JP2010244161A - 無線防災ノード及び無線防災システム - Google Patents

Abstract

【課題】制御部に必要な処理能力を上げることなく電波強度を取得して通信状態を確認可能とする。
【解決手段】無線通信部は複数の周波数チャネルの中の１つを使用してセンサノードからの所定の電文形式に従った無線信号を受信して復調する。通信制御部は無線通信部で復調された電文から得られた送信元ＩＤが予め定めた登録した登録ＩＤと一致した際に電文に基づく処理を実行し、不一致の場合に前記電文を破棄する。輻輳判定部は電文形式以外の無線信号及び同一電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤと不一致となる無線信号の受信に基づいて使用周波数チャネルの輻輳を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線式感知器などのセンサノードから無線送信されたイベント信号を受信機に伝送して警報させる無線防災ノード及び無線防災システムに関する。

従来、火災を監視する無線式の防災監視システムにあっては、ビルの各フロアといった警戒区域に複数の無線式火災感知器を設置し、無線式火災感知器で火災を検出した時、火災を示す無線信号をフロア単位に設置した無線受信用中継器に送信する。

無線受信用中継器は火災受信機からの感知器回線に接続されており、火災無線信号を受信すると、リレー接点やスイッチング素子のオンにより感知器回線に発報電流を流すことにより火災発報信号を受信機に送信する。受信機は、この火災発報信号を受信すると、音響等の手段により火災警報を出す。

このような無線防災システムによれば、一般的に天井裏等に敷設される感知器回線の一部を不要にでき、配線工事が簡単になり、感知器の設置場所も配線等の制約を受けずに決めることができる。

また従来の無線式防災監視システムにあっては、使用可能な周波数チャネルが複数割当てられており、システム設置時に、その内の１つを選択して使用周波数チャネルに設定している。

特開平５−２７４５８０号公報 特開２００１−２９２０８９号公報

しかしながら、このような従来の無線式防災監視システムにおいて、複数の機器から同時に同じ周波数チャンネルを使用する通信を行おうとすると、混信が発生し、信号受信側の機器では０または１つの送信元機器から出力された信号しか認識することが出来なくなる。このため、同じ周波数チャンネルを使用する他システムが近隣にある場合、当該システムによる通信は混信の原因となり、通信の確実性を下げる原因となる。

ここで、他システムとは、同じ電文形式を使用する機器を用いているが自システムとは独立して運用されているものと、単に同じ周波数チャンネルを使用しているものとの２種類が考えられ、いずれについても混信の原因となる。

無線式防災監視システムの設置時には、近隣に同じ周波数チャンネルを使用している他のシステムが存在しないことを確認して使用周波数チャンネルを選択できることが望ましいが、一般にそのような調査には時間がかかる上、専用の機材も必要となるため、現場において、十分な確認を行うことは難しい。また、運用中に、同じ周波数チャンネルを使用する別のシステムが近隣に設置されることもありうる。しかも、その通信頻度が高い場合には、無線式防災監視システムの通信の確実性が下がっているという問題がある。

本発明は、他システムによる使用周波数チャンネルの混雑度合いを監視して、チャンネルが込み合っている場合にはその旨を報知することによって適切に対応可能とする無線防災ノード及び無線防災システムを提供することを目的とする。

（無線防災ノード）
本発明は、無線防災ノードに於いて、
複数の周波数チャンネルの中から使用する周波数チャンネルを設定可能であるチャンネル設定部と、
チャンネル設定部を用いて設定された使用周波数チャンネルと同じ周波数チャンネルを使用するセンサノードが出力する所定の電文形式に従った無線信号を受信して復調する無線通信部と、
無線通信部で復調された電文から得られた送信元ＩＤが予め定めた登録した登録ＩＤと一致した際に前記電文に基づく処理を実行する通信制御部と、
使用周波数チャンネルのシステム外通信頻度を測定するシステム外通信頻度測定部と、
システム外通信頻度測定部におけるチャンネルの利用率の測定結果に基づいて混雑度合いの判断を行う混雑度合い判定部と、
を設けたことを特徴とする。

本発明の無線防災ノードは、更に、混雑度合い判定部で判定された混雑度合いを信号線により接続された受信機に送信して表示させる有線通信部を備える。

システム外通信頻度測定部は、電文形式の無線信号を受信していない場合は、所定の測定間隔毎に無線通信部により電波強度を測定すると共に電波強度が所定の閾値を越える利用回数を測定し、所定の測定回数に達する毎に、利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、システム外通信頻度が所定の範囲にある場合に使用周波数チャネルの混雑度合いを判定する。

