JSON Serialiser written in pure mongodb aggregate.

jsonify.js

db.aggregate([{
    $replaceRoot: {
      newRoot: {
        _id: '$_id',
        data: {
          $objectToArray: '$$ROOT'
        }
      }
    }
  },
  {
    $unwind: '$data'
  },
  {
    $project: {
      jsonKey: {
        $concat: [
          '"',
          {
            $replaceOne: {
              input: '$data.k',
              find: '"',
              replacement: '\\"'
            }
          },
          '"'
        ]
      },
      jsonValue: jsonValue()
    }
  },
  {
    $group: {
      _id: '$_id',
      json: {
        $push: {
          $concat: ['$jsonKey', ':', '$jsonValue']
        }
      }
    }
  },
  {
    $project: {
      json: {
        $concat: ['{', {
          $reduce: {
            input: '$json',
            initialValue: '',
            in: {
              $concat: [
                "$$value",
                {
                  $cond: [{
                    $eq: ["$$value", ""]
                  }, "", ", "]
                },
                {
                  $toString: "$$this"
                },
              ],
            }
          }
        }, '}']
      }
    }
  },
  {
    $group: {
      _id: null,
      json: {
        $push: '$json'
      }
    }
  },
  {
    $project: {
      json: {
        $concat: [
          '[',
          {
            $reduce: {
              input: '$json',
              initialValue: '',
              in: {
                $concat: [
                  "$$value",
                  {
                    $cond: [{
                      $eq: ["$$value", ""]
                    }, "", ", "]
                  },
                  {
                    $toString: "$$this"
                  },
                ],
              }
            }
          },
          ']'
        ]
      }
    }
  },
])

function jsonValue(f = "$data.v", i = 0) {
  if (i > 2) return 'null';
  return {
    $switch: {
      branches: [
        // Number
        {
          case: {
            $isNumber: f
          },
          then: {
            $toString: f
          }
        },
        // String
        {
          case: {
            // Check it's a string type
            $eq: [{
                $type: f
              },
              'string'
            ]
          },
          then: {
            // Make sure to escape double quotes
            $concat: [
              '"',
              {
                $replaceOne: {
                  input: f,
                  find: '"',
                  replacement: '\\"'
                }
              },
              '"'
            ]
          }
        },
        // Boolean
        {
          case: {
            $eq: [f, true]
          },
          then: 'true'
        },
        {
          case: {
            $eq: [f, false]
          },
          then: 'false'
        },
        // Null
        {
          case: {
            $eq: [f, null]
          },
          then: 'null'
        },
        // Array
        {
          case: {
            $isArray: f
          },
          then: {
            // map array
            $concat: [
              '[',
              {
                $reduce: {
                  input: f,
                  initialValue: '',
                  in: {
                    $concat: [
                      "$$value",
                      {
                        $cond: [{
                          $eq: ["$$value", ""]
                        }, "", ","]
                      },
                      jsonValue("$$this", i + 1)
                    ]
                  }
                }
              },
              ']'
            ]
          }
        },
        // Object
        {
          case: {
            $eq: [{
                $type: f
              },
              'object'
            ]
          },
          then: {
            // map object
            $concat: [
              '{',
              {
                $reduce: {
                  input: {
                    $objectToArray: f
                  },
                  initialValue: '',
                  in: {
                    $concat: [
                      "$$value",
                      {
                        $cond: [{
                          $eq: ["$$value", ""]
                        }, "", ","]
                      },
                      {
                        $concat: [
                          '"',
                          {
                            $replaceOne: {
                              input: "$$this.k",
                              find: '"',
                              replacement: '\\"'
                            }
                          },
                          '":',
                          jsonValue("$$this.v", i + 1)
                        ]
                      }
                    ]
                  }
                }
              }
            ]
          }
        }
      ],
      default: 'null'
    }
  };
}