基于UI Automation的桌面版微信自動(dòng)化應(yīng)用

楊恩波，張 祝，付瑞瀅，鄒海東

(1.貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300；2.貴州省銅仁市氣象防災(zāi)減災(zāi)中心，貴州 銅仁 554300；3.貴州省松桃苗族自治縣氣象局，貴州 松桃 554100)

0 引言

近年來新媒體技術(shù)的應(yīng)用有效提高了政府部門間協(xié)作效率，同時(shí)在擴(kuò)大公共氣象服務(wù)覆蓋面上發(fā)揮了重要作用。以微信為例，省、市、縣三級氣象部門通過加入其他職能部門工作交流群，可及時(shí)將服務(wù)信息發(fā)送到相關(guān)部門，對常規(guī)服務(wù)手段形成了有利補(bǔ)充[1]；通過關(guān)注微信公眾號(hào)，公眾亦可及時(shí)有效地獲取氣象部門的權(quán)威預(yù)報(bào)及服務(wù)信息。貴州省氣象服務(wù)中心在2019年投入運(yùn)行的微信機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)將預(yù)警信號(hào)靶向發(fā)布至受影響地區(qū)的目標(biāo)群，而常規(guī)預(yù)報(bào)、決策氣象服務(wù)材料等內(nèi)容的發(fā)送仍依賴于各級氣象部門值班服務(wù)人員手動(dòng)操作，面對服務(wù)對象較多的現(xiàn)狀，這一做法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且存在漏發(fā)的可能，如何提高服務(wù)效率是急需解決的問題。

目前針對微信公眾號(hào)的信息推送技術(shù)擁有微信官方的技術(shù)支持，但針對普通微信號(hào)的自動(dòng)化技術(shù)受限制較多。有開發(fā)者利用網(wǎng)頁版微信開放協(xié)議[2]開發(fā)了相關(guān)微信自動(dòng)化工具，但該方法不具備普適性，部分微信賬號(hào)特別是新申請的賬號(hào)無法使用網(wǎng)頁版微信開放協(xié)議；部分開發(fā)者使用其他相關(guān)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)了微信自動(dòng)化功能，但使用方法未開源，且未獲得官方認(rèn)可，存在一定違規(guī)風(fēng)險(xiǎn)。

本文介紹基于UI Automation技術(shù)[3-4](以下簡稱UIA)的桌面版微信軟件自動(dòng)化的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對桌面版微信程序的控制，從而達(dá)到自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)文字類、文件類(含圖片)等信息的目的，減輕服務(wù)人員的工作壓力并提升工作效率，同時(shí)以12379網(wǎng)站為例介紹預(yù)警信息的獲取及入庫等關(guān)鍵步驟執(zhí)行過程，以FTP方式為例介紹文件類信息的獲取及入庫過程。

1 關(guān)鍵技術(shù)介紹

本文所介紹的關(guān)鍵技術(shù)為通過UIA實(shí)現(xiàn)對桌面版微信程序的控制，從而達(dá)到使其自動(dòng)執(zhí)行指定操作的目的。UIA是由微軟公司開發(fā)的界面自動(dòng)化測試框架，為技術(shù)人員提供通過編程控制Windows操作系統(tǒng)絕大多數(shù)程序界面元素的方法，從而實(shí)現(xiàn)模擬相關(guān)操作。該框架主要用于桌面程序編寫階段對界面穩(wěn)定性進(jìn)行測試，支持Win32應(yīng)用程序、.NET Windows窗體應(yīng)用程序和WPF應(yīng)用程序。

為減小開發(fā)難度，利用Python語言開發(fā)，UIA采用封裝后的UI Automation模塊[3]，界面使用PyQt5構(gòu)建，使用SQLite輕型數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)任務(wù)記錄及日志記錄等功能，數(shù)據(jù)庫讀寫使用Python自帶的sqlite3庫。使用Request庫實(shí)現(xiàn)12379網(wǎng)站預(yù)警信息獲取[5]，使用FTPlib模塊實(shí)現(xiàn)文件類信息的獲取[6]；消息發(fā)送過程中為提高執(zhí)行速度借助Pyperclip模塊實(shí)現(xiàn)對剪貼板的控制[7]。

