JP2010061423A

JP2010061423A - 住宅用火災警報器

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Publication number: JP2010061423A
Application number: JP2008226790A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Yonezawa; 達夫米沢
Original assignee: Nittan Co Ltd
Current assignee: Nittan Co Ltd
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-18

Abstract

【課題】従来の住宅内に複数設置された住宅用火災警報器を相互に連動させるには、信号線を介して接続したり、無線信号により接続したりしていた。
【解決手段】火災を検出する火災検出部と、警報音を発する警報部と、火災検出部の検出信号により警報部を作動させる警報制御部とを備えた住宅用火災警報器において、住宅用火災警報器周囲の音を拾う受音部と、受音部から得られる周囲音から他の住宅用火災警報器の発する警報音の特徴を抽出して、他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出する警報部作動状況検出手段とを設け、警報制御部は警報部作動状況検出手段の検出信号に応じて警報部を制御する構成とし、住宅用火災警報器に本来備わっている警報部の警報音を接続手段に利用した。
【選択図】図１

Description

本発明は、住宅火災を検出して警報を行う住宅用火災警報器に関する。

近年、住宅火災を早期に発見するために、住宅用火災警報器の普及が進められている。さらに、火災発生場所から離れた居室にも早期に警報を行って避難を可能とするため、住宅内に複数設置された住宅用火災警報器を相互に連動させて、火災を検出した住宅用火災警報器以外の警報器にも警報を行わせる連動型の住宅用火災警報器が提供されている。この連動型の住宅用火災警報器は、各住宅用火災警報器を信号線を介して接続することにより、あるいは、無線信号により接続することにより、相互に連動させて警報を行うようにしている。（例えば、特許文献１参照）

特開２００８-１６５５１３号公報（第１図）

上記のように住宅内に複数設置された住宅用火災警報器を、信号線を介して相互に接続して連動させる住宅用火災警報器は、設置時に面倒な配線作業を必要とし、既存の住宅に後から住宅用火災警報器を設置する場合には信号線が居室内に剥き出しとなって見栄えがよくなかった。
また、無線信号により相互に接続して連動させる住宅用火災警報器は、無線信号を送受信するための装置を追加しなければならず、特にアンテナを外部に露出させて設けなければならないため、やはり見栄えがよくなかった。また、設置後においてもアンテナが設置面から突出するため、日常生活においては障害物となることがあった。

請求項１記載の発明は、火災を検出する火災検出部と、警報音を発する警報部と、火災検出部の検出信号により警報部を作動させる警報制御部とを備えた住宅用火災警報器において、住宅用火災警報器周囲の音を拾う受音部と、受音部から得られる周囲音から他の住宅用火災警報器の発する警報音の特徴を抽出して、他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出する警報部作動状況検出手段とを設け、警報制御部は警報部作動状況検出手段の検出信号に応じて警報部を制御する構成としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の住宅用火災警報器において、警報部作動状況検出手段は、受音部から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、Ａ／Ｄ変換部のデジタル信号を高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換部の出力信号より周囲音の周波数スペクトル解析を行う周波数解析処理部と、Ａ／Ｄ変換部のデジタル信号より周囲音の波形解析を行う波形解析処理部と、住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンを記憶しているパターン記憶部とを具備し、周波数解析処理部および波形解析処理部の解析結果をパターン記憶部に記憶された周波数スペクトルパターンおよび波形パターンと比較することによって他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出する構成としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の住宅用火災警報器において、周波数解析処理部および波形解析処理部の解析結果を住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンとしてパターン記憶部に記憶させるパターン記憶モードを備えた構成としている。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の住宅用火災警報器において、警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報音を検出したときは、警報制御部は警報部に警報音を発生させる構成としている。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４記載の住宅用火災警報器において、警報停止の操作が行われたとき、または、警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音を検出したときは、警報制御部は警報部に警報停止を表す警報音を所定時間発生させる構成としている。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５記載の住宅用火災警報器において、住宅用火災警報器は表示灯を具備しており、警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報音を検出しているときは、表示灯を点灯させる警報音モニターモードを備えた構成としている。

