1.本发明涉及无人值守设备的远程控制，具体涉及一种远端无人值守设备及其控制方法、远端控制系统。
背景技术：
2.在区域警戒、环境监测等应用场景中，一般需要在广域范围内分布式部署大量无人值守设备，一部分设备需要长时间工作，而部分设备则在出现紧急情况或者日常巡检过程中才需要开机工作，这样可以大大降低对电源系统的容量需求，便于在野外恶劣环境下部署轻量级的无人值守系统，降低对基建、防护的工程要求。
3.目前较为常见的方法是有人值守中心站发送指令通过网路传输至远端无人值守设备的控制系统，控制系统执行上级指令对各分支子系统进行开关机操作，从而完成相应的监控、测量等任务。该方案中处于远端的无人值守设备中的网络交换机、控制系统等一直处于供电状态，虽然可以通过休眠模式降低功耗，但是长时间开机会导致部分电子元器件老化，大面积部署时更换费时费力。另外，对于轻量级部署的无人值守设备，因环境或者使用模式限制，并不能随之安装太阳能板等电源补充设备，持续的低功耗输出也会导致电池亏电，最终导致系统无法工作。
技术实现要素：
4.本发明提供了一种远端无人值守设备及其控制方法、远端控制系统，用于解决目前处于远端的无人值守设备能源消耗大、电子元器件易老化以及持续低功耗输出导致电池亏电的问题。
5.本发明采用在线光功率计探测通信光纤中的激光功率来判断中心站开关机状态，进而控制远端无人值守设备开机或关机，进而降低系统功耗，提高整体待机时间和寿命。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种远端无人值守设备，包括第二光通信模块、测量设备、电源和无人值守设备交换机，其特殊之处在于：
8.还包括远程开关控制装置；
9.所述远程开关控制装置包括依次连接的在线光功率计、电流电压转换电路和比较电路，比较电路的输出端与继电器的控制端连接；所述继电器包括三组常开触点；
10.所述在线光功率计与所述第二光通信模块连接；所述在线光功率计用于接收有人值守中心站发射的总通信激光，并将总通信激光分为第一通信激光和第二通信激光，并将第一通信激光转换为光电流送入电流电压转换电路，将第二通信激光送入第二光通信模块；
11.所述继电器的三组常开触点的一端分别连接电源的输出端，三组常开触点的另一端分别连接第二光通信模块、测量设备与无人值守设备交换机的电源端连接；
12.所述无人值守设备交换机与所述第二光通信模块连接；所述无人值守设备交换机
与测量设备连接；
13.所述电源的输出端分别与在线光功率计、电流电压转换电路、比较电路和继电器的电源端连接，用于供电。
14.一种远程控制系统，基于上述所述的远端无人值守设备，其特殊之处在于：包括有人值守中心站和n个远端无人值守设备；所述有人值守中心站包括控制计算机、中心站交换机和第一光通信模块；
15.所述控制计算机和中心站交换机连接，所述中心站交换机与第一光通信模块连通，所述第一光通信模块用于发射总通信激光，第一光通信模块通过通信光纤分别与n个所述在线光功率计连接。
16.一种远端无人值守设备的控制方法，其特殊之处在于，包括步骤如下：
17.步骤1，在线功率计实时监测是否接收到有人值守中心站发射的总通信激光，若在线功率计接收到总通信激光，则执行步骤2；
18.步骤2，在线功率计将总通信激光分为第一通信激光和第二通信激光，并将第一通信激光转化为光电流，第二通信激光进入第二光通信模块，用于光通信；
19.步骤3，光电流经过电流电压转换电路转换为电压信号，电压信号与所述第一通信激光的激光功率正相关；
20.步骤4，电压信号进入比较电路，当电压信号的幅值大于比较电路中预先设置的阈值电压，比较电路的输出端向继电器的控制端输入高电平信号；
21.步骤5，继电器在高电平信号的控制下常开触点闭合，接通第二光通信模块、无人值守设备交换机和测量设备的供电电源；
22.步骤6，第二光通信模块、无人值守设备交换机和测量设备建立与有人值守中心站之间的通信联系；
23.测量设备完成相应任务后，依次通过无人值守设备交换机、第二光通信模块和在线光功率计将数据输送至有人值守中心站；
24.步骤7，有人值守中心站接收到任务完成信号后，停止发送总通信激光，在线光功率计接收到的激光功率下降，电流电压转换电路输出的电压信号的幅值下降至小于比较电路中预先设置的阈值电压时，比较电路输出低电平信号，继电器在低电平信号的作用下控制常开触点断开连接，第二光通信模块、无人值守设备交换机和测量设备停止工作；返回步骤1。
25.进一步地，步骤2，所述第一通信激光占总通信激光的1％-5％，所述第二通信激光占总通信激光的99％-95％。
26.进一步地，所述第一通信激光占总通信激光的1％，所述第二通信激光占总通信激光的99％。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
28.1、本发明采用在线光功率计对总通信激光进行旁路分光，分光比例小于5％，其余总通信激光均用于通信，光通信链路完整，不存在中间转换或切换部件，不会引入新的附加时间延迟，不会降低链路传输效率。
29.2、本发明采用在线光功率计监测通信光纤中激光功率，并由此判断无人值守中心站开关机状态，无需有人值守中心站发送控制指令启动远端无人值守设备，降低了开关控
