使用

1.CJSON庫的安裝和使用非常簡單。你可以從CJSON的官方網站（https://github.com/DaveGamble/cJSON） 下載源代碼。

2.只需要CJSON.c和CJSON…h兩個文件，復制粘貼到我的keil代碼中即可。

CJSON庫的解析函數

1. cJSON_Parse

   函數原型：cJSON *cJSON_Parse(const char *value);

   功能描述：將JSON格式的字符串解析為cJSON結構體。

   使用場景：當您從網絡、文件或其他來源接收到JSON格式的字符串時，可以使用此函數將其解析為C語言可操作的cJSON結構體。

   參數說明：value：JSON格式的字符串。

   返回值：解析成功返回指向cJSON結構體的指針，解析失敗返回NULL。

   示例代碼：

       char *json_str = "{\"name\":\"John\",\"age\":30,\"city\":\"New York\"}";cJSON *json = cJSON_Parse(json_str);if (json == NULL) {printf("Error parsing JSON\n");return 1;}//打印下這個json的值
   printf("%s\n", cJSON_Print(json));
   ```//運行結果
   ```bash
   {"name": "John","age": 30,"city": "New York"
   }

2. cJSON_GetObjectItem

   函數原型：cJSON *cJSON_GetObjectItem(cJSON *object, const char *string);

   功能描述：從cJSON結構體中獲取指定字段的值。

   使用場景：當您需要獲取JSON對象中某個字段的值時，可以使用此函數。

   參數說明：object：指向cJSON結構體的指針。string：要獲取的字段名。

   返回值：返回指向cJSON結構體的指針，如果字段不存在則返回NULL。

   示例代碼：

       cJSON *name = cJSON_GetObjectItem(json, "name");printf("Name: %s\n", name->valuestring);

運行結果

Name: John

`

2.嵌套的json數據，解析下這個json中的gps中的lon字段

 #include <stdio.h>#include "cJSON.h"int main() {}char *json_str = "{\"id\":\"1702723082863\",\"version\":\"1.0\",\"params\":{\"gps\":{\"value\":{\"lon\":112,\"lat\":23}},\"humi\":{\"value\":31},\"lat\":{\"value\":23},\"led_state\":{\"value\":1},\"lng\":{\"value\":23},\"temp\":{\"value\":13}}}";cJSON *json = cJSON_Parse(json_str);if (json == NULL) {printf("Error parsing JSON\n");return 1;}cJSON *params = cJSON_GetObjectItem(json, "params");cJSON *gps = cJSON_GetObjectItem(params, "gps");cJSON *value = cJSON_GetObjectItem(gps, "value");cJSON *lon = cJSON_GetObjectItem(value, "lon");printf("lon: %d\n", lon->valueint);cJSON_Delete(json);return 0;}

運行結果

lon: 112

3.cJSON_Delete

函數原型：void cJSON_Delete(cJSON *item);功能描述：釋放cJSON結構體所占用的內存。使用場景：當您不再需要使用cJSON結構體時，應該調用此函數釋放內存。參數說明：item：指向cJSON結構體的指針。返回值：無。示例代碼：

    cJSON_Delete(json);

4.cJSON_Print

函數原型：char *cJSON_Print(const cJSON *item);功能描述：將cJSON結構體轉換為JSON格式的字符串。使用場景：當您需要將cJSON結構體轉換為JSON格式的字符串時，可以使用此函數。參數說明：item：指向cJSON結構體的指針。返回值：返回指向JSON格式的字符串的指針。示例代碼：

    char *json_str = cJSON_Print(json);printf("%s\n", json_str);

運行結果：

{"name":"John","age":30,"city":"New York"}

CJSON庫的示例代碼

#include <stdio.h>
#include "cJSON.h"int main() {char *json_str = "{\"name\":\"John\",\"age\":30,\"city\":\"New York\"}";cJSON *json = cJSON_Parse(json_str);if (json == NULL) {printf("Error parsing JSON\n");return 1;}cJSON *name = cJSON_GetObjectItem(json, "name");cJSON *age = cJSON_GetObjectItem(json, "age");cJSON *city = cJSON_GetObjectItem(json, "city");printf("Name: %s\n", name->valuestring);printf("Age: %d\n", age->valueint);printf("City: %s\n", city->valuestring);cJSON_Delete(json);return 0;

運行結果：

Name: John
Age: 30
City: New York

`
4. 添加cJSON對象到鏈表
函數原型：cJSON *cJSON_CreateObject(void);

功能描述：創建一個空的cJSON對象。使用場景：當您需要創建一個新的JSON對象時，可以使用此函數。參數說明：無。返回值：返回指向cJSON結構體的指針。示例代碼：

    cJSON *object = cJSON_CreateObject();cJSON_AddStringToObject(object, "name", "John");cJSON_AddNumberToObject(object, "age", 30);cJSON_AddStringToObject(object, "city", "New York");

//運行一下這個結果

    char *json_str = cJSON_Print(object);printf("%s\n", json_str);

運行結果：

{"name":"John","age":30,"city":"New York"}

//添加到鏈表

    cJSON *array = cJSON_CreateArray();cJSON_AddItemToArray(array, object);

//打印鏈表

    char *array_str = cJSON_Print(array);printf("%s\n", array_str);

運行結果：

[{"name":"John","age":30,"city":"New York"}]

//刪除鏈表

    cJSON_Delete(array);

//刪除對象

    cJSON_Delete(object);

5. cJSON_GetArrayItem
   函數原型：cJSON *cJSON_GetArrayItem(const cJSON *array, int item);

