一、實(shí)現(xiàn)功能

當(dāng)前文章介紹如何使用ESP8266和STM32微控制器，搭配OLED顯示屏，制作一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)顯示天氣預(yù)報(bào)的智能設(shè)備。將使用心知天氣API來(lái)獲取天氣數(shù)據(jù)，并使用MQTT協(xié)議將數(shù)據(jù)傳遞給STM32控制器，最終在OLED顯示屏上顯示。

心知天氣是一家專業(yè)的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)提供商，致力于為全球用戶提供高質(zhì)量、定制化的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)。其主要產(chǎn)品包括天氣API、空氣質(zhì)量API、災(zāi)害預(yù)警API等。用戶可以通過(guò)心知天氣的API接口，獲取準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的天氣數(shù)據(jù)，從而為各種應(yīng)用場(chǎng)景提供支持，例如智能家居、出行、電商等。心知天氣的數(shù)據(jù)覆蓋全球200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，每日處理超過(guò)10億次API請(qǐng)求，是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)提供商之一。
https://www.seniverse.com/

二、硬件準(zhǔn)備

1. ESP8266模塊

ESP8266是一款WiFi模塊，它具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接功能，可以輕松地連接到互聯(lián)網(wǎng)。將使用ESP8266模塊來(lái)獲取天氣數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給STM32控制器。具體來(lái)說(shuō)，我們將使用正點(diǎn)原子ATK-ESP8266模塊，這是一款集成ESP8266芯片的小板子。

2. STM32微控制器

STM32是一款強(qiáng)大的32位微控制器，具有多種接口和功能。將使用STM32F103C8T6控制器，這是一款非常流行的型號(hào)，易于獲得且價(jià)格較為合理。

3. OLED顯示屏

OLED是一種非常流行的顯示技術(shù)，具有高對(duì)比度、低功耗、快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。將使用0.96英寸128x64像素的OLED顯示屏。

三、CJSON解析天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)

3.1 接口返回的數(shù)據(jù)

{
  "results": [
    {
      "location": {
        "id": "WTEMH46Z5N09",
        "name": "合肥",
        "country": "CN",
        "path": "合肥,合肥,安徽,中國(guó)",
        "timezone": "Asia/Shanghai",
        "timezone_offset": "+08:00"
      },
      "now": {
        "text": "陰",
        "code": "9",
        "temperature": "12",
        "feels_like": "18",
        "pressure": "1000",
        "humidity": "89",
        "visibility": "12.0",
        "wind_direction": "西南",
        "wind_direction_degree": "245",
        "wind_speed": "19.0",
        "wind_scale": "3",
        "clouds": "85",
        "dew_point": ""
      },
      "last_update": "2023-04-04T14:20:13+08:00"
    }
  ]
}

3.2 CJSON是什么

CJSON是一款輕量級(jí)的C語(yǔ)言JSON解析器，其全稱是“cJSON”，由Dave Gamble編寫。它簡(jiǎn)單易用，可嵌入到C應(yīng)用程序中，既支持JSON字符串的解析，也支持JSON對(duì)象的創(chuàng)建及操作。CJSON不依賴于任何其他的庫(kù)或組件，使用它只需要引入其頭文件即可。

CJSON的使用方式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，需要進(jìn)行以下幾個(gè)步驟：

1. 在應(yīng)用程序中包含cJSON的頭文件：#include "cJSON.h"。
2. 調(diào)用cJSON_Parse函數(shù)，將JSON字符串轉(zhuǎn)換為CJSON對(duì)象。
3. 使用cJSON提供的API函數(shù)對(duì)CJSON對(duì)象進(jìn)行操作，包括讀取、修改、刪除、添加等。
4. 在程序結(jié)束時(shí)，記得釋放cJSON對(duì)象的內(nèi)存空間，避免內(nèi)存泄漏。

CJSON的解析速度相對(duì)較快，占用的內(nèi)存開(kāi)銷也比較小，因此非常適用于資源有限的嵌入式系統(tǒng)中使用。

3.3 解析數(shù)據(jù)

使用CJSON解析上述JSON數(shù)據(jù)非常簡(jiǎn)單，只需要按照以下步驟操作：

1. 引入CJSON庫(kù)文件

#include <cJSON.h>

1. 解析JSON數(shù)據(jù)并創(chuàng)建cJSON對(duì)象

char* json_data = "{\"results\":[{\"location\":{\"id\":\"WTEMH46Z5N09\",\"name\":\"合肥\",\"country\":\"CN\",\"path\":\"合肥,合肥,安徽,中國(guó)\",\"timezone\":\"Asia/Shanghai\",\"timezone_offset\":\"+08:00\"},\"now\":{\"text\":\"陰\",\"code\":\"9\",\"temperature\":\"12\",\"feels_like\":\"18\",\"pressure\":\"1000\",\"humidity\":\"89\",\"visibility\":\"12.0\",\"wind_direction\":\"西南\",\"wind_direction_degree\":\"245\",\"wind_speed\":\"19.0\",\"wind_scale\":\"3\",\"clouds\":\"85\",\"dew_point\":\"\"},\"last_update\":\"2023-04-04T14:20:13+08:00\"}]}";
cJSON* root = cJSON_Parse(json_data);

在這個(gè)代碼片段中，我們首先定義了一個(gè)字符串類型的變量json_data，用于存儲(chǔ)上述JSON數(shù)據(jù)。然后，我們調(diào)用cJSON_Parse()函數(shù)來(lái)解析JSON數(shù)據(jù)，并將解析結(jié)果保存在root指針?biāo)赶虻腸JSON對(duì)象中。