本発明は、上記請求項１記載の構成によれば、住宅用火災警報器周囲の音を拾う受音部と、受音部から得られる周囲音から他の住宅用火災警報器の発する警報音の特徴を抽出して、他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出する警報部作動状況検出手段とを設け、警報制御部は警報部作動状況検出手段の検出信号に応じて警報部を制御するようにしているので、住宅用火災警報器に本来備わっている警報部の警報音を接続手段に利用でき、従来のような信号線を介して接続したり、無線信号を介して接続する必要がなく、設置後の見栄えもよく、アンテナのような日常生活においては障害物となるようなものが突出することもない。

また、上記請求項２記載の構成によれば、警報部作動状況検出手段は、Ａ／Ｄ変換部、高速フーリエ変換部、周波数解析処理部、波形解析処理部、および、パターン記憶部を具備し、これら周波数解析処理部および波形解析処理部の解析結果をパターン記憶部に記憶された周波数スペクトルパターンおよび波形パターンと比較することによって他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出するようにしているので、的確に他の住宅用火災警報器の警報部の作動を検出することができる。

また、上記請求項３記載の構成によれば、周波数解析処理部および波形解析処理部の解析結果を住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンとしてパターン記憶部に記憶させるパターン記憶モードを備えたので、予め記憶されたパターンと異なるパターンを有する住宅用火災警報器とも連動動作させることができる。

また、上記請求項４乃至５記載の構成によれば、警報部作動状況検出手段の検出結果に応じて警報制御部に警報音の発生を行わせるばかりではなく、警報停止を表す警報音を所定時間発生させて警報の停止も遠隔的に連携させることができる。

さらに、上記請求項６記載の構成によれば、警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報音を検出しているときは、表示灯を点灯させる警報音モニターモードを備えているので、実際に住宅用火災警報器を設置する際には、表示灯の点灯状態により他の住宅用火災警報器の警報音を受音出来る場所か否かを簡単に確認することができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明による住宅用火災警報器の全体構成を示すブロック図である。
本発明による住宅用火災警報器も、この種の従来住宅用火災警報器と同様に、火災を検出する火災検出部１と、スピーカなどからなる警報音を発する警報部２と、火災検出部１の検出信号により警報部２を作動させる警報制御部ＫＣと、住宅用火災警報器の作動状態を視覚的に表す表示灯３と、外部からの操作によって警報音の発生を停止させる警報停止スイッチ４と、記憶部としてのメモリＭを内蔵して上記各部の動作をプログラム制御するマイクロコントローラからなる制御回路ＭＣＵと、これら各部に電源供給を行う電源としての電池５と、この電池５の電圧低下を検出して電源供給の異常を監視する電池低下検出回路９とが備わっている。なお、上記警報制御部ＫＣは、図１においては独立した構成として示しているが、制御回路ＭＣＵの一部機能として実現させることもできる。

この実施例においては、火災を検出する火災検出部１として、発光器Ｌから照射される光が煙によって散乱し、その散乱光を受光器Ｄで検出することにより火災検出を行うタイプの散乱光式煙検出部を採用している。ただし、本発明の住宅用火災警報器はこのタイプの火災検出部に限定されるものではなく、火災によって生じる温度上昇を検出して火災検出を行うタイプの熱式検出部を採用してもよいことは言及するまでもない。

本発明による住宅用火災警報器は、上記のような従来の住宅用火災警報器と同様な構成のほかに、住宅用火災警報器周囲の音を拾う受音部としてのマイクロフォン６と、マイクロフォン６の受音信号をアンプ７によって増幅し、その増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部としてのＡ／Ｄ変換器８とを備えている。

また、上記制御回路ＭＣＵ内にプログラム処理として実現されていて、Ａ／Ｄ変換器８のデジタル信号を高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部ＦＦＴと、高速フーリエ変換部ＦＦＴの出力信号より周囲音の周波数スペクトル解析を行う周波数解析処理部ＦＡＰと、Ａ／Ｄ変換器８のデジタル信号より周囲音の波形解析を行う波形解析処理部ＷＡＰとを備えている。

さらに、上記制御回路ＭＣＵに内蔵されたメモリＭの内部には、住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンを記憶しているパターン記憶部ＰＭが設けられている。