2 應(yīng)用設(shè)計(jì)介紹

2.1 主要運(yùn)行流程

如圖1所示，應(yīng)用的主要運(yùn)行流程為主進(jìn)程依據(jù)時(shí)鐘定時(shí)連接SQLite數(shù)據(jù)庫，檢索是否存在待發(fā)消息，如果有則依據(jù)消息類型分別通過UIA操控桌面版微信執(zhí)行不同的信息發(fā)送操作，并及時(shí)在數(shù)據(jù)庫中將發(fā)送完的消息標(biāo)記為已執(zhí)行。SQLite數(shù)據(jù)庫中的消息記錄由信息采集/入庫程序負(fù)責(zé)，該功能可集成于主程序中，通過多線程的方式開啟，也可使用獨(dú)立程序執(zhí)行。

圖1 應(yīng)用運(yùn)行流程Fig.1 The logic diagram of the app

2.2 微信界面元素控制

桌面版微信界面中涉及自動(dòng)控制的元素主要包含5個(gè)：主界面、搜索框、消息輸入框、打開文件按鈕、發(fā)送按鈕。使用UI Automation對桌面版微信軟件進(jìn)行解析，經(jīng)梳理后關(guān)鍵元素相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。獲得相關(guān)元素?cái)?shù)據(jù)后可通過指定程序根據(jù)控件的深度及控件名稱來查找控件的位置，并進(jìn)行操作。

表1 微信軟件關(guān)鍵元素解析表Tab.1 The Analyzing result of WeChat's key elements

若要完成查找“銅仁氣象微信工作群”，并進(jìn)入消息編輯界面，方法如下：

import uiautomation as auto

wechatWindow=auto.WindowControl(searchDepth=1,ClassName=′WeChatMainWndForPC′)

TargetName=‘銅仁氣象微信工作群’

wechatWindow.SendKeys(′{Ctrl}f′, waitTime=1.0)

search.SendKeys(TargetName, waitTime=1.0)

choice=wechatWindow.TextControl(searchDepth=12, Name=′′)

if choice.Exists(maxSearchSeconds=3):

choice.Click(simulateMove=False)

return True

else:

wechatWindow.SendKeys(′{Esc}′)

return False

若要在消息輸入框中輸入“天氣預(yù)報(bào)”4個(gè)字并發(fā)送，方法如下：

import uiautomation as auto

wechatWindow=auto.WindowControl(searchDepth=1,ClassName=′WeChatMainWndForPC′)

msg=“天氣預(yù)報(bào)”

edit=wechatWindow.TextControl(searchDepth=4) # 查找消息輸入框

edit.SendKeys(msg)

edit.SendKeys(′{Enter}′)

若要打開指定位置的雨量圖并發(fā)送，方法如下：

import uiautomation as auto

wechatWindow=auto.WindowControl(searchDepth=1,ClassName=′WeChatMainWndForPC′)

file_path=′D: ain.png′

sendfilebtn=wechatWindow.ButtonControl(searchDepth=14, Name=′發(fā)送文件′)

filepathinput=wechatWindow.EditControl(searchDepth=4, Name=′文件名(N):′)

fileopenbtn=wechatWindow.SplitButtonControl(Name=′打開(O)′)

sendfilebtn.Click(simulateMove=False)

filepathinput.SendKeys(′%s′ %file_path)

fileopenbtn.Click(simulateMove=False, waitTime=1.0)

edit.SendKeys(′{Enter}′)

在實(shí)際操作過程中可通過Pyperclip模塊將消息內(nèi)容存儲(chǔ)在剪貼板中，同時(shí)利用發(fā)送快捷鍵(Ctrl+C/V)的方式提升執(zhí)行速度及效率。

2.3 SQLite數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫包含2張表，表名分別為Schedule(用于存儲(chǔ)消息記錄)和Log(用于存儲(chǔ)日志)，表結(jié)構(gòu)如表2、表3所示：