制装置设计复杂度。
30.3、本发明中远端无人值守设备中仅有在线光功率计、电流电压转换电路、比较电路及继电器长期供电，无人值守设备交换机、第二光通信模块及其它设备均全部断电，有利于降低系统整体的待机功耗。远程开关控制装置的待机功耗非常小，仅有0.3w。
附图说明
31.图1为本发明实施例中一种远端控制系统的结构示意图。
32.其中，附图标记如下：
33.1-控制计算机，2-中心站交换机，3-第一光通信模块，4-在线光功率计，5-电流电压转换电路，6-比较电路，7-继电器，8-第二光通信模块，9-测量设备，10-电源，11-无人值守设备交换机。
具体实施方式
34.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。
35.如图1所示，一种远端控制系统，包括有人值守中心站与广域范围内分布式部署的大量的远端无人值守设备，且两者之间通过通信光纤连接。有人值守中心站部署依次连接的控制计算机1、中心站交换机2及第一光通信模块3。控制计算机1通过中心站交换机2和光第一通信模块3与远端无人值守设备进行网络连接，其上运行数据分析及显示软件，供操作人员决策。
36.远端无人值守设备中包含远程开关控制装置、第二光通信模块8、无人值守设备交换机11、测量设备9及电源10。第一光通信模块3的输出端和远程开关控制系统的输入端连接，电源10向远程开关控制装置、第二光通信模块8、无人值守设备交换机11和测量设备9进行供电。远程开关控制装置的输出端分别与第二光通信模块8、无人值守设备交换机11和测量设备9的输入端连接，第二光通信模块8和无人值守设备交换机11相互连通。测量设备9为无人值守系统中主要工作载荷，实现系统主要功能，例如区域警戒、环境监测等。第二光通信模块8及无人值守设备交换机11负责将测量设备9获得的数据及其它设备的状态信息以网络数据发送至有人值守中心站，并接收有人值守中心站发送的其它控制指令。电源10提供各系统所需的电能，一般采用铅酸电池、锂电池等，可外接太阳能板为电池补充电能。
37.远程开关控制装置中包含依次连接的在线光功率计4、电流电压转换电路5、比较电路6和继电器7。在线功率计4用于接收第一光通信模块3的部分光功率，并输出微弱电信号；电流电压转换电路5用于接收在线功率计4输出的光信号，并进行信号放大和阻抗变换；比较电路6可以设置用于比较的阈值，以消除在线光功率计4和电流电压转换电路5的噪声，判读第一光通信模块3是否有正常的激光信号发送，当第一光通信模块3的工作状态发生变化时，输出不同的电压值；继电器7根据比较电路6输出的不同的电压值，变化工作状态，实现远程开关的功能，进一步通过控制电源10实现第二光通信模块8、测量设备9和无人值守设备交换机11的开通和关闭。
38.远程开关控制装置由电源10供电，长期通电。在线光功率计4分别与第一光通信模块3和第二光通信模块8互相连通；继电器7的三组常开触点的一端分别连接电源10的输出
端，三组常开触点的另一端分别连接第二光通信模块8、测量设备9与无人值守设备交换机11的电源端连接。
39.基于上述远端无人值守设备的一种远端无人值守设备的控制方法，步骤如下：
40.步骤一：有人值守中心站中的控制计算机1、中心站交换机2、第一光通信模块3开机，第一光通信模块3发出通信激光，经长距离通信光纤传输至远端无人值守设备。
41.步骤二：远端无人值守设备中远程开关控制装置中的在线光功率计4对有人值守中心站第一光通信模块3发出的总通信激光进行分光，分光比例为1％-5％的部分激光经在线光功率计4转换为光电流，其余99％-95％的激光均进入第二光通信模块8用于正常光通信。
42.步骤三：在线光功率计4输出的光电流经过电流电压转换电路5放大为电压信号，该电压信号与在线光功率计4分光获得的激光功率正相关，当光纤中激光功率增加时，该电压信号幅值增加。
43.步骤四：电压信号进入比较电路6，当电压信号的幅值大于预先设定的阈值电压后，比较电路6输出高电平至继电器7的控制端。
44.步骤五：继电器7在比较电路6输出的高电平信号控制下闭合，接通电源10至第二光通信模块8、无人值守设备交换机11及测量设备9。
45.步骤六：第二光通信模块8、无人值守设备交换机11开机后，建立与有人值守中心站内第一光通信模块3、中心站交换机4的网络连接，测量设备9开机工作完成相应任务并通过无人值守设备交换机11、第二光通信模块8、在线光功率计4、第一光通信模块3以及中心站交换机2将数据传递至控制计算机1。
46.步骤七：当控制计算机1接收到工作任务完成的信号后，有人值守中心站关机，所有设备断电，第一光通信模块3停止发送通信激光，在线光功率计4所接受激光功率下降，转换获得的电压信号幅值下降。
47.步骤八：当电压信号下降至预设阈值电压以下时，比较电路6输出低电平，继电器7断开电源10，第二光通信模块8、无人值守设备交换机11及测量设备9停止工作。
48.本发明说明书中未做作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。