つぎに、具体的な周波数解析処理部ＦＡＰおよび波形解析処理部ＷＡＰの解析例を幾つか例示して説明する。なお、規格上警報音の音圧（音圧レベル）は、厚さ２０ｍｍの木板の上に取り付けられた住宅用火災警報器より１ｍ離れた位置で測定して、７０ｄＢ（≒６３，２６０μＰａ（マイクロパスカル））以上あることと規定されているが、下記の各解析結果は、受音部から３．９ｍ離れた位置のクッション上に置かれた住宅用火災警報器の警報音を測定したので、各住宅用火災警報器の警報音圧は規格より低く表れている。これは、なるべく一般住宅における設置環境下での音の減衰を考慮した設定としたためである。

上記のような設定で測定した解析結果を示すと、図２はＡ社の住宅用火災警報器の警報音における波形図であり、図３はその波形図において最高音圧を示すａ点における周波数解析図である。

この住宅用火災警報器の警報音は、１秒間隔で「ビュー」という音程の上がるスイープ音ＡＬを３回繰り返した後に１秒間隔で「火事です」というメッセージＭＥを２回繰り返す警報音パターンであって、この警報音パターンを僅かな休止を挟んで警報停止されるまで繰り返す。
この警報音パターンの中で最高音圧を示すａ点は、「ビュー」というスイープ音ＡＬの終端部分であって、その時点における周波数解析に示されるように、２７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１、ｖ２がこの住宅用火災警報器の警報音に特徴的な周波数スペクトルパターンとなっている。

これらの解析結果を踏まえてパターン記憶部ＰＭに記憶させるこの住宅用火災警報器の警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンは、２７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１、ｖ２の周波数スペクトルを周波数スペクトルパターンとし、この周波数スペクトルパターンを呈する最高音圧の警報音が１秒間隔で３回繰り返した後、つぎの最高音圧の警報音まで３秒少し休止するという繰り返しパターンを波形パターンとするとよい。

なお、上記のほかにも解析結果から様々な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンを特徴的なパターンとしてパターン記憶部ＰＭに記憶させることもできるが、住宅内の様々な生活音、例えば電気掃除機の運転音や電話機の呼び出し音、あるいは各種家庭用電化製品の警告音など、この住宅用火災警報器の解析にとってノイズとなる音が同時に存在する環境下で、これらの生活音を通してでも受音できる警報音が、特徴的なパターンを有する警報音として記憶させるのに適した警報音である。したがって、同じ音圧レベルの繰り返しと同じ周波数スペクトルで表される最高音圧ａ点の警報音のパターンを、特徴的なパターンとしてパターン記憶部ＰＭに記憶させるのがよい。

また、１軒の住宅に複数の住宅用火災警報器が設置されていて、これらが同時に警報音を発生する状況が考えられるが、音の強度は距離の２乗に反比例して急激に減衰するので、最も近くに設置された住宅用火災警報器の警報音を検出するには、やはり最高音圧ａ点の警報音と比較するとよい検出結果をもたらす。

つぎに、図４は同一の設定条件下で測定したＢ社の住宅用火災警報器の警報音における波形図であり、図５はその波形図において最高音圧を示すａ点における周波数解析図である。

この住宅用火災警報器の警報音は、１秒間隔で「ビュー」という音程の上がるスイープ音ＡＬを２回繰り返した後に１秒間隔で「火事です」というメッセージＭＥを２回繰り返す警報音パターンであって、この警報音パターンを警報停止されるまで繰り返す。
この警報音パターンの中で最高音圧を示すａ点は、「ビュー」というスイープ音ＡＬの終端部分であって、その時点における周波数解析に示されるように、２７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１がこの住宅用火災警報器の警報音に特徴的な周波数スペクトルパターンとなっている。

これらの解析結果を踏まえてパターン記憶部ＰＭに記憶させるこの住宅用火災警報器の警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンは、２７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１の周波数スペクトルを周波数スペクトルパターンとし、この周波数スペクトルパターンを呈する最高音圧の警報音が１秒間隔で２回繰り返した後、つぎの最高音圧の警報音まで３秒間休止するという繰り返しパターンを波形パターンとするとよい。

