JP2001283363A

JP2001283363A - 警報システム

Info

Publication number: JP2001283363A
Application number: JP2000101514A
Authority: JP
Inventors: Yoshikiyo Kikuchi; 喜清菊池
Original assignee: KIKUCHI GIKEN CONSULTANT KK
Current assignee: KIKUCHI GIKEN CONSULTANT KK
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2001-10-12
Anticipated expiration: 2020-04-03
Also published as: JP3334872B2

Abstract

(57)【要約】【課題】危険地域等にいる人に直接に、かつ確実に異
常発生等を報知することが可能な警報システムを提供す
る。【解決手段】センサ部１００、送信機１及び受信機２
を備える。送信機１は、可聴周波数の信号を生成する発
信回路１１を有し、通常時には可聴周波数で変調した電
波を送信モジュール１２、送信アンテナ１３を用いて送
信し、センサ部１００の動作時には無変調に切り替えて
搬送波のみを送信する。受信機２は、受信モジュール２
２、処理回路２３、駆動回路２４、スピーカ２５、及び
振動モータ２６を備え、送信機１からの電波が無変調で
あったとき、スピーカ２５、振動モータ２６を駆動し、
所持者に異常発生を警告する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、警報システムに関
し、詳しくは、危険地域で作業する作業者のそれぞれに
緊急危険情報を個別に報知するための警報システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】地滑り、崩落等の危険が懸念される地域
の下方での作業がやむを得ない場合、地滑り、崩落等の
危険を素早く検知し、作業者にサイレンを鳴らしたり警
告灯を点灯する等の報知を行って、緊急避難を促し、人
身事故の発生を防止する対策が必要になる。

【０００３】図６は従来の警報システムの模式図であ
る。危険地域に木、樹脂材等を用いた支柱１１０、１１
１が所望の間隔を存して立設され、支柱１１０と支柱と
の間にはセンサ部１００が取り付けられている。センサ
部１００は、支柱１１１に一端が連結されたワイヤ（又
はロープ）１０１、このワイヤ１０１の他端と支柱１１
０との間とに連結されたスプリング１０２、支柱１１０
の上端に固定具１０４を介して支持された接点保持板１
０３、この接点保持板１０３の先端に立設された金属製
の接点１０５及び接点１０５に対向させてワイヤ１０１
に立設された金属製の接点１０６を備えている。センサ
部１００は、接点１０５，１０６の相対位置を保持する
ためのガイドを備えたボックスに収納するのが望まし
い。

【０００４】接点１０５と１０６には、コード１１２と
１１３が接続され、これらのコード１１２，１１３には
警報装置１１４が接続されている。警報装置１１４には
サイレン１１５及び回転灯１１６が接続されている。

【０００５】地滑りや崩落が発生すると、支柱１１０と
支柱１１１との間隔が拡がり、若しくは土砂がワイヤ１
０１に押し寄せるなどにより、ワイヤ１０１に張力が発
生し、矢印の方向に伸びが生じる。この伸びに応じて接
点１０６は接点１０５の方向に移動し、ついには接点１
０５に接点１０６が接触する。これによりコード１１２
と１１３の間には閉回路が形成され、警報装置１１４に
入力信号が発生する。警報装置１１４は、入力信号の印
加を検知すると、サイレン１１５を駆動し、周囲の作業
者に警報音を発して警告する。同時に、回転灯１１６が
駆動され、点灯しながら回転する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来の警報システムによれば、サイレン１１５や回転灯
１１６を作業者の近くに設置できるとは限らない。ま
た、大きな騒音を発生するブルドーザ等の重機が作業場
所で稼働していることも多い。このような場合、作業者
が警報音を聞き逃がすおそれがある。また、回転灯は地
形や作業状態によっては、作業者が点灯を見ることがで
きなかったり、見落とすおそれがある。作業者が複数の
場合、他の人から教えてもらうことも可能であるが、そ
の分だけ把握する時間が経過し、逃げ遅れるおそれも生
じる。このように、サイレン１１５や回転灯１１６を設
置しても、有効に機能しないおそれがある。