表2 Schedule表結(jié)構(gòu)Tab.2 The structure of Schedule Table

表3 Log表結(jié)構(gòu)Tab.3 The structure of Log Table

2.4 12379網(wǎng)站預(yù)警信息讀取

目前，各級氣象臺(tái)在國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)中發(fā)布預(yù)警信號(hào)后，信息將逐級匯總到國家級服務(wù)器，同時(shí)在12379網(wǎng)站(www.12379.cn)上呈現(xiàn)，通過解析12379網(wǎng)站的alarm_list_all.html文件，將數(shù)據(jù)返回為json格式，然后逐一檢索每一條預(yù)警信號(hào)，判斷是否有指定地點(diǎn)氣象臺(tái)新發(fā)布的預(yù)警信號(hào)，方法如下：

alarmsite=′http://www.12379.cn/data/alarm_list_all.html′

alarmzone=‘銅仁市氣象臺(tái)’

def readalarm():

alarm=msgpara()[′alarmmsg′]

alarmjson=requests.get(alarmsite)

alarmjson.encoding=′utf-8′

alarmjson=json.loads(alarmjson.text)[′alertData′] # 舊的預(yù)警信號(hào)

i=0

while i

if alarmzone in alarmjson[i][′description′]:

alarm=(alarmjson[i][′description′])

break

else:

alarm=msgpara()[′alarmmsg′]

i=i+1

return alarm

取得需要入庫的預(yù)警信號(hào)文本內(nèi)容后將其寫入SQLite數(shù)據(jù)庫Schedule表中即可，寫入時(shí)需指定好需要發(fā)布的對象，即表2中target字段。

2.5 FTP方式獲取文件類消息

在應(yīng)用開發(fā)過程中，曾嘗試局域網(wǎng)共享及FTP服務(wù)器等2種方式獲取文件類消息，二者均可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。綜合考慮網(wǎng)絡(luò)安全及銅仁市氣象臺(tái)業(yè)務(wù)環(huán)境等因素后，采取了FTP服務(wù)器作為唯一途徑。具體做法為：

①預(yù)報(bào)員將需要發(fā)布的文檔或圖片上傳到FTP服務(wù)器指定目錄；

②信息采集程序(主要使用FTPlib模塊)定時(shí)掃描FTP服務(wù)器中指定目錄，如果發(fā)現(xiàn)其中有文件，則將文件下載至本地，將本地路徑(對應(yīng)表2中content字段)等信息寫入SQLite數(shù)據(jù)庫Schedule表中，同時(shí)刪除FTP服務(wù)器中的文件。

③主程序監(jiān)測到文件類待發(fā)消息并執(zhí)行完發(fā)送流程后，將本地文件刪除。

3 應(yīng)用成效

基于本文所介紹方法開發(fā)的微信機(jī)器人軟件已在銅仁市氣象局正式投入運(yùn)行。最新版本在完善文件類消息發(fā)送功能后于2021年4月下旬開始運(yùn)行。截止目前共計(jì)向30余個(gè)黨政工作交流群及公眾氣象服務(wù)群轉(zhuǎn)發(fā)各類信息505條。其中文本類消息(含預(yù)警信號(hào)和1060121短信)209條，文檔類消息160條(主要是決策氣象服務(wù)材料)，圖片類消息136條，在歷次重大天氣過程中第一時(shí)間為政府相關(guān)部門應(yīng)對重大天氣過程提供了服務(wù)信息，同時(shí)為部分公眾提供日常氣象預(yù)報(bào)作為出行的參考。

4 結(jié)束語

本文介紹了基于UI Automation技術(shù)的桌面版微信自動(dòng)化方法，為解決相關(guān)自動(dòng)化需求提供了新的開發(fā)思路。該方法可解決因微信賬號(hào)權(quán)限無法使用網(wǎng)頁版微信開放協(xié)議的難題，同時(shí)避免使用第三方微信自動(dòng)化閉源協(xié)議，安全性較高。需要注意的是該方法無法實(shí)現(xiàn)消息發(fā)送的并發(fā)，即需要向目標(biāo)群或好友逐一發(fā)送。盡管執(zhí)行效率低于基于網(wǎng)頁版API的相關(guān)工具，但相較于人工發(fā)送的方式已經(jīng)有了很大提高，避免了漏發(fā)、誤發(fā)等問題，同時(shí)對微信賬號(hào)安全無影響。此外，該方法也可用于對值班人員的告警提醒，如在達(dá)到特定告警條件時(shí)，向值班人員撥打微信語音電話。