システム外通信頻度測定部は、所定の電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤに一致しない無線信号を受信した場合、所定の方法で算出した補正回数を測定回数及び利用回数のそれぞれに加算し、所定の測定回数に達する毎に、利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、システム外通信頻度が所定の閾値を越えた際に使用周波数チャネルの混雑度合いを判定する。

システム外通信頻度測定部は、無線通信時間を測定間隔で除算して小数点以下を切り上げることにより補正回数を算出する。

システム外通信頻度測定部は、算出したシステム外通信頻度を信号線により接続した受信機に送信して使用周波数チャネルの混雑度合いを判定させる。

センサノードは火災を検出して無線信号を送信し、通信制御部は、センサノードの無線信号から復調した電文を取得して火災を判別したときに、信号線により接続された受信機に火災信号を中継送信して警報させる。

（無線防災システム）
本発明は、センサノードから送信された無線信号を無線防災ノードで受信して処理し、処理結果を信号線により接続された受信機に送信する無線防災システムに於いて、
無線防災ノードに、
複数の周波数チャンネルの中から使用する周波数チャンネルを設定可能であるチャンネル設定部と、
チャンネル設定部を用いて設定された使用周波数チャンネルと同じ周波数チャンネルを使用するセンサノードが出力する所定の電文形式に従った無線信号を受信して復調する無線通信部と、
無線通信部で復調された電文から得られた送信元ＩＤが予め定めた登録した登録ＩＤと一致した際に前記電文に基づく処理を実行する通信制御部と、
使用周波数チャンネルのシステム外通信頻度を測定するシステム外通信頻度測定部と、
システム外通信頻度測定部におけるチャンネルの利用率の測定結果に基づいて混雑度合いの判断を行う混雑度合い判定部と
を設けたことを特徴とする。

ここで、無線防災ノードは、更に、混雑度合い判定部で判定された混雑度合いを受信機に送信して表示させる有線通信部を備えるム。

無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、所定の電文形式の無線信号を受信していない場合は、所定の測定間隔毎に無線通信部により電波強度を測定すると共に電波強度が所定の閾値を越える利用回数を測定し、所定の測定回数に達する毎に、利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、システム外通信頻度が所定の範囲にある場合に使用周波数チャネルの混雑度合いを判定する。

無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、所定の電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤに一致しない無線信号を受信した場合、所定の方法で算出した補正回数を測定回数及び利用回数のそれぞれに加算し、所定の測定回数に達する毎に、利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、システム外通信頻度が所定の閾値を越えた際に使用周波数チャネルの混雑度合いを判定することを特徴とする無線防災システム。

無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、無線通信時間を前記測定間隔で除算して小数点以下を切り上げることにより補正回数を算出する。

無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、算出したシステム外通信頻度を受信機に送信し、受信機は無線防災ノードから受信したシステム外通信頻度が所定の範囲にある場合に使用周波数チャネルの混雑度合いを判定して報知する。

受信機は、無線防災ノードから受信したシステム外通信頻度を時刻情報と共に蓄積し、蓄積したシステム外通信頻度を統計的に処理して表示する統計処理部を備える。

受信機の統計処理部は、システム外通信頻度の統計データとして、時間帯または日等の一定期間毎のシステム外送信頻度の推移を求めて表示する。

センサノードは火災を検出して無線信号を送信し、無線防災ノードの通信制御部は、センサノードの無線信号から復調した電文を取得して火災を判別したときに、信号線により接続された受信機に火災信号を中継送信して警報させる。

本発明によれば、同一の使用周波数チャネルによる電文形式が異なる無線信号や同一電文形式を取るが未登録ＩＤを持つ無線信号の受信に基づいてシステム外通信頻度を測定し、システム外通信頻度が高くなったときに使用周波数チャンネルが混雑状態にあると判定して表示する。このことにより、ユーザーは、システム運用中の通信確実性の低下を認識し、システムの各ノードの使用周波数チャンネルを変更する対応策をとることにより、通信の確実性を確保することができる。また、使用周波数チャンネルのシステム外通信頻度が低く、通信の確実性が高い時に、その旨を表示することにより、ユーザーが安心してシステムを運用することができるようになる。

