Czym jest JSON? JSON to skrót od Javascript Object Notation …

Wraz z internetem i ogólnym sieciowaniem systemów komputerowych, potrzeba wymiany danych wzrosła od tego czasu. Niezależność platformy jest szczególnie istotna dla systemów w sieci. Dzięki JSON (Java Script Object Notation) bardzo łatwy w użyciu, czytelny dla człowieka i maszyny format danych stał się ustalony dla wymiany danych między systemami internetowymi. Tutaj znajdziesz wszystko, co jest niezbędne do praktycznego wykorzystania i najczęściej zadawane pytania dotyczące JSON w prosty sposób wyjaśnione. Odkryj wszystko, co musisz wiedzieć o korzystaniu z JSON w naszym praktycznym przykładzie i wyjaśnieniach przemysłowych.

Zawartość

1. 1. Co to jest JSON?
   2. Jak działa JSON?
   3. Co to jest węzeł JSON?
   4. Jakie są zalety JSON?
   5. Jaki jest związek między JSON a Javą?
   6. Jakie są obszary zastosowań i praktyczne korzyści?
   7. Jak działa JSON w branży?
   8. Urządzenia i usługi
   9. JSON i XML
   10. JSON i MQTT
   11. JSON w NoSQL
   12. Przykład notacji obiektów Java Script
   13. Prosta komunikacja JSON w praktyce

1. Co to jest JSON?

JSON to niezależny format danych, który nie jest związany z językiem JavaScript. Jednocześnie JSON jest idealnym formatem do wymiany danych między systemami dzięki swojej prostej strukturze i kodowaniu w zestawie znaków Unicode. Zawsze jest wymieniany między aplikacjami jako całość. Jest najłatwiejszy do przetwarzania przez człowieka dokumentu JSON, jeśli dokument jest dostępny jako plik w systemie plików. Zazwyczaj używa się tutaj rozszerzenia pliku „*.JSON”. Zawartość dokumentu JSON jest zasadniczo obiektowo zorientowana w strukturze (patrz Podstawowa struktura).

2. Jak działa JSON?

Formatowanie zawartości dokumentu JSON musi być zgodne ze ścisłą specyfikacją struktury. Oryginalną specyfikację stworzył Douglas Crockford i została udokumentowana jako definicja JSON. Dokument JSON zawsze zaczyna się i kończy na „{” i „}”. Zawartość musi być umieszczona między nawiasami klamrowymi. Nawiasy klamrowe obejmują obiekt. W samym dokumencie można ponownie zdefiniować kolejne obiekty. Pole danych zaczyna się od nazwy, po której następuje wartość po dwukropku. Następnie wartość może być ponownie obiektem.

Zmienne przechowywane w JSON mogą mieć następujące typy:

Wartość logiczna: Wartość logiczna może być prawdą lub fałszem. Słowa kluczowe są używane bez cudzysłowów (np. „aktywny”: prawda).

Liczba: Liczby są reprezentowane cyframi od 0 do 9, opcjonalnie kropką i znakiem. Można również użyć wykładnika (np. „Odległość”: 3,1e+12).

Ciągi: Ciąg to dowolny tekst umieszczony między cudzysłowami (np. „miasto”: „Hamburg”).

Zero: Pusta zmienna jest wskazywana przez przypisanie zera. Nie należy tego mylić z liczbą 0 ani pustym ciągiem. Zero oznacza „nic” (np. „linkage”: zero).

Formatowanie zawartości w dokumencie JSON musi być zgodne ze ścisłą specyfikacją struktury. Oryginalną specyfikację stworzył Douglas Crockford i została udokumentowana jako definicja JSON. Dokument JSON zawsze zaczyna się i kończy na „{” i „}”. Zawartość musi być umieszczona między nawiasami klamrowymi. Nawiasy klamrowe obejmują obiekt. W samym dokumencie można ponownie zdefiniować kolejne obiekty. Pole danych zaczyna się od nazwy, po której następuje wartość po dwukropku. Wartość może być ponownie obiektem.

Struktura

{

„Data field1”: „Value”

„Data object.”

{

„Field 1”: 123

„Field2”: „Text”

„Field3Array”:[„Value1”, „Value2”, „Value3”, „Value4”] }

}

Wskazówka: https://jsonformatter.org/ to przydatne narzędzie do walidacji, formatowania i konwersji JSON.