つぎに、図６は同一の設定条件下で測定したＣ社の住宅用火災警報器の警報音における波形図であり、図７はその波形図において最高音圧を示すａ点における周波数解析図である。

この住宅用火災警報器の警報音は、「ピー」という音程一定な警報音ＡＬ０を１回発した後、１．２秒強の間隔で「ビュー」という音程の上がるスイープ音ＡＬを２回繰り返し、その後に０．７秒の間隔で「火事です」というメッセージＭＥを２回繰り返すパターンであって、この警報音パターンを警報停止されるまで繰り返す。
この警報音パターンの中で最高音圧を示すａ点は、「ビュー」というスイープ音ＡＬの終端部分であって、その時点における周波数解析に示されるように、３７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１がこの住宅用火災警報器の警報音に特徴的な周波数スペクトルパターンとなっている。

これらの解析結果を踏まえてパターン記憶部ＰＭに記憶させるこの住宅用火災警報器の警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンは、３７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１の周波数スペクトルを周波数スペクトルパターンとし、この周波数スペクトルパターンを呈する最高音圧の警報音が１．２秒強の間隔で２回繰り返した後、つぎの最高音圧の警報音まで３．７秒休止するという繰り返しパターンを波形パターンとするとよい。

制御回路ＭＣＵは、周波数解析処理部ＦＡＰおよび波形解析処理部ＷＡＰの解析結果を上記のようにパターン記憶部ＰＭに記憶された周波数スペクトルパターンおよび波形パターンと比較し、他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出して連動警報に関連するプログラム処理を実行する。

つぎに、この連動警報に関連するプログラム処理を図８のフローチャートに従って説明する。
住宅用火災警報器は、電池駆動による長期間監視を保証するために、可能な限り電力消費をセーブすることが要求される。そこで、この連動警報に関連するプログラム処理は、連動警報として不都合のない範囲内で所定周期毎に実行開始される。例えば住宅内に複数設置された住宅用火災警報器の何れかが発報したときに、警報音パターンが数回繰り返された後には隣接設置された住宅用火災警報器が警報を開始するように、３０秒周期で繰り返し実行されるものとする。プログラム処理が開始されると、まずこの住宅用火災警報器自体が警報音を発しているかを判定し（ステップＳ１）、発しているときはそれ以降の処理は実行されることなくこの連動警報に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。

この住宅用火災警報器自体が警報音を発していないと、Ａ／Ｄ変換器８のデジタル信号を所定期間、例えば５秒間取り込み、その期間中の周囲音信号に所定音圧、例えば昼間の静かな住宅内で想定される生活音を超える音圧である５０００μＰａ以上の信号があるかを判定する（ステップＳ２）。なお参考までに、通常の静かな事務所内の音圧は２０００μＰａくらいであるといわれている。

この期間中に所定音圧以上の信号がないときは、それ以降の処理は実行されることなくこの連動警報に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。これにより、静かな環境下にあっては無駄な電力消費が抑えられる。

しかし、この期間中に所定音圧以上の信号があったときは、周波数解析処理部ＦＡＰおよび波形解析処理部ＷＡＰにおいて解析が行われる（ステップＳ３）。この解析は、前ステップＳ１において所定音圧以上の信号があったと判定された後の所定期間、例えば上記各社の警報音パターンを全て包含することのできる期間である５秒間以上に渡って実施される。ここで波形解析処理部ＷＡＰは、この所定期間中の波形から若干の許容範囲を有する最高音圧の出現パターンを得る。これは上記解析結果にも見られるように、複数回繰り返される警報音ＡＬの最高音圧の間にも若干の差があるため、あまり厳密に最高音圧同士を同一でなければならないと規定すると、特徴的な波形パターンを検出することができないからである。また、周波数解析処理部ＦＡＰは、各最高音圧点における周波数スペクトルパターンを得る。

つぎに、上記周波数解析処理部ＦＡＰによって得られた各最高音圧点における周波数スペクトルパターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンど同一であるかを判定する（ステップＳ４）。この判定の結果、同一でない場合は警報音以外の音によって信号が発生していて、連動動作させる必要はないと判断できるため、それ以降の処理は実行されることなくこの連動警報に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。