また、受信機側でシステム外通信頻度を集計蓄積し、統計処理より時間帯毎や日毎の電波強度の平均グラフといった統計データを生成して表示することで、電波環境の時間的な推移や傾向を把握して必要な対策を講ずることが可能となる。

また、このシステムは、無線式防犯システム等、ある一定の区域内の状態を監視する各種無線式システムにも適用できる。また、新たに無線式システムを導入する際に、予め周囲の無線環境を調査しておく用途にも利用できる。

本発明による無線防災システムの実施形態を示した説明図 図１の無線受信用中継器及びＰ型受信機の詳細を示したブロック図 図２の無線受信用中継器で受信する無線信号の電文フォーマットを示した説明図 図２の無線受信用中継器による混雑度合いの判定を含む受信中継処理を示したフローチャート 図２のＰ型受信機による受信機処理を示したフローチャート 本発明による無線防災システムの他の実施形態を示した説明図 図６の無線受信用中継器及びＲ型受信機の詳細を示したブロック図 図７のＲ型受信機に設けたデータテーブルの登録内容を示した説明図 図７の無線受信用中継器による混雑度合い測定を含む受信中継処理を示したフローチャート 図７のＲ型受信機による受信機処理を示したフローチャート

図１は本発明による無線防災システムの実施形態を示した説明図である。図１において、監視対象となる建物１１の１Ｆには火災受信機としてＰ型受信機１０が設置されており、Ｐ型受信機１０からは各階に対し感知器回線１２−１，１２−２，１２−３がそれぞれ引き出され、更に共通の電源線１４が引き出されている。

感知器回線１２−１〜１２−３は、それぞれ２本の電線からなり、この２本の線間には、Ｐ型受信機１０が直流電圧を印加している。一般的に、感知器回線に接続された感知器は、火災を検知した場合には、内部の回路によって、この２本の線間の抵抗値を下げ、２本の線に通常時より多い電流（発報電流）を流させ、Ｐ型受信機１０にこの電流を検知させることにより火災発報信号の送信を行う。

１Ｆ〜３Ｆの各階には無線防災ノードとなる無線受信用中継器１６−１〜１６−３が設置され、それぞれＰ型受信機１０から引き出された感知器回線１２−１〜１２−３と共通の電源線１４が接続されている。

また各階にはセンサノードとして機能する無線式感知器１８−１１，１８−１２，１８−２１，１８−２２，１８−３１，１８−３２が設置されている。センサノードとして機能する無線式感知器１８−１１〜１８−３２は、火災による煙濃度または温度が所定の閾値を超えたときに火災と判断し、火災検出を電文内容とする火災イベント無線信号を送信する。

本無線システムの無線部分の基本となるグループは、上記の無線受信用中継器及びそれに対応する無線式感知器によって構成される。ここで、対応するということは無線受信用中継器１６−１には無線式感知器１８−１１及び１８−１２のノードＩＤが予め登録されていることを指す。

無線受信用中継器１６−１〜１６−３は、対応する無線式感知器１８−１１〜１８−３２のいずれかから送信された無線信号を受信して復調し、火災検出を判別すると、感知器回線１２−１〜１２−３に発報電流を流すことで、Ｐ型受信機１０に対して火災発報信号を送信する。例えば、無線受信用中継器１６−１は、無線式感知器１８−１１，１８−１２から送信された無線信号を受信したとき、Ｐ型受信機１０に対する火災発報信号の送信を行う。

また無線式感知器１８−１１〜１８−３２は、正常に動作していること、即ち持ち去りや電池切れが発生していないことを監視するため、定期通報イベント無線信号を定期的に、例えば５時間毎に送信する。

無線式感知器１８−１１〜１８−３２からの定期通報イベント無線信号の送信に対し、対応する無線受信用中継器１６−１〜１６−３は、対応する無線式感知器から無線信号を最後に受信してから経過した時間を、無線式感知器１台毎に、無線信号の受信時にリセットスタートするタイマを用いて測定しており、タイマの時間が一定時間、例えば１２時間を超えた場合、その無線式感知器が正常に動作していない定期通報異常であると判断し、Ｐ型受信機１０に対し障害発生を通知する。

この障害発生通知は、例えばＰ型受信機１０からの感知器回線１２−１〜１２−３のそれぞれに接続している終端抵抗を切り離して擬似的に断線状態を作り出すことで、定期通報異常による障害発生を通知する。