【０００７】本発明の目的は、前記のような従来の問題
を解決しようとするものであり、危険地域等にいる人に
直接に、かつ確実に異常発生等を報知することができ、
作業者の安全を図ることができるようにした警報システ
ムを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の警報システムは、地形の変動、崩壊等を
検出する１又は複数のセンサと、所定周波数の信号を生
成する発信回路を有し、通常時には前記所定周波数で変
調した電波を送信し、前記センサのいずれかが動作した
ときには無変調に切り替えて搬送波のみを送信する送信
機と、前記送信機からの電波を受信しても前記所定周波
数による変調成分が検出されなかったとき、内蔵の音響
発生器又は振動発生器等からなる報知手段を駆動する１
又は複数の受信機を備えることを特徴とするものであ
る。

【０００９】この構成によれば、センサが動作しない通
常時には、送信機からは変調された電波が送信され、受
信機では変調成分の検出をもってセンサの未動作を判定
し、警報等は行わない。センサが１つでも動作した場
合、これに応じて送信機は電波を無変調にし、搬送波の
みを送信する。この場合、受信機は無変調状態を検出し
たことをもって、内蔵の音響発生器又は振動発生器等か
らなる報知手段を駆動し、受信機を所持する作業者等に
緊急事態の発生を警告する。これにより、危険地域等に
いる作業者等にサイレンや回転灯によらず、直接に異常
発生等を報知することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の警報システムを示
すブロック図である。警報システムは、親機としての送
信機１と、子機としての受信機２から成る。受信機２は
任意の台数を用いることができる。送信機１は、例え
ば、図６に示したセンサ部１００からの信号を基に送信
用の変調信号１１ａ（例えば、１ＫＨｚの連続パルス）
を生成するとともに、警報用信号１１ｂを生成する発信
回路１１、発信回路１１からの変調信号１１ａに基づい
て高周波信号を生成する送信モジュール１２、送信モジ
ュール１２からの高周波信号を電波として放射する送信
アンテナ１３、発信回路１１からの警報用信号１１ｂに
基づいて報知手段であるサイレン１５及び回転灯１６を
駆動する駆動回路１４を備えている。電源は、図示しな
いバッテリーを用い、安定化電源回路を用いて安定化し
た電圧を各回路へ供給する。

【００１１】一方、受信機２は、送信機１からの電波を
受信する受信アンテナ２１、この受信アンテナ２１によ
る受信信号の増幅及び復調を行う受信モジュール２２、
この受信モジュール２２の出力を処理する処理回路２
３、この処理回路２３の出力に基づいて駆動出力を生成
する駆動回路２４、報知手段である警報音を発生する音
響発生器としてのスピーカ２５（又は、ブザー）及び緊
急事態の発生を振動により報知する振動発生器としての
振動モータ２６、電源となる電池２７を備えている。振
動モータ２６は、携帯電話機に用いられているバイブレ
ータを流用することができる。受信機２は、作業者の腰
のベルトに装着し、或いはポケットに入れることが可能
なサイズ及び重量に小型化され、携帯が容易なように構
成されている。ケース外部に突出物が出ないようにする
ため、受信アンテナ２１にはプリントアンテナや逆Ｆ型
アンテナを用いることができる。

【００１２】受信モジュール２２及び送信モジュール１
２には、法定規格に基づく特定小電力無線局テレメータ
及びテレコントロール用として開発された市販の無線モ
ジュールを用いることができる。この無線モジュール
は、１つのＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路を送受信
に共用したトランシーバ機能を備えたもの、或いは受信
専用に構成されたものがあり、例えば、５３×３５×１
２（ｍｍ）のサイズで１つの電子部品としてまとめられ
ている。その仕様は、送信出力が１〜１０ｍＷ、周波数
が４２９ＭＨｚ帯、動作電圧２．８〜１２Ｖ、最大４０
チャンネル、最高データ速度が４８００ｂｐｓとなって
いる。

