JP2009157494A - センサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】連動動作を１品種のセンサで行うことができ、さらに配線の施工を容易に行うことができるセンサシステムを提供する。
【解決手段】直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力供給部１０１が出力する直流電力を供給する電力供給線路Ｗｄｃと、電力供給線路Ｗｄｃから直流電力を供給されて人または物の状態を検知した検知結果を報知するとともに、他の火災警報機へ検知結果に基づいた連動信号を電力供給線路Ｗｄｃを介して送信し、電力供給線路Ｗｄｃを介して連動信号を受信した場合に警報を報知する複数の火災警報機Ｕ１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサシステムに関するものである。

従来、所定のエリアに人または物の状態を検知するセンサを複数設けて、火災検知や侵入者検知等を行うセンサシステムがある（例えば、特許文献１参照）。

センサシステムは、例えば図４に示すように、火災警報親機３００と火災警報子器３１０が住戸内の適所に設置され、煙、熱などの火災要因を検出して火災警報を出力し、他の親機３００または子器３１０に対して連動信号を送出することによって、互いに連動して火災警報を出力する構成となっている。

図５に示すように、火災警報親機３００は、ＣＰＵからなる制御部３００ａと、火災検知部３００ｂと、スピーカ３００ｃと、ＬＥＤ素子３００ｄと、電源・通信送受信回路３００ｅと、電源・通信重畳回路３００ｆと、ＡＣ／ＤＣコンバータ３００ｇとで構成され、制御部３００ａによって各部の動作が制御される。

また火災警報子器３１０は、ＣＰＵからなる制御部３１０ａと、火災検知部３１０ｂと、スピーカ３１０ｃと、ＬＥＤ素子３１０ｄと、電源・通信送受信回路３１０ｅとで構成され、制御部３１０ａによって各部の動作が制御される。

火災警報親機３００、火災警報子器３１０は、各電源・通信送受信回路３００ｅ，３１０ｅから配線３４０を介して渡り接続されており、火災警報親機３００のＡＣ／ＤＣコンバータ３００ｇは、交流ブレーカ３３０から配線３４１を介して入力される商用電源を所定の直流電圧に変換して駆動電源として出力し、自己の駆動電源として使用するとともに、配線３４０を介して渡り接続された火災警報子器３１０に駆動電源を供給する。

そして、火災警報親機３００において、火災検知部３００ｂが熱、煙によって火災の発生を検知すると、スピーカ３００ｃから警報音を鳴動させるとともにＬＥＤ素子３００ｄを点滅させて、火災警報を出力する。さらに、電源・通信重畳回路３００ｆが、駆動電源の直流電圧に連動信号を重畳させて電源・通信送受信回路３００ｅから配線３４０を介して火災警報子器３１０に連動信号を送信し、連動信号を受信した火災警報子器３１０は、スピーカ３１０ｃから警報音を鳴動させるとともにＬＥＤ素子３１０ｄを点滅させて、火災警報を連動出力する。

また、火災警報子器３１０において、火災検知部３１０ｂが熱、煙によって火災の発生を検知すると、スピーカ３１０ｃから警報音を鳴動させるとともにＬＥＤ素子３１０ｄを点滅させて、火災警報を出力する。さらに、電源・通信送受信回路３１０ｅから配線３４０の直流電圧に連動信号を重畳させて火災警報親機３００および他の火災警報子器３１０に連動信号を送信し、連動信号を受信した火災警報親機３００および他の火災警報子器３１０は、スピーカ３００ｃ，３１０ｃから警報音を鳴動させるとともにＬＥＤ素子３００ｄ，３１０ｄを点滅させて、火災警報を連動出力する。
特開２００６−２３５７８２号公報

上記従来のセンサシステムでは、システムの駆動電源を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ３００ｇを搭載した火災警報親機３００が最低１つは必要となり、火災警報親機３００と火災警報子器３１０とが互いに異なる構成となることから、システム内の全ての警報器を同一機種で統一することはできなかった。

また、火災警報親機３００と火災警報子器３１０との間の渡り配線３４０と、商用電源から火災警報親機３００への配線３４１との２系統の配線が必要となり、施工が煩わしいものであった。さらに、図４に破線で示すインターホン親機３２０（ドアホン子器３２１との通話機能を有する）を設けて、火災検知時には、インターホン親機３２０からも火災警報を連動出力する場合には、火災警報親機３００からインターホン親機３２０へ連動信号を送信するための信号線３４２が別途必要となり、さらに施工が煩わしいものになっていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、連動動作を１品種のセンサで行うことができ、さらに配線の施工を容易に行うことができるセンサシステムを提供することにある。

請求項１の発明は、直流電力を出力する直流電力供給部と、直流電力供給部が出力する直流電力を供給する電力供給線路と、電力供給線路から直流電力を供給されて人または物の状態を検知した検知結果を報知するとともに、他のセンサへ検知結果に基づいた連動信号を電力供給線路を介して送信し、電力供給線路を介して連動信号を受信した場合に警報を報知する複数のセンサとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、同一の構成を備える複数のセンサを電力供給線路に接続するだけで、連動動作が可能なセンサシステムを実現できるので、連動動作を１品種のセンサで行うことができ、さらに全てのセンサは、同一の電力供給線路を用いて電源供給と通信を行うので、配線の施工を容易に行うことができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記電力供給線路から直流電力を供給されてドアホン子器との間で通話を行うとともに、電力供給線路を介して連動信号を受信した場合に警報を報知するインターホン親機を備えることを特徴とする。