無線受信用中継器１６−１〜１６−３及び無線式感知器１８−１１〜１８−３２は、日本国内の場合には例えば４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格に従った無線通信を行っており、例えば使用可能な周波数チャンネルとして４チャンネルが割当てられており、システム立上げ時に、その中の特定の周波数チャネルを選択して使用するようにしている。

ここで、隣接する場所に設置されるグループとの間では無線信号が相互に到達可能な場合がある。また、あるグループの機器が同じ周波数チャンネルを使用して行う通信は、他のグループにとって妨害として働くことがある。例えば、無線受信用中継器１６−１、無線式感知器１８−１１，１８−１２からなるグループにとって、無線式感知器１８−２１が行う通信はチャンネルの混雑の度合いを増す原因となり、無線通信の確実性を低下させる。このことから、無線受信用中継器１６−１を含むグループと無線受信用中継器１６−２を含むグループは異なる使用周波数チャンネルを選択することが望ましい。

また本実施形態の無線受信用中継器１６−１〜１６−３は、前述の通り、対応する無線式感知器のノードＩＤを記憶しており、無線感知器からの無線信号を受信して所定の形式に従った電文を復調し、復調した電文から取得した送信元ＩＤが登録ＩＤに一致したときに、有効な電文受信として電文内容に従った処理を実行している。ここで、電文内容に従った処理とは、例えば無線式感知器の状態表示や、前述した火災発報信号の送信や障害発生の通知のことをいう。

更に本実施形態の無線受信用中継器１６−１〜１６−３は、同一周波数チャネルで受信される他の無線信号、即ち、所定の電文形式以外の他のシステムからの無線信号及び同じ電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤと不一致となる同一電文体系の他のシステムからの無線信号の受信に基づいて使用周波数チャネルの混雑度合いを判定して表示し、使用チャンネルの混雑度合いによる通信確実性の低下や向上が分かるようにしている。

更に無線受信用中継器１６−１〜１６−３に対する電源供給は、Ｐ型受信機１０から専用の電源線１４により例えばＤＣ２４ボルトを供給している。また無線式感知器１８−１１〜１８−３２にはアルカリ乾電池やリチウム乾電池などのバッテリーが内蔵されている。

図２は図１の１Ｆに設けている無線受信用中継器１６−１とＰ型受信機１０の詳細を示したブロック図である。図２において、無線受信用中継器１６−１は、制御部として機能するプロセッサ２０、無線通信部２２、チャンネル選択部２３、回線送信部２４、状態表示部２６及び電源回路部２８で構成されている。

無線通信部２２には、アンテナ３０、受信回路部３２、電波強度検出部３４、チャネル選択部３５、シリアルインタフェース３６が設けられている。この無線通信部２２は、日本国内の場合には例えば４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格に従った無線通信を行う。

チャネル選択部３５は４００ＭＨｚ帯の４つの周波数チャネルの内の１つを切替スイッチの操作により選択し、使用周波数チャネルに設定している。受信回路部３２は、無線式感知器１８から送信された無線信号、例えば火災イベント無線信号あるいは定期通報イベントなどをアンテナ３０を介して受信し、受信信号から電文を復調する。この受信回路部３２の受信動作に伴い、電波強度検出部３４は電波強度に応じたＤＣレベルを持つ電波強度検出信号を出力する。

チャンネル選択部２３は、チャンネル選択のためのディップスイッチをプロセッサ２０に接続しており、ディップスイッチの状態をプロセッサ２０が読み取り、読み取った状態に応じてプロセッサ２０から無線通信部２２にチャンネル設定を行う。

シリアルインタフェース３６は、プロセッサ２０からの読出コマンドに基づき、受信回路部３２で復調した電文または電波強度検出部３４で検出した電波強度のシリアルデータ転送を行う。

なお電波強度検出部３４から出力されたＤＣレベルの電波強度信号はシリアルインタフェース３６でＡＤ変換され、デジタル信号として伝送されることになる。もちろん電波強度検出部３４から出力する際にデジタル信号に変換して、シリアルインタフェース３６に出力してもよい。

ここで、無線通信部２２で受信される無線式感知器１８−１１からの無線信号の電文フォーマットは図３に示すようになる。図３において、電文フォーマットは無線信号のプリアンブルとなる先頭位置に位相修正データ６４を配置しており、位相修正データ６４は「０１０１０１・・・」となり、例えば２４ビット長のデータである。