【００１３】図２は送信機１の詳細を示す回路図であ
る。図示例では、２つのセンサ部１００ａ，１００ｂが
設けられてお、センサ部１００ａと１００ｂは同一構成
であり、図６で説明した通りであるので、その説明を省
略する。また、ノイズフィルタ及びスイッチ用トランジ
スタから成るセンサ回路も同一構成であるので、以下に
おいてはセンサ部１００ａ側についてのみ説明する。

【００１４】センサ部１００ａには、ワイヤ１０１ａか
らの高周波信号及び交流信号の成分を除去するためのノ
イズフィルタ３１ａが接続され、このノイズフィルタ３
１ａにトランジスタ３２ａのベースが接続されている。
トランジスタ３２ａはエミッタ接地型のスイッチであ
り、ベースがオープンのときには抵抗３４ａを介してベ
ースバイアスが与えられ、スイッチＯＮになっている。
トランジスタ３２ａのコレクタと電源Ｖｃｃとの間には
負荷としてのランプ３３ａが接続されている。トランジ
スタ３２ａ，３３ｂのコレクタには発信回路１１が接続
されている。

【００１５】発信回路１１は、トランジスタ３２ａ，３
２ｂの出力電圧のＯＲ論理をとるオアゲート３５及び無
安定マルチバイブレータを形成するアンドゲート３６，
３７を備えている。アンドゲート３６の入力端子と出力
端子間には抵抗３８と３９が直列にして接続され、これ
ら抵抗３８、３９の中間接続点とアンドゲート３７の出
力端子との間にコンデンサ４０が接続されている。

【００１６】駆動回路１４は、オアゲート３５の出力電
圧を積分するＲＣ積分回路を構成する抵抗４１及びコン
デンサ４２、積分回路の出力電圧を波形整形するシュミ
ットトリガ４３、このシュミットトリガ４３の出力によ
り動作するＪＫフリップフロップ（ＪＫ−ＦＦ）４４、
このＪＫ−ＦＦ４４のデータをクリアするためのスイッ
チ４５、ＪＫ−ＦＦ４４の出力によりサイレン１１５及
び回転灯１１６を動作させる駆動部４６を備えている。

【００１７】図３は親機（送信機１）の設置例を示す斜
視図である。送信機１は、本体部１５と電源となるバッ
テリー１６をケース１７に収納して構成される。ケース
１７は、地面に立設された支柱１８に木ねじ等の固定具
を用いて取り付けられる。本体部１５のパネル面には、
ランプ３３ａ，３３ｂ、…及び接続端子板１８が取り付
けられている。接続端子板１８には、センサ部１００ａ
及び１００ｂに接続されるコード１１２ａ，１１３ａ及
び１１２ｂ，１１３ｂや、サイレン１１５に接続される
コード１９、回転灯１１６に接続されるコード２０が接
続される。

【００１８】図４は受信機（子機）２における処理回路
２３の詳細を示す回路図である。処理回路２３は、ＬＥ
Ｄ２８を駆動するインバータ５１、電流制限用の抵抗５
２，５４、負荷抵抗５６、コンパレータを形成するため
のフィードバック用抵抗５８、基準電圧Ｖs 生成用の抵
抗５９，６０、整流用のダイオード５３、平滑用のコン
デンサ５５、コンパレータ用のオペレーショナルアンプ
５７、インバータ５１の出力を反転するインバータ６１
及びインバータ６１とコンパレータ出力との論理積をと
るアンドゲート６２より構成される。

