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ArduinoJson项目实战:解析ESP32获取的JSON天气数据

2025-06-01 02:18:28作者:平淮齐Percy

在物联网开发中,ESP32微控制器经常需要与Web API交互并处理JSON格式的响应数据。本文将以一个实际案例,详细介绍如何使用ArduinoJson库解析从天气API获取的JSON数据,提取温度信息。

项目背景

在ESP32开发中,开发者经常需要从各种Web API获取数据。本例中,开发者通过HTTP请求获取了天气API返回的JSON格式数据,需要从中提取当前温度("temp")和体感温度("gtemp")两个关键信息。

JSON数据结构分析

首先我们需要理解获取到的JSON数据结构:

{
  "liveweer": [
    {
      "plaats": "Amsterdam",
      "temp": "0.0",
      "gtemp": "-6.3",
      // 其他天气字段...
    }
  ]
}

这是一个嵌套结构:

  1. 最外层是一个对象,包含"liveweer"键
  2. "liveweer"对应的值是一个数组
  3. 数组中包含一个对象,这个对象包含我们需要的温度数据

使用ArduinoJson解析数据

1. 准备工作

首先确保已安装ArduinoJson库。在Arduino IDE中,可以通过库管理器搜索并安装最新版本。

2. 解析代码实现

以下是完整的解析代码示例:

#include <ArduinoJson.h>

void parseWeatherData(String jsonPayload) {
  // 创建JSON文档
  DynamicJsonDocument doc(1024); // 根据JSON大小调整缓冲区
  
  // 解析JSON
  DeserializationError error = deserializeJson(doc, jsonPayload);
  
  if (error) {
    Serial.print("JSON解析失败: ");
    Serial.println(error.c_str());
    return;
  }
  
  // 提取温度数据
  JsonObject liveweer = doc["liveweer"][0];
  String temp = liveweer["temp"];      // 当前温度
  String gtemp = liveweer["gtemp"];    // 体感温度
  
  // 输出结果
  Serial.print("当前温度: ");
  Serial.println(temp);
  Serial.print("体感温度: ");
  Serial.println(gtemp);
}

3. 代码解析

  1. 创建文档对象DynamicJsonDocument用于存储解析后的JSON数据,参数1024表示分配的内存大小,应根据实际JSON数据大小调整。

  2. 解析JSONdeserializeJson()函数将字符串形式的JSON解析到文档对象中。

  3. 错误处理:检查DeserializationError对象,确保解析成功。

  4. 数据提取

    • 通过doc["liveweer"][0]访问数组中的第一个(也是唯一一个)天气对象
    • 使用["temp"]["gtemp"]键获取对应的温度值
  5. 类型处理:由于原始JSON中的温度值是字符串形式(带引号),我们直接提取为String类型。

进阶技巧

处理数值类型

如果API返回的是数值类型(不带引号),可以这样处理:

float temp = liveweer["temp"];     // 直接作为浮点数
float gtemp = liveweer["gtemp"];   // 直接作为浮点数

内存优化

对于固定结构的JSON,可以使用StaticJsonDocument替代DynamicJsonDocument以节省内存:

StaticJsonDocument<512> doc;  // 确定足够存储JSON数据

完整HTTP请求示例

结合HTTP请求的完整示例:

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>

void getWeatherData() {
  HTTPClient http;
  http.begin("http://weather.api/endpoint");
  
  int httpCode = http.GET();
  if (httpCode == HTTP_CODE_OK) {
    String payload = http.getString();
    parseWeatherData(payload);
  }
  
  http.end();
}

常见问题解决

  1. 解析失败:检查JSON格式是否正确,确保缓冲区大小足够。

  2. 内存不足:增大DynamicJsonDocument的参数值,或使用更小的JSON结构。

  3. 字段不存在:使用containsKey()方法检查字段是否存在:

    if (liveweer.containsKey("temp")) {
      // 处理温度数据
    }
    

总结

通过ArduinoJson库,我们可以轻松地在ESP32上解析复杂的JSON数据。关键步骤包括:

  1. 确定JSON数据结构
  2. 创建适当大小的文档对象
  3. 解析JSON字符串
  4. 按层级访问所需数据
  5. 处理可能的错误情况

这种方法不仅适用于天气数据,也可以应用于各种REST API返回的JSON数据解析场景。

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