上記周波数解析処理部ＦＡＰによって得られた各最高音圧点における周波数スペクトルパターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンど同一であると判定されると、つぎに波形解析処理部ＷＡＰによって得られた最高音圧の音の出現パターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報音の特徴的な波形パターンど同一であるかを判定する（ステップＳ５）。この判定の結果、同一でない場合は、住宅用火災警報器の警報部から発生する音であっても、後述する警報以外の目的に発生させた音によって信号が発生していると判定できるため、連動動作させる必要がないため、それ以降の処理は実行されることなくこの連動警報に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。

上記波形解析処理部ＷＡＰによって得られた最高音圧の音の出現パターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報音の特徴的な波形パターンど同一であると判定されると、はじめて警報部を制御して警報音を発生させ（ステップＳ６）、この連動警報に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。

上記のように、本発明の住宅用火災警報器は、Ａ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ変換器８）、高速フーリエ変換部ＦＦＴ、周波数解析処理部ＦＡＰ、波形解析処理部ＷＡＰ、および、パターン記憶部ＰＭからなる警報部作動状況検出手段よって、受音部（マイクロフォン６）から得られる周囲音から他の住宅用火災警報器の警報部２の作動状況を検出し、その検出信号に応じて警報制御部ＫＣが警報部２を制御して警報音を発生させるようにしている。よって、住宅用火災警報器に本来備わっている警報部の警報音を接続手段に利用するので、従来のような信号線を介して接続したり、無線信号を介して接続する必要がなく、設置後の見栄えもよく、アンテナのような日常生活においては障害物となるようなものが突出することもなく、的確に連動警報を発生させることができる。

上記の実施態様によれば、他の住宅用火災警報器の警報部２の作動状況を検出して、その検出信号に応じて警報部２から警報音を発生させることはできる。しかし、このように警報音を発している各住宅用火災警報器の警報部を警報停止させるには、各住宅用火災警報器を巡って１台ずつ警報停止スイッチを操作して行かなければならない。これでは警報停止の操作性に欠ける。そこで、操作性の優れた住宅用火災警報器とするために、警報部を遠隔的に制御して、１つの住宅用火災警報器の警報部を警報停止させることで、他の住宅用火災警報器の警報音も全て停止できるようにしなければならない。

そこで、本発明による住宅用火災警報器は、警報停止の操作が行われたとき、または、警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音を検出したときは、警報制御部は警報部に警報停止を表す警報音を所定時間発生させるようにして、他の住宅用火災警報器の警報音も停止できるようにした。ここで、警報停止を表す警報音は、上記の火災検出による警報音とは明確に区別のできる警報音としなければ、警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音を検出することができない。

この警報停止を表す警報音の一例としては、上記火災警報としての警報音を検出するためにパターン記憶部に記憶されている周波数スペクトルパターンと波形パターンのうち、波形パターンのみを異ならせたパターンとするのがよい。すなわち、住宅内の様々な生活音、例えば電気掃除機の運転音や電話機の呼び出し音、あるいは各種家庭用電化製品の警告音など、この住宅用火災警報器の解析にとってノイズとなる音が同時に存在する環境下で、これらの生活音を通してでも受音できる最高音圧ａ点の警報音の周波数スペクトルを周波数スペクトルパターンとしつつ、波形パターンのみを異ならせたパターンを警報停止を表す警報音のパターンとしてパターン記憶部ＰＭに記憶させるのである。

具体的には、図２の波形図に示したＡ社の住宅用火災警報器の警報音を例にとるならば、この住宅用火災警報器ではパターン記憶部ＰＭに記憶させるこの住宅用火災警報器の警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンは、２７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１、ｖ２の周波数スペクトルを周波数スペクトルパターンとし、この周波数スペクトルパターンを呈する最高音圧の警報音が１秒間隔で３回繰り返した後、つぎの最高音圧の警報音まで３秒少し休止するという繰り返しパターンを波形パターンとしている。そこで、警報停止を表す警報音のパターンとして、２７００Ｈｚ付近を基本周波数ｂとする倍音ｖ１、ｖ２の周波数スペクトルを周波数スペクトルパターンのままとし、この周波数スペクトルパターンを呈する最高音圧の警報音が０．５秒間隔で２回繰り返した後０．５秒間休止するという繰り返しパターンを波形パターンとするのである。このような繰り返しパターンとしておくと、自身の警報部が警報音を休止している３秒少しの休止期間にも他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音を検出することができる。