   功能描述：獲取數組中指定位置的元素。

   使用場景：當您需要獲取數組中指定位置的元素時，可以使用此函數。

   參數說明：array：指向cJSON數組的指針。item：要獲取的元素的位置。

   返回值：返回指向cJSON結構體的指針。

   示例代碼：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include "cJSON.h"  int main() {  // 創建一個JSON對象  cJSON *root = cJSON_CreateObject();  // 向JSON對象中添加數據  cJSON_AddStringToObject(root, "wxl", "boy");  cJSON_AddNumberToObject(root, "nianling", 20);  cJSON_AddNumberToObject(root, "shengao", 178.0); // 假設身高是浮點數  // 創建一個數組  cJSON *array = cJSON_CreateArray();  cJSON_AddItemToArray(array, cJSON_CreateNumber(1));  cJSON_AddItemToArray(array, cJSON_CreateNumber(3));  cJSON_AddItemToArray(array, cJSON_CreateNumber(5));  cJSON_AddItemToArray(array, cJSON_CreateNumber(7));  cJSON_AddItemToArray(array, cJSON_CreateNumber(9));  // 將數組添加到JSON對象中  cJSON_AddItemToObject(root, "array", array);  // 打印整個JSON對象  char *rendered = cJSON_Print(root);  printf("%s\n", rendered);  // 釋放分配的內存  cJSON_Delete(root);  free(rendered);  return 0;  
}

運行結果：

   {"wxl":"boy","nianling":20,"shengao":178,"array":[1,3,5,7,9]}

實戰案例

為了更好地理解CJSON庫的應用，我們將通過一個實戰案例來展示如何使用CJSON庫解析和生成JSON數據。

假設您正在開發一個物聯網設備，該設備需要接收來自云端的JSON格式的控制指令，并返回當前狀態給云端。我們可以使用CJSON庫來解析云端發送的JSON指令，并根據指令內容執行相應的操作
這里使用的是我之前一個項目，用到的云平臺是onenet
我收到的是這樣的json數據
```json

`{ "title": "屬性上報", "timestamp": "2024-07-05 09:46:21","message": "{\"topic\":\"$sys/squ938zsi0/device_hyw/thing/property/post\",\"data\":{\"id\":\"1720144597063\",\"version\":\"1.0\",\"params\":{\"gps\":{\"value\":{\"lon\":115,\"lat\":23}},\"heart_rate\":{\"value\":113},\"lat\":{\"value\":112},\"led_state\":{\"value\":1},\"lng\":{\"value\":23},\"n_sp02\":{\"value\":56},\"old_man_fell_down\":{\"value\":1},\"old_temp\":{\"value\":37}}}}" }  ```

當解析到led_state等于1時候，進入自動模式，PC13的led燈打開，led_state等于0時候，進入手動模式，同時打印輸出當前的心率、血氧、溫度、經緯度、老人跌倒狀態

void OneNet_RevPro(unsigned char *cmd)  
{  char *req_payload = NULL;  char *cmdid_topic = NULL;  unsigned short topic_len = 0;  unsigned short req_len = 0;  unsigned char qos = 0;  static unsigned short pkt_id = 0;  unsigned char type = 0;  short result = 0;  cJSON *root = NULL;  cJSON *params = NULL;  cJSON *led_state_obj = NULL;  type = MQTT_UnPacketRecv(cmd);  switch(type)  {  case MQTT_PKT_PUBLISH:  result = MQTT_UnPacketPublish(cmd, &cmdid_topic, &topic_len, &req_payload, &req_len, &qos, &pkt_id);  if(result == 0)  {  root = cJSON_Parse(req_payload);  if (root != NULL)  {  // 假設 message 是一個包含完整 JSON 數據的字符串  cJSON *message_obj = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "message");  if (cJSON_IsString(message_obj) && (message_obj->valuestring != NULL))  {  cJSON *inner_root = cJSON_Parse(message_obj->valuestring);  if (inner_root != NULL)  {  params = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(inner_root, "data");  if (params != NULL)  {  led_state_obj = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(params, "led_state");  if (led_state_obj != NULL && cJSON_IsNumber(led_state_obj))  {  int led_state = led_state_obj->valueint;  if (led_state == 1)  {  // 進入自動模式，打開 LED  LED_Control(GPIOC, GPIO_Pin_13, Enable);  }  else if (led_state == 0)  {  // 進入手動模式，關閉 LED（如果需要）  LED_Control(GPIOC, GPIO_Pin_13, Disable);  // 打印輸出  printf("LED is off, manual mode\n");  }  }  // ... 其他參數處理 ...//當前的心率heart_rate_obj = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(params, "heart_rate");  if (heart_rate_obj != NULL && cJSON_IsNumber(heart_rate_obj))  {  int heart_rate = heart_rate_obj->valueint;  // 打印輸出  printf("Heart rate: %d\n", heart_rate);  }}  cJSON_Delete(inner_root);  }  }  cJSON_Delete(root);  }  }  MQTT_FreeBuffer(req_payload);  break;  // ... 其他 case ...  }  MQTT_FreeBuffer(cmdid_topic);  ESP8266_Clear();  
}  

參考文章

1. C語言中cJSON的使用
2. C語言利用cJSON解析JSON格式全過程

總結

我們詳細講解了CJSON庫的核心函數，包括如何創建JSON對象、添加鍵值對、解析JSON字符串以及遍歷JSON對象等，為讀者打下了堅實的理論基礎。隨后，通過實際操作解析OneNET平臺返回的JSON數據，希望本教程能夠對大家在物聯網開發過程中有所幫助。最后呢，在編寫博客的過程中，我盡量保持內容的準確性和完整性，但也難免會有疏漏或錯誤之處。歡迎各位讀者指出其中的問題，幫助我不斷進步。謝謝大家的閱讀，