この発明によれば、インターホン親機による連動動作も容易に行うことができる。

以上説明したように、本発明では、連動動作を１品種のセンサで行うことができ、さらに電力供給および通信のための施工を容易に行うことができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。建屋Ｈには、図３に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される電気機器である直流機器Ｕとが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器Ｕに直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器Ｕとの間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器Ｕへの給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器Ｕが構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器Ｕからなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器Ｕからなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器ＵからなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器Ｕからなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で建屋Ｈに先行配置（建屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器Ｕからなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、建屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器Ｕ）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器Ｕ）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、建屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器Ｕである照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器Ｕとともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器Ｕあるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器Ｕを接続することができ、接続された直流機器Ｕに直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器Ｕに直接設けた接触子（図示しないプラグの栓刃や導体片等）または接続線を介して設けた接触子が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有しており、接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器Ｕが通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器Ｕだけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器Ｕであるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器Ｕへの電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器Ｕの駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器Ｕ）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器Ｕを含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器Ｕに用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、建屋Ｈの各階や各部屋を単位としてＡＣ／ＤＣコンバータを設けることができるから、ＡＣ／ＤＣコンバータを系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器Ｕとの間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

そして、本実施形態のセンサシステムは、図１に示すように、直流電源たる直流電力供給部１０１と、一次側に直流電力供給部１０１を接続した直流ブレーカ１１４と、直流ブレーカ１１４の二次側から配設された直流供給線路Ｗｄｃと、直流供給線路Ｗｄｃに接続して電力を供給される複数の火災警報機Ｕ１で構成されるサブシステムＫ１１０とで構成され、以下、このセンサシステムについて説明する。

火災警報機Ｕ１は、図２に示すように、ＣＰＵからなる制御部１０２ａと、火災検知部１０２ｂと、スピーカ１０２ｃと、ＬＥＤ素子１０２ｄと、電源・通信送受信回路１０２ｅとで構成され、制御部１０２ａによって各部の動作が制御され、駆動電源は、直流電力供給部１０１から直流供給線路Ｗｄｃを介して各火災警報機Ｕ１に供給される。

そして、火災警報機Ｕ１において、火災検知部１０２ｂが熱、煙によって火災の発生を検知すると、スピーカ１０２ｃから警報音を鳴動させるとともにＬＥＤ素子１０２ｄを点滅させて、火災警報を出力する。さらに、電源・通信送受信回路１０２ｅから直流供給線路Ｗｄｃの直流電圧に連動信号を重畳させて他の火災警報機Ｕ１に連動信号を送信し、連動信号を受信した他の火災警報機Ｕ１は、スピーカ１０２ｃから警報音を鳴動させるとともにＬＥＤ素子１０２ｄを点滅させて、火災警報を連動出力する。

このように、本実施形態では、同一の構成を備える複数の火災警報機Ｕ１を直流供給線路Ｗｄｃに接続するだけで、連動動作が可能なセンサシステムを実現できるので、連動動作を１品種の火災警報機Ｕ１で行うことができ、さらに全ての火災警報機Ｕ１は、同一の直流供給線路Ｗｄｃを用いて電源供給と通信を行うので、配線の施工を容易に行うことができる。

また、図１に示すように、インターホン親機Ｕ２を直流供給線路Ｗｄｃに接続して、火災検知時には、インターホン親機Ｕ２からも火災警報を連動出力させることができる。このインターホン親機Ｕ２は、制御線１０４を介して接続されたドアホン子器１０３との間で、ドアホン子器１０３の駆動電源と通話のための音声信号や制御信号とが多重化されて、制御線１０４を介して伝送されている。そして、火災警報機Ｕ１が火災の発生を検知した場合、他の火災警報機Ｕ１だけでなくインターホン親機Ｕ２にも、直流供給線路Ｗｄｃを介して連動信号を出力し、連動信号を受信したインターホン親機Ｕ２は、警報音を鳴動させるとともにモニタ画面に警報表示して、火災警報を連動出力する。

さらに、宅内サーバ１１６が、宅内網における火災警報機Ｕ１の識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）を取得する場合、直流供給線路Ｗｄｃを介して全ての火災警報機Ｕ１の識別情報を取得することができ、識別情報を用いたセンサシステムの制御、監視を容易に行うことができる。例えば、警報出力のテストを行う場合、宅内網に接続された制御端末（図示なし）から直流供給線路Ｗｄｃを介して各火災警報機Ｕ１へ識別情報とともに点検信号を送信し、当該識別情報に該当する火災警報機Ｕ１から強制的に火災警報をテスト出力させることができる。

なお、本実施形態において、センサとして火災警報機を例示したが、侵入者を検知する人感センサや、ガス漏れを検知するガス漏れ警報機等の人または物の状態を検知して検知結果を報知するセンサであれば、その種類は限定しない。

実施形態のセンサシステムの構成を示す図である。 同上の火災警報機の構成を示す図である。 配電システムの全体構成を示す図である。 従来のセンサシステムの構成を示す図である。 同上の火災警報機の構成を示す図である。

符号の説明

１０１ 直流電力供給部
１１４ 直流ブレーカ
Ｕ１ 火災警報機
Ｕ２ インターホン親機
Ｋ１１０ サブシステム
Ｗｄｃ 直流供給線路

Claims (2)

1. 直流電力を出力する直流電力供給部と、
   直流電力供給部が出力する直流電力を供給する電力供給線路と、
   電力供給線路から直流電力を供給されて人または物の状態を検知した検知結果を報知するとともに、他のセンサへ検知結果に基づいた連動信号を電力供給線路を介して送信し、電力供給線路を介して連動信号を受信した場合に警報を報知する複数のセンサと
   を備える
   ことを特徴とするセンサシステム。
2. 前記電力供給線路から直流電力を供給されてドアホン子器との間で通話を行うとともに、電力供給線路を介して連動信号を受信した場合に警報を報知するインターホン親機を備えることを特徴とする請求項１記載のセンサシステム。

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