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传模式 vs 非透传模式解析JSON的差异

一、透传模式 vs 非透传模式的JSON解析

1.1 两种模式下的串口数据格式对比

非透传模式（默认模式）

// ESP8266接收到的HTTP响应格式+IPD,<length>:<data>// 实际示例：+IPD,486:HTTP/1.1200OK Date:Mon,17Jan202608:00:00GMT Content-Type:application/json;charset=utf-8Content-Length:385Connection:close{"results":[{"location":{"name":"北京"},"now":{"text":"晴","temperature":"15","humidity":"45"}}]}

解析步骤：

1. 接收数据包含+IPD前缀
2. 需要先提取长度信息486
3. 然后跳过冒号:
4. 再接收486字节的HTTP响应
5. 再从HTTP响应中提取JSON部分

// 非透传模式数据解析示例intparse_non_transparent_data(uint8_t*data,intlen){char*ptr=(char*)data;// 1. 检查是否以+IPD开头if(strncmp(ptr,"+IPD,",5)!=0){return-1;}// 2. 解析数据长度ptr+=5;// 跳过"+IPD,"intdata_len=atoi(ptr);// 3. 找到冒号位置while(*ptr!=':'&&*ptr!='\0')ptr++;if(*ptr!=':')return-2;ptr++;// 跳过冒号// 4. ptr现在指向HTTP响应开始位置char*json_start=strstr(ptr,"\r\n\r\n");if(json_start){json_start+=4;// 跳过空行cJSON*json=cJSON_Parse(json_start);// 解析JSON...}return0;}

透传模式

// ESP8266接收到的HTTP响应格式（无+IPD前缀）HTTP/1.1200OK Date:Mon,17Jan202608:00:00GMT Content-Type:application/json;charset=utf-8Content-Length:385Connection:close{"results":[{"location":{"name":"北京"},"now":{"text":"晴","temperature":"15","humidity":"45"}}]}

解析步骤：

1. 直接接收原始HTTP响应
2. 不需要处理+IPD前缀
3. 直接查找JSON开始位置
4. 解析JSON

// 透传模式数据解析示例intparse_transparent_data(uint8_t*data,intlen){char*ptr=(char*)data;// 直接查找HTTP头结束位置char*json_start=strstr(ptr,"\r\n\r\n");if(json_start){json_start+=4;// 跳过空行cJSON*json=cJSON_Parse(json_start);// 解析JSON...}return0;}

1.2 两种模式对比表

1.3 透传模式设置代码

// 设置ESP8266为透传模式voidesp8266_set_transparent_mode(void){charcmd[64];// 1. 设置工作模式esp8266_send_command("AT+CWMODE=1",2000);// 2. 连接WiFisprintf(cmd,"AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"",WIFI_SSID,WIFI_PASSWORD);esp8266_send_command(cmd,10000);// 3. 设置单连接模式esp8266_send_command("AT+CIPMUX=0",2000);// 4. 开启透传模式esp8266_send_command("AT+CIPMODE=1",2000);// 5. 建立TCP连接sprintf(cmd,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d",SERVER_IP,SERVER_PORT);esp8266_send_command(cmd,5000);// 6. 开始透传esp8266_send_command("AT+CIPSEND",2000);// 现在进入透传模式，所有串口数据直接发送到服务器// 要退出透传，需发送"+++"（不带引号）}// 退出透传模式voidesp8266_exit_transparent_mode(void){// 发送退出透传序列HAL_Delay(1000);HAL_UART_Transmit(&huart3,(uint8_t*)"+++",3,1000);HAL_Delay(1000);// 等待ESP8266响应charresponse[64];if(esp8266_wait_response("OK",2000)){printf("已退出透传模式\n");}}

二、堆栈设置问题详解

2.1 为什么需要调整堆栈大小？

标准库开发时，如果使用以下功能需要调整堆栈：

1. cJSON库：使用malloc()动态分配内存
2. printf重定向：使用malloc()（如果启用浮点数支持）
3. 网络缓冲：较大的数据缓冲区
4. 递归函数：多层递归调用
5. RTOS任务：每个任务有自己的栈

2.2 startup文件中的堆栈设置

; startup_stm32f103xe.s 中的关键配置 Stack_Size EQU 0x400 ; 默认1KB栈 Heap_Size EQU 0x200 ; 默认512B堆

建议调整为：

Stack_Size EQU 0x800 ; 2KB栈（增大） Heap_Size EQU 0x800 ; 2KB堆（增大）

2.3 如何不修改startup文件也能工作？

如果您想保持startup文件不变，可以采用以下策略：

方案1：使用静态分配替代动态分配

// 静态分配缓冲区，避免使用malloc#defineJSON_BUFFER_SIZE1024staticcharjson_buffer[JSON_BUFFER_SIZE];staticcJSON static_cjson_nodes[20];// 自定义malloc/free函数void*my_malloc(size_tsize){staticuint8_tmemory_pool[2048];staticsize_tpool_index=0;if(pool_index+size>sizeof(memory_pool)){returnNULL;}void*ptr=&memory_pool[pool_index];pool_index+=(size+3)&~3;// 4字节对齐returnptr;}voidmy_free(void*ptr){// 静态内存池，不实际释放}// 在main中设置cJSON的内存函数intmain(void){cJSON_Hooks hooks={.malloc_fn=my_malloc,.free_fn=my_free};cJSON_InitHooks(&hooks);// ... 其他初始化代码}

