一种基于微信小程序在RTS2的控制框架扩展*

梁　波，田智雁，王　锋，邓　辉，卫守林

(昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室，云南 昆明　650500)

远程望远镜系统第2版*http://rts2.org(Remote Telescope System 2nd version, RTS2)是一种基于Linux操作系统的远程天文望远镜控制系统，设计目的是实现全自动的天文望远镜控制。根据其开源性特点，天文技术研究人员可以很容易从GitHub获得源代码，并根据GitHub上的方法在Ubuntu操作系统下安装和配置RTS2。

在RTS2中已经拥有了像rts2-mon等命令行界面工具对系统进行控制，但是这些工具只能在已经安装并依赖RTS2软件包的Linux机器上运行，然而，移动终端的广泛使用，科研人员工作和生活半径增大，在需要移动办公和远程监控需求时，RTS2的自备工具极为不便，甚至有些情况鞭长莫及。

对于天文望远镜的观测监控人员来说，能够实时查看运行状态、报警信息和发送控制请求是很有必要的。近年来，国内在天文望远镜自主观测系统的控制扩展上已出现一些研究成果，在RTS2中可以访问RTS2的rts2-xmlrpc服务，通过8889端口号以网络访问的方式对RTS2进行监控和状态查看[1-4]，并且天文观测技术人员通过改进的XMP-RPC接口，使用XML格式数据，实现了浏览器对系统的操作，但是XML格式复杂，传输占用带宽比较大，解析XML需要耗费大量的中央处理器资源，不具备轻量级环境中使用；或者继承Rts2 Client Core类实现一个服务，开发浏览器页面通过WebSocket[3-4]对RTS2进行监测和控制。两种实现，都是希望利用浏览器的轻便解决传统命令行界面环境的局限，在浏览器中，需要记录访问的统一资源定位器(Uniform Resource Locator, URL)，对于记忆和使用都比较麻烦，不利于望远镜的监测和控制的使用。

随着移动终端的发展，微信使用十分普遍，如能将望远镜的实时监测和控制界面移植到微信小程序中，对于观测人员实时控制望远镜系统将更加简便。本文正是基于此背景展开相应的研究工作，在分析其他已有研究成果的基础上，采用HTTP协议与微信小程序进行JSON数据交互，从而实现RTS2自主控制系统进行监测和控制。

1　微信小程序与RTS2的数据交互

1.1　微信小程序

微信(WeChat)*http://www.chinastor.org/GuoNeiXinWen/8699.html是腾讯公司2011年推出的一个为智能终端提供即时通讯服务的免费应用程序。随着近几年技术的发展，腾讯公司推出了触手可及、用完即走的微信小程序[5]，它不需要下载和安装就可以使用，用户扫一扫或者搜一下即可以打开应用，用完之后退出即可，无需关闭卸载[6]，可在微信内便捷地获取与传播，具有很出色的用户体验；微信支持多种不同操作系统的移动终端，微信小程序开发者可以不用考虑移动终端是Android系统还是IOS系统，只需要实现开发所需要的功能即可，但是要想使用微信小程序，用户的微信版本必须升级到6.5.3及以上版本。

微信小程序的开发与写HTML界面很相似，它的主要开发内容也包括界面index.wxml、index.wxss和index.js，并通过微信小程序提供的接口与开发者的服务器进行数据交互。以微信作为载体的微信小程序与RTS2进行数据交互的流程如图1。

图1微信小程序访问RTS2流程图
Fig.1The WeChat Micro-program access to RTS2 flow chart

在微信小程序中，每访问RTS2服务一次，都需要先访问微信服务器，所以在做服务访问时需要调用微信小程序封装好的访问方法wx.request(OBJECT)，然后通过微信服务器与RTS2服务进行数据交互，最后将JSON数据返回给微信小程序。由于微信小程序提供的接口，对访问的URL中不能拥有端口号的限制，要想通过微信小程序访问自己的服务器，先得把observatoryserver中的端口号做一个地址映射，将端口号隐藏，这样才能很好地通过微信小程序与RTS2进行交互。