【００１９】受信モジュール２２のＣＡＲ端子２２ａの
出力電圧（ＣＡＲ：キャリア）はインバータ５１に入力
される。インバータ５１は出力電圧（ＣＡＲ）が所定値
以上のときにオンになり、ＬＥＤ２８を駆動する。受信
モジュール２２のＡＦ出力端子２２ｂのＡＦ出力信号
は、ダイオード５３、コンデンサ５５及び抵抗５６によ
って構成される整流回路により平滑され、ＤＣ化され
る。この整流出力電圧Ｖrは、オペレーショナルアンプ
５７と抵抗５８を用いたコンパレータにより基準電圧Ｖ
s と比較される。基準電圧Ｖs は、電源Ｖccとグランド
間に直列接続された抵抗５９，６０の中間接続点の分圧
電圧を用いる。コンパレータ５７は、Ｖr＞Ｖsのときに
“Ｈ”レベルの出力信号を発生する。この出力信号はア
ンドゲート６２によりＣＡＲ信号をインバータ５１，６
１により２回反転して得られた信号（＝ＣＡＲ信号）と
のアンド論理が取られ、アンドゲート６２の出力が駆動
回路２４へ出力する駆動信号Ｖd となる。アンドゲート
６２にＣＡＲ信号分が入力されることにより、後述する
ように、通報圏外エリア７５に入って搬送波及びＡＦ信
号が無くなっているのに駆動信号Ｖd が出力されるとい
う事態の発生を回避することができる。

【００２０】図５は通報サービスエリアと通報圏外エリ
アにおける受信機の動作を説明する説明図である。丘陵
７１の頂上には送信機（親機）１が設置され、斜面７２
の崩落が予想される地盤７３上にセンサ部１００が設置
されている。送信機１の設置点を中心にして通報サービ
スエリア７４が形成され、その外側に通報圏外エリア７
５が形成される。

【００２１】ここで、通報サービスエリア７４には受信
機（子機）２を所持した作業者７６を含む数人の作業者
が存在し（作業者７６の全員が受信機２を所持すること
もできる。）、通報圏外エリア７５にも受信機２を所持
した作業者７７が存在するものとする。通報サービスエ
リア７４内の作業者７６の受信機２は電波到達圏にある
ため、キャリアが受信され、処理回路２３のインバータ
５１が動作し、ＬＥＤ２８が点灯する。一方、通報圏外
エリア７５内の作業者７７の受信機２は電波が到達しな
いため、キャリアを受信できず、インバータ５１の出力
が“Ｈ”レベルになるため、ＬＥＤ２８が消灯する。こ
のように、ＬＥＤ２８の点灯／消灯の状況から自分（或
いは複数人）が通報サービスエリア７４と通報圏外エリ
ア７５のどちら側にいるのかを把握することができる。

【００２２】ところで、送信機１は、特定小電力無線用
の送信モジュール１２を用いているため、送信電力が小
さく、他の強力な電波や外来ノイズの影響を受け易い。
これらの影響を受けたとき、送信機１が動作していなく
とも受信機２が誤動作し、誤った警報を発することにな
る。そこで、通常時には、送信機１から常時、変調信号
１１ａ（発信回路１１で生成）を変調した電波を送信
し、一種の無線バリアを形成している。しかし、それで
も外部の影響を排除できないおそれがある。このような
場合、送信モジュール１２にトランシーバ機能を備えた
ものを用い、４０チャンネルを受信回路によりスキャン
し、不使用の開いているチャンネルに送信チャンネルを
変更するようにすればよい。

【００２３】次に、本発明の警報システムの動作につい
て説明する。送信機１の電源がオンにされていると、平
常時には、センサ部１００ａ，１００ｂがオフであるた
め、トランジスタ３２ａ，３２ｂには抵抗３４ａ，３４
ｂを通してベースバイアスが与えられ、トランジスタ３
２ａ，３２ｂは共にオン状態にあり、ランプ３３ａ，３
３ｂが点灯している。このとき、トランジスタ３２ａ，
３２ｂのコレクタは共に“Ｌ”レベルにあるため、オア
ゲート３５の出力は“Ｌ”レベルにあり、アンドゲート
３６，３７は無安定マルチバイブレータとして動作し、
設定した周波数で発振する。発信回路１１の出力信号は
送信モジュール１２に入力（無線モジュールを用いた場
合、データ入力（ＤＩ）端子に入力）される。送信モジ
ュール１２は変調された高周波電力を生成し、送信アン
テナ１３から放射させる。オアゲート３５の出力が
“Ｌ”レベルであるため、駆動回路１４は動作せず、サ
イレン１１５及び回転灯１１６は駆動されない。