制御回路ＭＣＵは、周波数解析処理部ＦＡＰおよび波形解析処理部ＷＡＰの解析結果を上記のようにパターン記憶部ＰＭに記憶された周波数スペクトルパターンおよび波形パターンと比較し、他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音を検出して警報停止に関連するプログラム処理を実行する。
つぎに、この警報停止に関連するプログラム処理を図９のフローチャートに従って説明する。

住宅用火災警報器は、電池駆動による長期間監視を保証するために、可能な限り電力消費をセーブすることが要求される。そこで、この警報停止に関連するプログラム処理は、警報停止として不都合のない範囲内で所定周期毎に実行開始される。例えば住宅内に複数設置された住宅用火災警報器の何れかが警報停止を表す警報音を発したときに、隣接設置された住宅用火災警報器の警報音パターンが数回繰り返された後には警報停止が行われるように、３０秒周期で繰り返し実行されるものとする。プログラム処理が開始されると、まずこの住宅用火災警報器自体が警報音を発しているかを判定し（ステップＳ１０）、発しているときは自身の警報音によって他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音がマスクされて受音することができないので、自身の警報音が休止する３秒少しの休止期間に入るのを待ち（ステップＳ１１）、休止期間に入ったならばつぎのステップに進む。また、この住宅用火災警報器自体が警報音を発していないならば、直ちにつぎのステップに進む。

この住宅用火災警報器自体が警報音を発していないか、発していても自身の警報音が３秒少しの休止期間に入ると、Ａ／Ｄ変換器８のデジタル信号を所定期間、例えば２秒間取り込み、その期間中の周囲音信号に所定音圧、例えば静かな昼間における住宅内で想定される生活音を超える音圧である５０００μＰａ以上の信号があるかを判定する（ステップＳ１２）。

この期間中に所定音圧以上の信号がないときは、それ以降の処理は実行されることなくこの警報停止に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。これにより、静かな環境下にあっては無駄な電力消費が抑えられる。

しかし、この期間中に所定音圧以上の信号があったときは、周波数解析処理部ＦＡＰおよび波形解析処理部ＷＡＰにおいて解析が行われる（ステップＳ１３）。この解析は、前ステップＳ１２において所定音圧以上の信号があったと判定された後の所定期間、例えば上記警報停止を表す警報音パターンを包含することのできる期間である２秒間以上に渡って実施される。ここで波形解析処理部ＷＡＰは、この所定期間中の波形から若干の許容範囲を有する最高音圧の出現パターンを得る。これは上記解析結果にも見られるように、複数回繰り返される警報音ＡＬの最高音圧の間にも若干の差があるため、あまり厳密に最高音圧同士を同一でなければならないと規定すると、特徴的な波形パターンを検出することができないからである。また、周波数解析処理部ＦＡＰは、各最高音圧点における周波数スペクトルパターンを得る。

つぎに、上記周波数解析処理部ＦＡＰによって得られた各最高音圧点における周波数スペクトルパターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンど同一であるかを判定する（ステップＳ１４）。この判定の結果、同一でない場合は警報音以外の音によって信号が発生していて、警報停止させる必要はないと判定できるため、それ以降の処理は実行されることなくこの警報停止に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。

上記周波数解析処理部ＦＡＰによって得られた各最高音圧点における周波数スペクトルパターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンど同一であると判定されると、つぎに波形解析処理部ＷＡＰによって得られた最高音圧の音の出現パターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音の特徴的な波形パターンど同一であるかを判定する（ステップＳ１５）。この判定の結果、同一でない場合は、住宅用火災警報器の警報部から発生する音であっても、警報停止以外の目的に発生させた音によって信号が発生していると判定できるため、警報停止させる必要がないため、それ以降の処理は実行されることなくこの警報停止に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。