この位相修正データ６４は、図２の無線通信部２２に設けた受信回路部３２で復調されることで受信準備状態を確立するために用いられる。即ち位相修正データ６４は、「１０１０１０・・・」の繰返しにより、受信回路部３２における復調処理のビット同期などを確立して受信準備状態を作り出すことになる。

位相修正データ６４に続いては、通信制御データ６６、送信元ＩＤ６８、データ７０及びエラーチェックコード７２が配置される。通信制御データ６６は電文の種類を示すデータであり、例えばセンサ状態を示す電文、定期通報を示す電文などの電文の種類を表す。
送信元ＩＤ６８は電文送信元となる無線式感知器のＩＤであり、例えば１００機種の無線式感知器において各機種１００万台程度の識別を想定した場合、３０〜４０ビット長のデータとなる。データ７０は無線式感知器で検出した煙濃度や温度などのセンサ出力データなどの情報である。エラーチェックコード７２は例えばチェックサムなどが使用される。

再び図２を参照するに、プロセッサ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤ変換ポート及び各種の入出力ポートなどを備え、ＣＰＵによるプログラムの実行により実現される機能として通信制御部３８、システム外通信頻度測定部３９及び混雑度合い判定部４０を備えている。

通信制御部３８は、無線通信部２２で復調された電文から得られた送信元ＩＤが予め定めた登録した登録ＩＤと一致した際に電文に基づく処理を実行する。例えば電文から火災検出を判別すると、回線送信部２４を動作してＰ型受信機１０に対し感知器回線１２−１に対する接点出力として発報電流を流すことで火災発報信号を送信する。また定期通報異常を判別すると回線送信部２４を動作してＰ型受信機１０に対し擬似的な断線状態を作り出して障害発生を通知する。

システム外通信頻度測定部３９は、システムで使用している電文形式以外の他のシステムからの無線信号及び同一電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤと不一致となる同一電文体系を持つ他のシステムからの無線信号の受信に基づいて使用周波数チャネルのシステム外通信頻度を算出する。また、混雑度合い判定部４０は、システム外通信頻度に基づいて、使用周波数チャネルの混雑度合いを判定する。

更に詳細に説明すると、システム外通信頻度測定部３９は、本実施形態の無線防災システムによる電文形式の無線信号を受信していない場合は、所定の測定間隔Ｔ毎に無線通信部２２で測定された電波強度Ａを取得すると共に、取得した電波強度が所定の閾値Ａｔｈを越える利用回数ｎを測定し、測定回数Ｎが所定回数に達する毎に、利用回数ｎを測定回数Ｎで除算してシステム外通信頻度Ｆを算出し、混雑度合い判定部４０がシステム外通信頻度Ｆが所定の閾値Ｆｔｈ１を越えた際に使用周波数チャネルの混雑状態を判定する。

即ち、システム外通信頻度Ｆは、
Ｆ＝（利用回数ｎ／測定回数Ｎ）×１００％ （１）
として算出される。例えば測定回数ＮがＮ＝１０００回に達したときに電波強度Ａが閾値Ａｔｈを越えた利用回数ｎがｎ＝１０回あった場合、システム外通信頻度ＦはＦ＝１％として算出される。

また、システム外通信頻度測定部３９は、同一電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤに一致しない同一電文体系に属する他のシステムからの無線信号を受信した場合、所定の方法によって、例えば、無線信号の通信時間Ｔｒを測定間隔Ｔで除算して小数点以下を切り上げることによって求めた補正回数ｍを測定回数Ｎ及び利用回数ｎのそれぞれに加算し、所定の測定回数に達する毎に、前記（１）式に従い、利用回数ｎを測定回数Ｎで除算してシステム外通信頻度Ｆを算出し、これに基づき混雑度合い判定部４０がシステム外通信頻度Ｆが所定の閾値Ｆｔｈを越えた際に使用周波数チャネルの混雑状態を判定する。

例えば測定間隔ＴがＴ＝１秒で通信時間ＴｒがＴｒ＝０．２秒の場合、
０．２／１．０＝０余り０．２
であるから、余りを切り上げてｍ＝１を求め、現在の測定回数Ｎおよび利用回数ｎに算出したｍ＝１をそれぞれ加算する。