1.2　数据处理

微信小程序通过发送HTTP请求与RTS2服务进行数据交互，这一点与网络访问RTS2服务一致。根据JSONAPI提供的各种命令，微信小程序可以通过HTTP地址访问RTS2服务，RTS2根据不同的命令，以JSON的格式返回对应的数据，为了避免出现中文乱码现象，微信小程序与RTS2服务进行数据交互时，都需要设置数据编码格式为UTF-8。比如，通过地址http://observatoryserver/apipath/jsoncommands，加上相应的传入参数，就可以获取RTS2返回的JSON格式的数据{infotime: 1502882474.90689, uptime: 1502882474.052562, focuser: “F0”}，在微信小程序中，通过jquery很方便地获取JSON格式的数据，通过代码obj.infotime可以获取1502882474.90689数据，该数据为时间戳，在做数据处理时，需要对数据进行时间转换，具体方法可以通过以下代码转换：

var day=new Date(parseInt(time)*1000);

var date="."+ time.split(".")[1];

time=day.toLocaleDateString().replace(///g, "-") + "T" +day.toTimeString().substr(0, 8)+parseFloat(date).toFixed(3);

由于不同JSON命令获取的数据不同，在微信小程序里写了一个通用的方法，将RTS2返回的JSON格式数据，做了一个基本的转换，将原键值对的数据分开，形成新的JSON格式的数据，具体核心代码如下：

var json="{′list′:[";

vari=0;

for(varkin devices){

if(i> 0)

json+=",";

json+="{′name′: ′"+k+"′, ′values′: ′"+devices[k]+"′}";

i++;

}

json+="]}";

var obj=eval(′(′+json+′)′);

前述JSON数据经上述代码转化为{list:[{key: infotime, value: 1502882474.90689}, {key: uptime, value: 1502882474.052562}, {key: focuser, value: “F0”}]}这样的格式，JSON格式易于阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效提升网络传输效率。

2　微信小程序设计

2.1　JSON API命令

根据GitHub中最新RTS2源代码的分析，提供了很多命令可以通过浏览器或移动终端设备获取RTS2中的设备信息，并通过一些参数可以控制设备。这些命令可以对天文望远镜自主系统进行远程控制和远程查看设备控制、状态信息，同时还可以获取相应的天文图片。本文使用的一些命令具体介绍如下：

(1)控制命令

a、直接控制cmd

通过使用cmd命令，可以根据传入的device和target两个参数，向RTS2中的不同设备发送命令控制设备。比如，要观察目标8的下一个目标，通过地址 http://observatoryserver/apipath/cmd?d=EXEC&c=next%208就可以向设备发送控制命令(在这种情况下， 脚本有一个替换为 ‘%20’ 的空格以符合http urls标准)。

b、运行脚本控制runscript、killscript

微信小程序可以通过runscript命令运行脚本、killscript关闭正在运行的脚本，通过微信小程序向RTS2发送控制信息runscript?d=C0&s=E%201可以运行已经准备好的脚本(在这种情况下， 脚本有一个替换为 ‘%20’ 的空格以符合http urls标准)。

(2)devbytype

通过调用devbytype方法，可以通过选择设备类型，查询与之匹配的设备列表，表1*http://rts2.org/wiki/doku.php?id=code:json列出了可供选择设备类型的代码。

(3)devices

微信小程序通过使用devices命令，可以获取连接到RTS2中的所有设备列表，该数据以JSON格式描述。

(4)get

微信小程序通过get命令，结合设备名称参数，获取某个连接设备的具体数据，比如设备的状态、位置等详细的数据生成JSON格式从RTS2中返回微信小程序，以便观测人员进行解析显示。

(5)lastimage、currentimage

微信小程序通过lastimage命令获取最后采集的图片，通过currentimage命令获取当前采集的图片。

表1　设备类型Table1　Equipmenttype

2.2　RTS2的微信小程序终端控制系统实现

根据上述讨论的技术，在移动终端依托微信小程序，利用开源的RTS2，在微信小程序上实现了一套基于RTS2的望远镜系统状态查看、连接在RTS2上设备的信息及状态查看和望远镜拍摄图片查看的系统原型。系统以部署在Ubuntu16.04上的RTS2为服务，使用系统为Android6.0版本的手机且安装版本为6.5.10的微信，微信小程序与RTS2交互的访问流程如图2。