【００２４】受信機２においては、受信アンテナ２１に
より送信機１からの電波が受信され、受信モジュール２
２によって増幅され、さらに復調される。ＣＡＲ端子２
２ａからはＤＣ電圧がキャリア成分として出力され、Ａ
Ｆ出力端子２２ｂからは発信回路１１で生成された変調
信号１１ａを復調したＡＦ信号が出力される。ＣＡＲ端
子２２ａに出力電圧が生成されていることにより、処理
回路２３のインバータ５１はＬＥＤ２８を点灯しない。
更に、処理回路２３は、ＡＦ出力端子２２ｂに出力信号
があることにより、インバータ６１の出力は“Ｌ”レベ
ルとなり、駆動回路２４へは駆動信号が出力されない。
したがって、スピーカ２５及び振動モータ２６は駆動さ
れない。

【００２５】次に、例えば、センサ部１００ａが設置さ
れた場所で地滑り、崩落等が発生した場合、支柱１１
０、１１１の間隔が拡がったり、土砂がワイヤ１０１ａ
に押し寄せるなどによりワイヤ１０１ａに張力を生じさ
せ、これにより接点１０６が移動し、接点１０５と１０
５’は電気的に接続する。これによりトランジスタ３２
ａのベースが接地され、トランジスタ３２ａはオフ動作
になり、ランプ３３ａが消灯し、センサ部１００ａの動
作を報知する。そして、トランジスタ３２ａのコレクタ
電圧が“Ｈ”レベルになるため、オアゲート３５の出力
は“Ｈ”レベルになり、アンドゲート３６，３７による
無安定マルチバイブレータは動作を停止する。この結
果、送信モジュール１２からは無変調のキャリアのみが
送信される。

【００２６】一方、オアゲート３５の出力が“Ｈ”レベ
ルに転じたことにより、抵抗４１を通してコンデンサ４
２が充電され、所定の電圧値に到達した時点でシュミッ
トトリガ４３から矩形波の出力信号が発生する。この信
号はＪＫ−ＦＦ４４のＣＫ（クロック）端子に入力さ
れ、ＪＫ−ＦＦ４４はＣＫ端子の入力信号に同期して
“Ｈ”レベルの信号を発生し続ける。この出力信号に応
じて駆動部４６が起動し、サイレン１１５及び回転灯１
１６が駆動され、周辺の作業者に緊急事態が発生したこ
とを音響及び赤ランプの点滅により報知する。

【００２７】受信機２においては、受信アンテナ２１に
より送信機１からの電波が受信され、受信モジュール２
２によって増幅の後、復調が行われる。ＣＡＲ端子２２
ａからはＤＣ電圧がキャリア成分として出力され、ＡＦ
出力端子２２ｂからはＡＦ信号は出力されない。処理回
路２３は、ＣＡＲ端子２２ａに出力電圧が有るので、Ｌ
ＥＤ２８は点灯し、ＡＦ出力端子２２ｂに出力信号が無
いため、コンパレータ５７の判定はＶs ＞Ｖr となって
“Ｌ”レベルの出力信号が発生し、インバータ６１の出
力が“Ｈ”レベルになる結果、駆動回路２４へ駆動信号
Ｖd が出力される。この信号により、駆動回路２４はス
ピーカ２５及び振動モータ２６を駆動する。スピーカ２
５からは警報信号が発せられ、この警報から緊急事態の
発生を知ることができる。更に、振動モータ２６で作ら
れた振動を装着者が体感することにより、警報音と共
に、或いは警報音が聞こえない場合でも緊急事態の発生
を知ることができる。