また測定間隔ＴがＴ＝１秒で通信時間ＴｒがＴｒ＝１．２秒の場合には、
１．２／１．０＝１余り０．２
であるから、余りを切り上げてｍ＝２を求め、現在の測定回数Ｎおよび利用回数ｎに算出したｍ＝２をそれぞれ加算する。

更に測定回数Ｎ＝１０００回に達してシステム外通信頻度Ｆを（１）式から算出した場合は、測定回数Ｎ及び利用回数ｎをＮ＝０，ｎ＝０にリセットして同じ処理を繰り返す。

混雑度合い判定部４０でシステム外通信頻度Ｆが閾値Ｆｔｈを越えて使用周波数チャネルの混雑状態が判定されると、状態表示部２６に使用周波数チャネルの混雑度合いの判定結果を表示する。同時に、混雑度合い判定部４０は回線送信部２４の動作によりＰ型受信機１０からの感知器回線１２−１の終端に接続している終端抵抗を切り離すことにより擬似的な断線状態を作り出し、障害検出信号をＰ型受信機１０に送出して無線受信用中継器１６−１の障害表示（回線障害表示）を行わせることもできる。

このＰ型受信機１０による障害表示では、どのような障害が発生しているか不明であることから、障害元である無線受信用中継器１６−１に出向いて状態表示部２６の表示を見ることで、使用周波数チャネルが混雑していることが分かる。

このように無線受信用中継器１６−１での使用周波数チャネルの混雑が判明したならば、このままにしていると無線式感知器からの火災検出に基づく無線信号や定期通報の無線信号が混信により正常に受信されない恐れがあることから、無線受信用中継器１６−１のチャネル選択部３５の切替スイッチにより、輻輳を発生した現在の使用周波数チャネルを別の輻輳を起こしていない周波数チャネルに切替えることにより、通信の確実性を増すことが出来る。

同時に、無線受信用中継器１６−１に登録している送信元ＩＤをノードＩＤとして持つ受信対象としている全ての無線式感知器についても、現在の使用周波数チャネルを、無線受信用中継器１６−１と同じ別の輻輳を起こしていない周波数チャネルに切替えねばならない。

次に図２のＰ型受信機１０を説明する。Ｐ型受信機１０は、制御部として機能するプロセッサ４４、回線受信部４６−１〜４６−３、電源部４８、表示部５０、音響警報部５２、操作部５４、移報部５６及び不揮発メモリ５８を備えている。

回線受信部４６−１〜４６−３からは感知器回線１２−１〜１２−３が図１に示したようにそれぞれ引き出され、感知器回線１２−１には無線受信用中継器１６−１が接続されている。

回線受信部４６−１は、無線受信用中継器１６−１に設けた回線送信部２４によるスイッチング動作で流れる発報電流を検知し、プロセッサ４４に対し火災検出信号を出力する。また無線受信用中継器１６−１の回線送信部２４における終端抵抗の切離しや実際の感知器回線の断線の際の監視電流の遮断を検出して、障害検出信号をプロセッサ４４に出力する。

プロセッサ４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤ変換ポート及び各種の入出力ポートを備え、ＣＰＵによるプログラムの実行で火災監視部６０と障害監視部６２の機能を実現している。

火災監視部６０は、回線受信部４６−１〜４６−３のいずれかによる発報電流の検出で火災発報信号の受信出力が得られると、対応する感知器回線の火災発報と判断して表示部５０に代表火災表示を行うと共に、回線単位の地区表示を行う。また音響警報部５２より音響火災警報を出力する。

障害監視部６２は、回線受信部４６−１〜４６−３による感知器回線１２−１〜１２−３の断線検出により表示部５０に代表障害表示を行うと共に、障害を発生した地区を回線単位に表示し、更に音響警報部５２から障害警報を出すようになる。

この障害監視部６２による障害表示と障害警報には、無線受信用中継器１６−１の混雑度合い判定部４０により判定されたシステム外通信頻度Ｆの増加による混雑度合いの判定結果を含むこともできる。したがって、Ｐ型受信機１０で障害警報が出された際には、感知器回線の断線、無線受信用中継器１６−１において定期通報障害の検出、更には混雑度合い判定部４０が判定した混雑状態などの障害状態のいずれかであることから、無線受信用中継器１６−１の設置場所に出向いて障害内容を確認することになる。