上記波形解析処理部ＷＡＰによって得られた最高音圧の音の出現パターンが、パターン記憶部ＰＭに記憶されている住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音の特徴的な波形パターンど同一であると判定されると、制御回路ＭＣＵはこの住宅用火災警報器自体が警報音を発していないならば警報部を制御して警報停止を表す警報音を所定時間、例えば３０秒間発生させ、また、発していれば警報部を制御して火災警報の警報音から警報停止を表す警報音に変更させて同様に所定時間発生させ、その後に警報音を停止させる（ステップＳ１６）。そして、この警報停止に関連するプログラム処理を呼出した元のプログラム処理へ戻される。

なお、この住宅用火災警報器に付属する警報停止スイッチ４が操作された場合（ステップＳ１７）には、割り込み処理により直ちに制御回路ＭＣＵはこの住宅用火災警報器自体が警報音を発していないならば警報部を制御して警報停止を表す警報音を所定時間、例えば３０秒間発生させ、また、発していれば警報部を制御して火災警報の警報音から警報停止を表す警報音に変更させて同様に所定時間発生させ、その後に警報音を停止させる（ステップＳ１６）。

上記のように、本発明の住宅用火災警報器は、Ａ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ変換器８）、高速フーリエ変換部ＦＦＴ、周波数解析処理部ＦＡＰ、波形解析処理部ＷＡＰ、および、パターン記憶部ＰＭからなる警報部作動状況検出手段よって、受音部（マイクロフォン６）から得られる周囲音から他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音を検出して、その検出信号に応じて警報制御部ＫＣが警報部２を制御して警報停止を表す警報音を所定時間発生させ、その後に警報音を停止させるようにしている。よって、住宅用火災警報器に本来備わっている警報部の警報音を接続手段に利用するので、従来のような信号線を介して接続したり、無線信号を介して接続する必要がなく、設置後の見栄えもよく、アンテナのような日常生活においては障害物となるようなものが突出することもなく、的確に警報停止させることができる。

なお、上記のように、連動警報に関連するプログラム処理と警報停止に関連するプログラム処理は、その多くの部分で共通している。従って、これを１つのプログラム処理として、波形解析処理部ＷＡＰによって得られた最高音圧の音の出現パターンがパターン記憶部ＰＭに記憶されている波形パターンと同一であるかを判定する部分のみを、住宅用火災警報器の警報音の特徴的な波形パターンと同一であるか、あるいは、警報停止を表す警報音の特徴的な波形パターンと同一であるかを同時に判定するようにし、それ以降の処理を判定結果により選択するようにしてもよい。

上記実施の形態においては、パターン記憶部ＰＭに記憶させる特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンを、工場等における製造段階で予め記憶させることを前提としている。しかし、実際の住宅用火災警報器の連動組み合わせは使用者の自由に任されるべきである。すると、多くの種類が存在し、また、増え続ける全ての住宅用火災警報器の警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンを予め記憶させておくことは不可能となる。

そこで、実際に連動させる住宅用火災警報器の警報音を、受音部を介して取り込み、周波数解析処理部および波形解析処理部による解析結果をその住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンとしてパターン記憶部に記憶させることができる。このようなパターン記憶部に記憶させる操作は、住宅用火災警報器を設置した当初のみに行えばよい。そこで、このようなパターン記憶部に記憶させる操作をパターン記憶モードとして住宅用火災警報器に備えさせておき、連動させる住宅用火災警報器の警報音を出させ、そのモード切替操作を行ったときのみ、周波数解析処理部および波形解析処理部による解析結果を、その住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンとしてパターン記憶部に記憶させるようにする。具体的には、この記憶させるモード切替操作としては、警報停止スイッチ４の長押し、あるいは、複数回連続操作によって実施するなどの方法が考えられる。