1. 從cJSON對(duì)象中提取數(shù)據(jù)

cJSON* location = cJSON_GetObjectItem(root, "location");
char* city = cJSON_GetObjectItem(location, "name")->valuestring;
cJSON* now = cJSON_GetObjectItem(root, "now");
int temperature = cJSON_GetObjectItem(now, "temperature")->valueint;
char* text = cJSON_GetObjectItem(now, "text")->valuestring;

在這個(gè)代碼片段中，我們使用cJSON_GetObjectItem()函數(shù)從root指針?biāo)赶虻腸JSON對(duì)象中提取一個(gè)名為location的JSON對(duì)象，并從該JSON對(duì)象中獲取名為name的字符串類型變量。類似地，我們也可以從root指針?biāo)赶虻腸JSON對(duì)象中提取名為now的JSON對(duì)象，并從該JSON對(duì)象中獲取名為temperature和text的整型和字符串類型變量。

1. 釋放cJSON對(duì)象

cJSON_Delete(root);

最后，我們需要釋放之前創(chuàng)建的cJSON對(duì)象，以釋放內(nèi)存空間。

完整的代碼示例如下：

#include <cJSON.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    char* json_data = "{\"results\":[{\"location\":{\"id\":\"WTEMH46Z5N09\",\"name\":\"合肥\",\"country\":\"CN\",\"path\":\"合肥,合肥,安徽,中國(guó)\",\"timezone\":\"Asia/Shanghai\",\"timezone_offset\":\"+08:00\"},\"now\":{\"text\":\"陰\",\"code\":\"9\",\"temperature\":\"12\",\"feels_like\":\"18\",\"pressure\":\"1000\",\"humidity\":\"89\",\"visibility\":\"12.0\",\"wind_direction\":\"西南\",\"wind_direction_degree\":\"245\",\"wind_speed\":\"19.0\",\"wind_scale\":\"3\",\"clouds\":\"85\",\"dew_point\":\"\"},\"last_update\":\"2023-04-04T14:20:13+08:00\"}]}";
    cJSON* root = cJSON_Parse(json_data);

    cJSON* location = cJSON_GetObjectItem(root, "location");
    char* city = cJSON_GetObjectItem(location, "name")->valuestring;
    cJSON* now = cJSON_GetObjectItem(root, "now");
    int temperature = cJSON_GetObjectItem(now, "temperature")->valueint;
    char* text = cJSON_GetObjectItem(now, "text")->valuestring;

    printf("City: %s\n", city);
    printf("Temperature: %d\n", temperature);
    printf("Weather: %s\n", text);

    cJSON_Delete(root);

    return 0;
}

在這個(gè)代碼示例中，使用了cJSON_Parse()、cJSON_GetObjectItem()、cJSON_Delete()等函數(shù)來(lái)解析和處理JSON數(shù)據(jù)。

3.4 獲取數(shù)據(jù)

下面是ESP8266訪問(wèn)HTTP接口請(qǐng)求的代碼：

#include <SoftwareSerial.h>

// 定義ESP8266串口對(duì)象
SoftwareSerial esp8266(PA10, PA9); // RX, TX

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // 初始化ESP8266串口通信波特率為9600
  esp8266.begin(9600);

  // 發(fā)送AT指令測(cè)試ESP8266是否正常工作
  esp8266.println("AT");
  delay(500);
  if (esp8266.find("OK")) {
    Serial.println("ESP8266 is working properly.");
  } else {
    Serial.println("ESP8266 is not working properly.");
  }
}

void loop() {
  // 向ESP8266發(fā)送HTTP請(qǐng)求
  esp8266.println("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"api.seniverse.com\",80");
  if (esp8266.find("OK")) {
    Serial.println("TCP connection established.");
  } else {
    Serial.println("TCP connection failed.");
  }

  String url = "/v3/weather/now.json?key=your_API_KEY&location=your_LOCATION";
  String request = "GET " + url + " HTTP/1.1\r\n" +
                   "Host: api.seniverse.com\r\n" +
                   "User-Agent: STM32/1.0\r\n" +
                   "Connection: close\r\n\r\n";
  int length = request.length();
  String cmd = "AT+CIPSEND=" + String(length);
  esp8266.println(cmd);
  if (esp8266.find(">")) {
    Serial.println("Sending HTTP request...");
    esp8266.print(request);
  } else {
    Serial.println("Failed to send HTTP request.");
  }

  // 接收HTTP響應(yīng)
  while (esp8266.available()) {
    String response = esp8266.readStringUntil('\n');
    Serial.println(response);
  }

  // 關(guān)閉TCP連接
  esp8266.println("AT+CIPCLOSE");
  delay(1000);
}

在這個(gè)示例代碼中，初始化了ESP8266串口對(duì)象，并通過(guò)發(fā)送AT指令測(cè)試ESP8266是否正常工作。然后，在loop()函數(shù)中，向ESP8266發(fā)送一個(gè)HTTP請(qǐng)求，包括請(qǐng)求頭和請(qǐng)求體。發(fā)送完畢后，等待ESP8266返回HTTP響應(yīng)并將其打印出來(lái)。最后，關(guān)閉TCP連接并等待一秒鐘，然后重復(fù)上述步驟。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-496604.html

到了這里，關(guān)于ESP8266獲取天氣預(yù)報(bào)信息，并使用CJSON解析天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！