このときシステム外通信頻度Ｆの増加による使用周波数チャンネルの混雑状態であれば、状態表示部２６に輻輳判定結果が表示されていることから、これを見て使用周波数チャネルに輻輳が起きていることを知り、使用周波数チャンネルを切替えるという適切な対応策を取ることができる。

図４は図２の無線受信用中継器１６−１によるシステム外通信頻度の増加による輻輳判定を含むプロセッサ２０による受信中継処理を示したフローチャートである。図４において、無線受信用中継器１６−１の電源投入によりプロセッサ２０が起動すると、まずステップＳ１で初期化処理と自己診断を行い、エラーがなければステップＳ２に進み、所定の測定間隔Ｔに達したか否か判別する。測定間隔Ｔに達していない場合はステップＳ３に進んで無線防災システムで定めた所定電文形式の無線信号の受信の有無を判別している。

所定電文形式の無線信号が受信されずに測定間隔Ｔに到達するとステップＳ４に進み電波強度Ａを測定する。具体的にはプロセッサ２０が無線通信部２２に対しステータス要求コマンドを送信し、ステータス応答として受信開始応答を判別すると、電波強度読出コマンドを送信してシリアルインタフェース３６を経由して電波強度検出部３４で測定した電波強度Ａを取得する。

ここで、本実施形態の無線受信用中継器１６−１における電波強度の測定は、無線信号は図３に示した無線信号の電文フォーマットに示すように先頭の位相修正データ６４を配置していることから、位相修正データの受信中に電波強度を測定する。これは無線通信部２２における受信準備のための信号となる位相修正データ６４の受信中には、制御部として機能するプロセッサ２０は電文の解釈を行う必要がないことから、処理能力に比較的余裕があり、このときに電波強度検出部３４で検出した電波強度信号を取得することで、プロセッサ２０の処理能力が高くなくても電波強度を取得することができる。

続いてステップＳ５に進んで測定した電波強度Ａを閾値Ａｔｈと比較し、閾値Ａｔｈを越えていた場合はステップＳ６に進み、輻輳回数ｎをｎ＝ｎ＋１とし、同時に、測定回数ＮをＮ＝Ｎ＋１とする。一方、電波強度Ａが閾値Ａｔｈ以下の場合にはステップＳ７に進み、測定回数ＮのみをＮ＝Ｎ＋１とする。

次にステップＳ８に進み、測定回数Ｎが所定回数例えば１０００回に達したか否か判定し、１０００回に達した場合には、ステップＳ９に進んで前記（１）式からシステム外通信頻度Ｆを算出する。続いて、測定回数Ｎ及び利用回数ｎを零にリセットする。

続いてステップＳ１１でシステム外通信頻度Ｆを所定の閾値Ｆｔｈと比較し、システム外通信頻度Ｆが閾値Ｆｔｈを越えていた場合には、ステップＳ１２に進んで使用周波数チャンネルが混雑していると判定し、ステップＳ１３で混雑度合いの判定結果を自己の状態表示部２６に出力表示する。更に、回線送信部２４を動作してＰ型受信機１０に擬似的な障害信号を送信して障害表示させてもよい。

一方、ステップＳ３で所定の電文形式の無線信号の受信を判別した場合には、ステップＳ１４に進んで無線通信部２２から復調電文を取得し、ステップＳ１５で電文を解読する。この電文解読により送信元ＩＤが登録ＩＤに一致したら、ステップＳ１７に進み、電文内容に基づく火災発報信号の送信や定期通報異常による擬似障害信号の送信といったデータ処理を実行する。

ステップＳ１６で送信元ＩＤが登録ＩＤに不一致となった場合は、同一電文体系の別システムからの無線信号であることからステップＳ１８に進み電文を破棄する。

続いてステップＳ１９で通信時間Ｔｒを測定する。例えばプロセッサ２０が無線通信部２２に対し、電波強度読出コマンドを連続して送信することによって、電波強度Ａの時間変化の状態を取得し、無線受信部２２からの電波強度Ａが閾値Ａｔｈを越えていた時間を測定する。
続いて通信回数ｍを
ｍ＝（通信時間Ｔｒ）／（測定間隔Ｔ）
として求め、ステップＳ２１で剰余があればステップ２２でｍ＝ｍ＋１と小数点以下を切り上げ、ステップＳ２３で利用回数ｎをｎ＝ｎ＋ｍとし、同時に通信回数ＮをＮ＝Ｎ＋ｍとした後、ステップＳ８に進んで測定信回数Ｎが１０００回に達したか否か判定し、Ｎ＝１０００回に達した場合には、ステップＳ９に進んで前記（１）式からシステム外通信頻度Ｆを算出し、続いて、測定回数Ｎ及び利用回数ｎを零にリセットする。