3. Czym jest węzeł JSON?

Węzeł JSON odnosi się do określonego elementu w obiekcie lub tablicy JSON. Każdy węzeł ma unikalną ścieżkę, która wskazuje jego pozycję w strukturze JSON. Ścieżka składa się z nazwy obiektu lub tablicy, w której znajduje się węzeł, po której następuje jeden lub więcej kluczy, które wskazują ścieżkę do węzła.

Na przykład, jeśli mamy taką strukturę JSON:

{
„name”: „screws”,
„item number”: 1001 ,
„order”: {
„order_number”: 10013,
„date”: 01.01.2023,
„quantity”: 30
}
}

Wtedy „name”, „item number”, „order”, „order number”, „date” i „quantity” są węzłami JSON w strukturze.

Węzły „name”, „item-number” i „order” są bezpośrednimi dziećmi obiektu głównego, podczas gdy „order.order-number”, „order.date” i „order-quantity” są węzłami w obiekcie „order”.

Węzły JSON są często używane do tworzenia danych w jednolitym formacie, dzięki czemu mogą być odczytywane przez inne systemy i urządzenia.

4. Jakie są zalety JSON?

JSON jest szybki do nauczenia dla użytkownika i może być szybko zintegrowany z istniejącymi systemami. Prosta implementacja i krótki okres szkolenia to główne zalety JSON. Ponadto JSON jest już czytelny dla wielu popularnych języków programowania. Istnieje tzw. Parser, który tłumaczy plik JSON i udostępnia go aplikacji. Wszystkie te punkty sprawiają, że JSON jest popularnym formatem danych dla użytkowników.

5. Jaki jest związek pomiędzy JSON i Java?

Definicja JSON pochodzi z podzbioru definicji języka JavaScript w standardzie ECMA-262. Jednak fakt, że JSON ma takie pochodzenie i nazwa „Java Script Object Notation” nie oznacza, że ​​JSON jest ograniczony do użycia w JavaScript. JSON jest całkowicie niezależny i niezwiązany z językiem JavaScript. W JavaScript istnieje wiele wbudowanych funkcji do pracy z JSON, co sprawia, że ​​używanie JSON w JavaScript jest szczególnie łatwe. W wielu innych językach dostępne są jednak również odpowiednie frameworki. W razie wątpliwości prosty format tekstowy JSON można odczytać i przetworzyć w dowolnym języku programowania.

6. Jakie są obszary zastosowań i praktyczne korzyści?

Ze względu na uproszczoną strukturę i kodowanie w zestawie znaków Unicode, JSON jest idealnym formatem do wymiany danych między systemami. I to bez konieczności rozważania systemów operacyjnych, architektur komputerowych lub języków programowania.

Dane są przechowywane w formacie JSON i przesyłane jako pakiet danych do systemu docelowego za pośrednictwem dowolnych kanałów (http, plik, TCP/IP, baza danych itp.). Ze względu na strukturę i zintegrowane elementy opisowe, bardzo łatwo jest ponownie ocenić dane przez system docelowy. Ponieważ dane będą wymieniane jako zamknięty pakiet/dokument, jest to bardzo odpowiednie dla procesów asynchronicznych. JSON jest najczęściej używany w środowiskach internetowych, ale coraz częściej znajduje zastosowanie w różnych obszarach zastosowań.

7. Jak JSON działa w branży?

Format JSON staje się coraz bardziej powszechny w środowisku przemysłowym. Ważnym czynnikiem jest coraz ściślejsza integracja maszyn i urządzeń terenowych z technologiami internetowymi. Ze względu na urządzenia terenowe i systemy oprogramowania z interfejsami REST (Co to jest REST?) oraz integrację czujników i urządzeń za pośrednictwem MQTT, JSON jest już szeroko stosowany. Obecne wykorzystanie NoSQL i rosnący trend w kierunku uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji sprawiają, że JSON jest niezastąpiony jako prosty, ale elastyczny format danych.

8. Urządzenia i usługi

Usługi, które dostarczają informacje za pośrednictwem interfejsu REST, często zwracają swoje dane w formacie JSON. Przykładem jest usługa pogodowa OpenWeatherMap. Na przykład to wywołanie zwraca aktualną pogodę w Londynie w formacie JSON: https://openweathermap.org/

Aby uzyskać szczegółowy przykład, odwiedź nasz artykuł instruktażowy na temat łączenia OpenWeatherMap.

Urządzenia JSON to zazwyczaj źródła danych, które wysyłają swoje dane za pośrednictwem protokołu MQTT i są częścią IoT.