また、上記実施の形態においては、連動警報を発するように警報音を介して接続する住宅用火災警報器同士が、互いの警報音を受音できる範囲内に設置されていることを前提として説明したが、実際には設置される環境によって受音が十分に行えず、連動警報を行うことができないことも考えられる。すなわち、設置された住宅用火災警報器の相互の距離が離れすぎていたり、間にドア等の遮音物が存在していたりして、受音が十分に行えず、連動警報を行うことができないことが考えられる。そこで、警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報音を検出しているときに、表示灯３を点灯することのできる警報音モニターモードを具備させる。具体的には、この警報音モニターモードに入る操作としては、警報停止スイッチ４の長押し、あるいは、複数回連続操作によって実施するなどの方法が考えられる。そして、実際に住宅用火災警報器を設置する際に、この警報音モニターモードとしておき、受音対象とする住宅用火災警報器を警報音発生状態としておいて、そのときの表示灯の点灯状態を視認することにより、他の住宅用火災警報器の警報音を受音出来る場所か否かを簡単に確認して設置することができる。

本発明による住宅用火災警報器の全体構成を示すブロック図である。住宅用火災警報器の警報音の一例における波形図である。住宅用火災警報器の警報音の一例において、波形図のａ点における周波数解析図である。住宅用火災警報器の警報音の他の例における波形図である。住宅用火災警報器の警報音の他の例において、波形図のａ点における周波数解析図である。住宅用火災警報器の警報音のさらに他の例における波形図である。住宅用火災警報器の警報音のさらに他の例において、波形図のａ点における周波数解析図である。本発明による住宅用火災警報器の連動警報に関連するプログラム処理を説明するためのフローチャートである。本発明による住宅用火災警報器の警報停止に関連するプログラム処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１火災検出部
２警報部
３表示灯
４警報停止スイッチ
５電池
６マイクロフォン（受音部）
７アンプ
８Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換部）
ＫＣ警報制御部
ＦＦＴ高速フーリエ変換部
ＦＡＰ周波数解析処理部
ＷＡＰ波形解析処理部
ＰＭパターン記憶部
ＭＣＵ制御回路

Claims

火災を検出する火災検出部と、
警報音を発する警報部と、
前記火災検出部の検出信号により前記警報部を作動させる警報制御部とを備えた住宅用火災警報器において、
該住宅用火災警報器周囲の音を拾う受音部と、
該受音部から得られる周囲音から他の住宅用火災警報器の発する警報音の特徴を抽出して、他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出する警報部作動状況検出手段とを設け、
前記警報制御部は前記警報部作動状況検出手段の検出信号に応じて警報部を制御することを特徴とする住宅用火災警報器。
請求項１記載の住宅用火災警報器において、前記警報部作動状況検出手段は、
該受音部から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
該Ａ／Ｄ変換部のデジタル信号を高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、
該高速フーリエ変換部の出力信号より周囲音の周波数スペクトル解析を行う周波数解析処理部と、
前記Ａ／Ｄ変換部のデジタル信号より周囲音の波形解析を行う波形解析処理部と、
住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンを記憶しているパターン記憶部とを具備し、
前記周波数解析処理部および波形解析処理部の解析結果を前記パターン記憶部に記憶された周波数スペクトルパターンおよび波形パターンと比較することによって他の住宅用火災警報器の警報部の作動状況を検出することを特徴とする住宅用火災警報器。
請求項２記載の住宅用火災警報器において、前記周波数解析処理部および波形解析処理部の解析結果を住宅用火災警報器の発する警報音の特徴的な周波数スペクトルパターンおよび波形パターンとして前記パターン記憶部に記憶させるパターン記憶モードを備えていることを特徴とする住宅用火災警報器。
請求項１乃至３記載の住宅用火災警報器において、前記警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報音を検出したときは、前記警報制御部は警報部に警報音を発生させることを特徴とする住宅用火災警報器。
請求項１乃至４記載の住宅用火災警報器において、警報停止の操作が行われたとき、または、前記警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報停止を表す警報音を検出したときは、前記警報制御部は警報部に警報停止を表す警報音を所定時間発生させることを特徴とする住宅用火災警報器。
請求項１乃至５記載の住宅用火災警報器において、住宅用火災警報器は表示灯を具備しており、前記警報部作動状況検出手段が他の住宅用火災警報器の警報音を検出しているときは、前記表示灯を点灯させる警報音モニターモードを備えていることを特徴とする住宅用火災警報器。