方案2：使用自定义cJSON版本

// 修改cJSON.h，使用静态内存池#defineCJSON_STATIC_POOL_SIZE4096staticcharcjson_memory_pool[CJSON_STATIC_POOL_SIZE];staticsize_tcjson_pool_offset=0;void*cJSON_malloc(size_tsize){if(cjson_pool_offset+size>CJSON_STATIC_POOL_SIZE){returnNULL;}void*ptr=&cjson_memory_pool[cjson_pool_offset];cjson_pool_offset+=size;returnptr;}voidcJSON_free(void*ptr){// 静态内存池，不释放}

2.4 完整的标准库开发代码（不修改startup）

/* main.c - 标准库风格，不依赖大堆 */#include"main.h"#include<string.h>#include<stdio.h>#include"cJSON.h"// 自定义内存管理#defineSTATIC_POOL_SIZE2048staticuint8_tmemory_pool[STATIC_POOL_SIZE];staticsize_tpool_index=0;void*static_malloc(size_tsize){if(pool_index+size>STATIC_POOL_SIZE){returnNULL;}void*ptr=&memory_pool[pool_index];pool_index+=(size+3)&~3;// 4字节对齐returnptr;}voidstatic_free(void*ptr){// 静态内存池，不释放}// HTTP响应缓冲区（静态分配）#defineHTTP_BUFFER_SIZE1024staticcharhttp_buffer[HTTP_BUFFER_SIZE];// ESP8266 AT指令发送voidesp8266_send_at(constchar*cmd,inttimeout_ms){HAL_UART_Transmit(&huart3,(uint8_t*)cmd,strlen(cmd),timeout_ms);HAL_UART_Transmit(&huart3,(uint8_t*)"\r\n",2,timeout_ms);}// 等待特定响应intesp8266_wait_for(constchar*expected,inttimeout_ms){uint32_tstart=HAL_GetTick();intindex=0;charresponse[128];while(HAL_GetTick()-start<timeout_ms){if(HAL_UART_Receive(&huart3,(uint8_t*)&response[index],1,10)==HAL_OK){if(response[index]=='\n'||index>=127){response[index]='\0';if(strstr(response,expected)!=NULL){return1;}index=0;}else{index++;}}}return0;}// 获取天气数据（非透传模式）intget_weather_non_transparent(void){charcmd[128];// 1. 建立TCP连接esp8266_send_at("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"api.seniverse.com\",80",5000);if(!esp8266_wait_for("CONNECT",5000))return-1;// 2. 构建HTTP请求constchar*request="GET /v3/weather/now.json?key=YOUR_KEY&location=beijing HTTP/1.1\r\n""Host: api.seniverse.com\r\n""Connection: close\r\n\r\n";sprintf(cmd,"AT+CIPSEND=%d",strlen(request));esp8266_send_at(cmd,2000);if(esp8266_wait_for(">",1000)){esp8266_send_at(request,2000);}// 3. 接收响应HAL_Delay(2000);inttotal_len=0;// 持续接收直到没有数据while(1){if(HAL_UART_Receive(&huart3,(uint8_t*)http_buffer+total_len,1,100)!=HAL_OK){break;}if(total_len<HTTP_BUFFER_SIZE-1){total_len++;}else{break;// 缓冲区满}}http_buffer[total_len]='\0';// 4. 解析响应returnparse_http_response(http_buffer);}// 解析HTTP响应intparse_http_response(constchar*response){// 查找JSON开始位置constchar*json_start=strstr(response,"\r\n\r\n");if(!json_start)json_start=strstr(response,"\n\n");if(!json_start)return-1;json_start+=2;// 跳过空行// 使用cJSON解析cJSON_Hooks hooks={.malloc_fn=static_malloc,.free_fn=static_free};cJSON_InitHooks(&hooks);cJSON*root=cJSON_Parse(json_start);if(!root)return-2;// 提取数据...cJSON*results=cJSON_GetObjectItem(root,"results");if(results&&cJSON_IsArray(results)){cJSON*first=cJSON_GetArrayItem(results,0);if(first){cJSON*location=cJSON_GetObjectItem(first,"location");cJSON*now=cJSON_GetObjectItem(first,"now");if(location&&now){printf("City: %s\n",cJSON_GetObjectItem(location,"name")->valuestring);printf("Temp: %s°C\n",cJSON_GetObjectItem(now,"temperature")->valuestring);}}}cJSON_Delete(root);return0;}intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();// 初始化串口MX_USART1_UART_Init();// 调试串口MX_USART3_UART_Init();// ESP8266串口printf("Weather Station Starting...\n");// 初始化ESP8266esp8266_send_at("AT",1000);esp8266_wait_for("OK",2000);esp8266_send_at("ATE0",1000);// 关闭回显while(1){if(get_weather_non_transparent()==0){printf("Weather data updated successfully\n");}else{printf("Failed to get weather data\n");}HAL_Delay(300000);// 5分钟更新一次}}

三、实际建议

针对您的需求：

1. 模式选择：建议使用非透传模式，因为：

   • 有明确的数据长度信息
   • 连接状态可控
   • 更适合HTTP这种短连接场景

2. 堆栈设置：

   • 如果只使用标准库，不修改startup也能工作
   • 但建议将Heap_Size增加到0x800（2KB）
   • 这是最小的安全修改

3. 内存策略：

   • 使用静态缓冲区避免malloc
   • 限制JSON解析深度
   • 合理设置缓冲区大小

4. ESP8266型号：

   • 正点原子ATK-ESP8266推荐使用
   • 如果是ESP-01S，注意GPIO较少
   • ESP-12F更适合，有更多GPIO

最简单实用的方案：

// 1. startup.s中修改：// Heap_Size EQU 0x800 (2KB足够)// Stack_Size EQU 0x800// 2. 使用非透传模式// 3. 使用标准库+CJSON// 4. 注意HTTP响应解析

这样既能保持代码的简洁性，又能确保系统的稳定性。