物联网数据解析实战：掌握CJSON库核心函数，精准处理JSON数据

CJSON库是一个轻量级的JSON解析库，专为C语言设计，适用于嵌入式系统和物联网应用。它提供了简单易用的API，使得开发者能够轻松地解析和生成JSON数据。在本教程中，我们将深入探讨CJSON库的核心函数，并学习如何使用它们来处理物联网数据。

CJSON库简介

CJSON是一个用于解析和生成JSON数据的C语言库。它由Lloyd Hilaiel编写，旨在提供简单、快速、高效的JSON处理能力。CJSON库的核心函数包括解析JSON字符串、生成JSON字符串、遍历JSON对象等，这些函数使得开发者能够轻松地处理JSON数据，满足物联网应用的各种需求。
希望这篇博客能够帮助到大家。点点关注，不迷路哦！
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json和cJSON的区别

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式。JSON数据通常以字符串的形式表示，例如：

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

而CJSON是一个用于解析和生成JSON数据的C语言库。它提供了简单易用的API，使得开发者能够轻松地处理JSON数据。例如，使用CJSON库可以解析上述JSON字符串，并获取其中的"name"、"age"和"city"字段的值。

CJSON库的安装和使用

1.CJSON库的安装和使用非常简单。你可以从CJSON的官方网站（https://github.com/DaveGamble/cJSON） 下载源代码。

2.只需要CJSON.c和CJSON…h两个文件，复制粘贴到我的keil代码中即可。

CJSON库的解析函数

1. cJSON_Parse

   函数原型：cJSON *cJSON_Parse(const char *value);

   功能描述：将JSON格式的字符串解析为cJSON结构体。

   使用场景：当您从网络、文件或其他来源接收到JSON格式的字符串时，可以使用此函数将其解析为C语言可操作的cJSON结构体。

   参数说明：value：JSON格式的字符串。

   返回值：解析成功返回指向cJSON结构体的指针，解析失败返回NULL。

   示例代码：

       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;}//打印下这个json的值
   printf("%s\n", cJSON_Print(json));
   ```//运行结果
   ```bash
   {"name": "John","age": 30,"city": "New York"
   }

2. cJSON_GetObjectItem

   函数原型：cJSON *cJSON_GetObjectItem(cJSON *object, const char *string);

   功能描述：从cJSON结构体中获取指定字段的值。

   使用场景：当您需要获取JSON对象中某个字段的值时，可以使用此函数。

   参数说明：object：指向cJSON结构体的指针。string：要获取的字段名。

   返回值：返回指向cJSON结构体的指针，如果字段不存在则返回NULL。

   示例代码：

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

运行结果

Name: John

`

2.嵌套的json数据，解析下这个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;}

运行结果

lon: 112

3.cJSON_Delete

函数原型：void cJSON_Delete(cJSON *item);功能描述：释放cJSON结构体所占用的内存。使用场景：当您不再需要使用cJSON结构体时，应该调用此函数释放内存。参数说明：item：指向cJSON结构体的指针。返回值：无。示例代码：

    cJSON_Delete(json);

4.cJSON_Print

函数原型：char *cJSON_Print(const cJSON *item);功能描述：将cJSON结构体转换为JSON格式的字符串。使用场景：当您需要将cJSON结构体转换为JSON格式的字符串时，可以使用此函数。参数说明：item：指向cJSON结构体的指针。返回值：返回指向JSON格式的字符串的指针。示例代码：

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

运行结果：

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

CJSON库的示例代码

#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;

运行结果：

Name: John
Age: 30
City: New York

`
4. 添加cJSON对象到链表
函数原型：cJSON *cJSON_CreateObject(void);

功能描述：创建一个空的cJSON对象。使用场景：当您需要创建一个新的JSON对象时，可以使用此函数。参数说明：无。返回值：返回指向cJSON结构体的指针。示例代码：

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

//运行一下这个结果

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

运行结果：

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

//添加到链表

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

//打印链表

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

运行结果：

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

//删除链表

    cJSON_Delete(array);

//删除对象

    cJSON_Delete(object);

5. cJSON_GetArrayItem
   函数原型：cJSON *cJSON_GetArrayItem(const cJSON *array, int item);

   功能描述：获取数组中指定位置的元素。

   使用场景：当您需要获取数组中指定位置的元素时，可以使用此函数。

   参数说明：array：指向cJSON数组的指针。item：要获取的元素的位置。

   返回值：返回指向cJSON结构体的指针。

   示例代码：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include "cJSON.h"  int main() {  // 创建一个JSON对象  cJSON *root = cJSON_CreateObject();  // 向JSON对象中添加数据  cJSON_AddStringToObject(root, "wxl", "boy");  cJSON_AddNumberToObject(root, "nianling", 20);  cJSON_AddNumberToObject(root, "shengao", 178.0); // 假设身高是浮点数  // 创建一个数组  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));  // 将数组添加到JSON对象中  cJSON_AddItemToObject(root, "array", array);  // 打印整个JSON对象  char *rendered = cJSON_Print(root);  printf("%s\n", rendered);  // 释放分配的内存  cJSON_Delete(root);  free(rendered);  return 0;  
}

运行结果：

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

实战案例

为了更好地理解CJSON库的应用，我们将通过一个实战案例来展示如何使用CJSON库解析和生成JSON数据。

假设您正在开发一个物联网设备，该设备需要接收来自云端的JSON格式的控制指令，并返回当前状态给云端。我们可以使用CJSON库来解析云端发送的JSON指令，并根据指令内容执行相应的操作
这里使用的是我之前一个项目，用到的云平台是onenet
我收到的是这样的json数据
```json

`{ "title": "属性上报", "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}}}}" }  ```

当解析到led_state等于1时候，进入自动模式，PC13的led灯打开，led_state等于0时候，进入手动模式，同时打印输出当前的心率、血氧、温度、经纬度、老人跌倒状态

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)  {  // 假设 message 是一个包含完整 JSON 数据的字符串  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)  {  // 进入自动模式，打开 LED  LED_Control(GPIOC, GPIO_Pin_13, Enable);  }  else if (led_state == 0)  {  // 进入手动模式，关闭 LED（如果需要）  LED_Control(GPIOC, GPIO_Pin_13, Disable);  // 打印输出  printf("LED is off, manual mode\n");  }  }  // ... 其他参数处理 ...//当前的心率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;  // 打印输出  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();  
}  

参考文章

1. C语言中cJSON的使用
2. C语言利用cJSON解析JSON格式全过程

总结

我们详细讲解了CJSON库的核心函数，包括如何创建JSON对象、添加键值对、解析JSON字符串以及遍历JSON对象等，为读者打下了坚实的理论基础。随后，通过实际操作解析OneNET平台返回的JSON数据，希望本教程能够对大家在物联网开发过程中有所帮助。最后呢，在编写博客的过程中，我尽量保持内容的准确性和完整性，但也难免会有疏漏或错误之处。欢迎各位读者指出其中的问题，帮助我不断进步。谢谢大家的阅读，