9. JSON i XML

XML (Extensible Markup Language) to język opisu. Opis danych jest w swojej istocie podobny do JSON. Opis za pomocą tagów w XML powoduje większe obciążenie pracą. Dane można opisać nie tylko za pomocą tagów, ale także za pomocą atrybutów (np. TEKST). W rezultacie, gdy dane są wymieniane, Nadawca i Odbiorca muszą mieć bardzo wyraźne informacje o uzgodnionej strukturze.

Natomiast struktura w JSON jest elastyczna i całkowicie zrozumiała dla Odbiorcy w każdym przypadku i możliwa do przekształcenia w obiekty bez wcześniejszego uzgodnienia struktury.

Dlatego XML nadaje się do jasno zdefiniowanych interfejsów danych, a JSON do elastycznej wymiany danych.

10. JSON i MQTT

Protokół MQTT to prosty i lekki protokół transportowy do wymiany danych. Jest często używany przez urządzenia i usługi, które muszą radzić sobie z ograniczoną przepustowością i mocą obliczeniową. Format danych MQTT nie jest określony. Jednak ładunek danych jest często formatowany jako dokument JSON, ponieważ jest idealny do tego przypadku użycia. Z tego powodu istnieje wielu partnerów połączeń MQTT, którzy publikują swoje dane w formie JSON.

Natomiast struktura w JSON jest elastyczna i całkowicie zrozumiała dla Odbiorcy w każdym przypadku i możliwa do przekształcenia w obiekty bez wcześniejszego uzgodnienia struktury.

Dlatego XML nadaje się do jasno zdefiniowanych interfejsów danych, a JSON do elastycznej wymiany danych.

11. JSON i NoSQL

Bazy danych oparte na dokumentach wykorzystujące koncepcję NoSQL są dobrze znanym przypadkiem użycia JSON. Te bazy danych akceptują dokumenty JSON do przechowywania i zwracają je w przypadku zapytań. Ze względu na elastyczną strukturę JSON możliwe jest przekazywanie dowolnych dokumentów JSON do zorientowanej na dokumenty bazy danych NoSQL. Zapytania w tych bazach danych mogą uzyskiwać dostęp do wszystkich pól i obiektów w dokumentach bez wcześniejszej definicji schematu, a zatem zwracać dokumenty z kryteriami dopasowania w zapytaniach. Nie ma potrzeby definicji schematu, jak w przypadku tradycyjnego SQL.  OPC Router zawiera wtyczkę do wysyłania danych do baz danych MongoDB.

12. Przykład notacji obiektów JavaScript

Nieco bardziej złożony przykład jest wyjaśniony w zleceniu produkcyjnym z wieloma komponentami. Zlecenie produkcyjne jest opisane przez niektóre pola bazowe i tablicę, która zawiera komponenty. Każdy komponent jest opisany jako oddzielny obiekt z własnymi polami opisu.

{
„Order number”: 4711,
„Quantity”: 15000.0,
„Item”: „Product A”,
„Planned date”: „6/4/2020”,
„Release”: true,
„Components”:[
{
„Name”: „Component A”,
„Material number”: 292345,
„Quantity”: 345,123,
„Storage areas”: [ 3, 6, 23 ] }, {
„Name”: „Component B”,
„Material number”: 908431,
„Quantity”: 12034,123,
„Storage areas”: [ 1, 2, 9 ] },
{
„Name”: „Component C”,
„Material number”: 928398,
„Quantity”: 2623.2,
„Storage locations”: [ 10 ] },
] }

Więcej informacji

Przeczytaj, w jaki sposób wtyczka JSON wyodrębnia dane z różnych źródeł, przekształca je i udostępnia w ten sposób Twoim systemom.

Przeczytaj, jak wykorzystanie OPC Routera firmy inray w firmie produkującej silniki i narzędzia ogrodowe STIHL zwiększa ogólną efektywność automatyzacji. Integracja systemu ERP SAP i jego bazy danych, a także serwera SQL linii montażowej umożliwiają wydajną dokumentację i śledzenie produkcji, a także automatyczną kontrolę procesu.

Dowiedz się więcej o Industry 4.0! Czwarta rewolucja przemysłowa poprzez digitalizację: ludzie, maszyny i produkty są bezpośrednio ze sobą połączone. Przeczytaj więcej w naszym artykule!

OPC Router to oprogramowanie, które umożliwia łatwe i intuicyjne łączenie systemów za pomocą JSON.
Przetestuj OPC Router już teraz w bezpłatnej i pełnej wersji demonstracyjnej.