图2微信小程序功能图
Fig.2The WeChat Micro-program function diagram

通过微信开发工具将微信小程序发布到微信上即可使用，微信小程序通过使用devices命令获取连接设备列表，根据需要查看设备的状态和信息，设备信息、状态和性能数据的显示界面如图3。

根据图3的显示信息可以看出通过小程序发送JSON封装的命令，获取连接设备的基本信息，微信小程序自带的调试和性能监控功能可以看出中央处理器占用率是1%，内存消耗只有151 M，运行小程序对手机硬件的要求不高，同时，由于小程序自身拥有即开即用、不需要下载安装等特点，也不会占用系统的存储空间。在现实使用中，观测人员通过微信小程序可以随时随地查看连接设备信息和拍摄的天文图片，同时也可以根据JSON命令控制设备。

图3设备信息、状态和性能
Fig.3Device information, status and performance

3　结束语

RTS2作为一个开源的天文望远镜控制系统，在天文领域许多研究人员对其进行研究和使用，基于浏览器通过XMLRPC[1]/WebSocket[3-4]协议对其进行实时的控制和状态查询进行扩展，通过微信的广泛使用，以此为载体，提供微信小程序，只需要观测人员或者值守人员拥有微信客户端，使用场景与手机操作系统无关，可以在移动终端随时随地查看连接设备状态，获取望远镜拍摄的图片。虽然本文的自主控制系统是RTS2，同样可以借助JSON Proxy Server扩展到ASCOM框架，实现一个基于微信小程序针对自主望远镜控制系统远程的通用框架。

总体来说，本文实现的通用望远镜控制微信程序设计能够满足对连接设备信息查看和控制的观测需要。由于本文基于HTTP协议进行，所有获取都是主动模式，与WebSocket相比，实时方面有所欠缺，在下一步工作中，可寻找技术手段进行改进。

参考文献：

[1]冉凡辉, 邓辉, 梁波, 等. 基于XML-RPC的RTS2自主观测系统远程访问技术[J]. 天文研究与技术——国家天文台台刊, 2013, 10(4): 372-377.

Ran Fanhui, Deng Hui, Liang Bo, et al. A study of remote access techniques for an RTS2 autonomous observation software system based on the XML-RPC[J]. Astronomical Research & Technology——Publications of National Astronomical Observatories of China,2013,10(4):372-377.

[2]谌俊毅, 陈东, 范玉峰, 等. 基于嵌入式系统的望远镜远程控制实验[J]. 天文研究与技术——国家天文台台刊, 2007, 4(1): 36-41.

Chen Junyi, Chen Dong, Fan Yufeng, et al. The remote control experiment of the telescope based on the embedded Internet[J]. Astronomical Research & Technology——Publications of National Astronomical Observatories of China, 2007, 4(1): 36-41.

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Xu Jun, Jin Zhenyu. Remote control of astronomical terminals based on WinSockets[J]. Publications of the Yunnan Observatory, 2001(1): 40-46.

[4]卫守林, 曹子皇, 王锋, 等. 基于WebSocket的RTS2Web控制研究[J].天文研究与技术——国家天文台台刊, 2014, 11(4): 404-409.

Wei Shoulin, Cao Zihuang, Wang Feng, et al. A study of web control of an RTS2 system based on the WebSocket[J]. Astronomical Research & Technology——Publications of National Astronomical Observatories of China, 2014, 11(4): 404-409.

[5]匡文波, 李芮, 任卓如. 微信小程序面面观[J]. 新闻论坛, 2017(2): 15-18.

Kuang Wenbo, Li Rui, Ren Zhuoru. Face view micro-program[J]. News Tribune, 2017(2): 15-18.

[6]王天泥. 当图书馆遇上微信小程序[J]. 图书与情报, 2016(6): 83-86.

Wang Tianni. When library encounters WeChat mini-apps[J]. Library and Information, 2016(6): 83-86.