【００２８】このように、本発明の警報システムによれ
ば、事故等の緊急時に送信機１から送信された電波を受
信機２により受信し、警報音、振動により作業者等に直
接に緊急事態の発生を報知することが可能になり、作業
者等に危険が迫っていることを確実に、かつ迅速に知ら
せることができるようになり、人身事故を低減すること
ができる。

【００２９】なお、送信機１は図１及び図２で示す前記
実施形態に限定されるものではなく、同一目的を達成す
る他の回路により構成することができる。同様に、受信
機２においても、図１及び図４で示す前記実施形態に限
定されるものではない。また、センサ部は、図６に示し
た構成に限定されるものではなく、センサ出力として閉
回路を形成でき、かつ検出目的に合致した構造であれば
どのようなものであってもよい。また、設置台数も任意
に選択することができる。このほか、本発明は、その基
本的技術思想を逸脱しない範囲で種々設計変更すること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ンサと、通常時には変調した電波を送信し、前記センサ
が動作したときには無変調に切り替えて搬送波のみを送
信する送信機と、前記送信機からの電波を受信し、変調
成分が検出されなかったときに報知手段を駆動する受信
機を備えることにより、危険地域等にいる人にサイレン
や回転灯によらず、直接に、かつ確実に異常発生等を報
知することができ、したがって、作業者の安全性の向上
を図ることができ、結果的に作業を能率良く行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る警報システムを示す
ブロック図である。

【図２】図１の送信機（親機）の詳細を示す回路図であ
る。

【図３】図１の送信機の設置例を示す斜視図である。

【図４】図１の処理回路の詳細を示す回路図である。

【図５】通報サービスエリアと通報圏外エリアにおける
受信機の動作説明図である。

【図６】従来の警報システムを示す模式図である。

【符号の説明】

１送信機２受信機１１発信回路１２送信モジュール１４，２４駆動回路２１受信アンテナ２２受信モジュール２３処理回路２５スピーカ２６振動モータ２７電池２８ＬＥＤ３３ａ，３３ｂランプ１００，１００ａ，１００ｂセンサ部１１５サイレン１１６回転灯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地形の変動、崩壊等を検出する１又は複
数のセンサと、所定周波数の信号を生成する発信回路を有し、通常時に
は前記所定周波数で変調した電波を送信し、前記センサ
のいずれかが動作したときには無変調に切り替えて搬送
波のみを送信する送信機と、前記送信機からの電波を受信しても前記所定周波数によ
る変調成分が検出されなかったとき、報知手段を駆動す
る１又は複数の受信機とを備えることを特徴とする警報
システム。
【請求項２】前記送信機は、その送信部に法定規格の
特定小電力無線用の送信モジュール又はトランシーブ機
能を備えたモジュールを用いることを特徴とする請求項
１記載の警報システム。
【請求項３】前記モジュールは、切り替え可能な複数
の送信チャンネルを有し、他の電波の妨害、外来ノイズ
の等の影響があるときに他の送信チャンネルに切り替え
る手段を備えることを特徴とする請求項２記載の警報シ
ステム。
【請求項４】前記送信機は、サイレン及び回転灯を駆
動するための駆動回路を備え、前記所定周波数による変
調が止められたときに前記駆動回路を起動させることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記載の警
報システム。
【請求項５】前記送信機は、前記センサのそれぞれの
動作状態を表示する１又は複数の表示器と、前記１又は
複数の表示器を対応する前記センサの出力状態に応じて
駆動するスイッチ回路とを備えることを特徴とする請求
項１，２，又は４記載の警報システム。
【請求項６】前記受信機は、その受信部に法定規格の
特定小電力無線用の受信モジュールを用いることを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載の警報システ
ム。
【請求項７】前記受信機は、前記送信機からの前記搬
送波成分の有無により点灯又は消灯する発光素子を備
え、その駆動状態から前記受信機が前記送信機による通
報サービスエリアの圏内に在るか圏外に在るかを報知す
ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
警報システム。
【請求項８】前記受信機は、携帯可能な外形を有し、
バッテリーを電源として動作することを特徴とする請求
項１乃至７のいずれかに記載の警報システム。