続いてステップＳ１１でシステム外通信頻度Ｆを所定の閾値Ｆｔｈと比較し、システム外通信頻度Ｆが閾値Ｆｔｈを越えていた場合には、ステップＳ１２に進んで使用周波数チャンネルが混雑していると判定し、ステップＳ１３で混雑度合いの判定結果を自己の状態表示部２６に出力表示し、更に、回線送信部２４を動作してＰ型受信機１０に擬似的な障害信号を送信して障害表示させてもよい。

図５は図２のＰ型受信機１０による受信機処理を示したフローチャートである。図５において、Ｐ型受信機１０の電源を投入すると、ステップＳ３１で初期化処理及び自己診断処理を行い、エラーがなければステップＳ３２で火災監視処理を行う。

火災監視処理は、回線受信部４６−１〜４６−３の発報電流の検出による火災発報信号の受信出力の監視処理となる。この火災監視処理により、ステップＳ３３で火災発報信号の受信を判別して火災判定が行われると、ステップＳ３４に進み、表示部５０、音響警報部５２により火災警報処理を実行する。続いてステップＳ３５で復旧の有無を判別しており、復旧が行われると火災警報処理を停止して通常監視に戻る。

またステップＳ３６にあっては回線受信部４６−１〜４６−３による断線障害を監視している。ステップＳ３７で断線障害信号の受信により障害判定が行われると、ステップＳ３８に進み、障害警報処理を行う。

この障害警報処理には、無線受信用中継器１６−１の輻輳判定部４０で判定された使用周波数チャンネルのシステム外通信頻度の増加による輻輳障害も含むことができる。障害回線に対応した無線受信用中継器の状態表示部を見ることで、使用周波数チャネルの混雑状態を知り、使用周波数チャンネルを切替えるといった適切な対応策をとることができる。

図６は本発明による無線防災システムの他の実施形態を示した説明図であり、この実施形態にあっては、データ伝送機能を備えたＲ型受信機を使用したことを特徴とする。

図６において、監視対象となる建物１１の１ＦにはＲ型受信機１００が設置され、Ｒ型受信機１００からは１Ｆ〜３Ｆに対し伝送線１０２と電源線１０４が引き出され、各階に設置した無線受信用中継器１６−１〜１６−３を接続している。また各階にはセンサノードとして機能する無線式感知器１８−１１〜１８−３２が設置されている。

Ｒ型受信機１００は、無線受信用中継器１６−１〜１６−３との間で伝送線１０２により双方向にデータ伝送を行うことができる。

図７は図６の無線受信用中継器及びＲ型受信機の詳細を示したブロック図である。図７において、無線受信用中継器１６−１は図２の実施形態と基本的に同じであり、図２のＰ型受信機１０を対象とした回線送信部２４が、図７にあってはＲ型受信機１００に対応した回線伝送部２５とした点が相違している。

また、無線受信用中継器１６−１のプロセッサ２０に設けたシステム外通信頻度測定部３９及び混雑度合い判定部４０は、システムと同じ電文形式をもたない無線信号の受信および同一電文形式を持つがノードＩＤが登録した送信元ＩＤに一致しない無線信号の受信に基づき算出したシステム外通信頻度をＲ型受信機１００に送信し、Ｒ型受信機１００側でシステム外通信頻度に基づき使用周波数チャネルの混雑度合いを判定するようにしている。それ以外の構成及び動作は図２の実施形態と同じである。

Ｒ型受信機１００は、プロセッサ１０６、回線伝送部１０８、電源部１１０、表示部１１２、音響警報部１１４、操作部１１６、移報部１１８、不揮発メモリ１２０を備えている。

回線伝送部１０８は伝送線１０２に接続されている無線受信用中継器１６−１〜１６−３との間で双方向にデータ伝送を行う。このため無線受信用中継器１６−１〜１６−３にはデータ通信のために固有のアドレスが予め割当てられており、送信元アドレスと宛先アドレスを指定してデータ通信を双方向に行う。また、無線受信用中継器に割り当てられたアドレスと無線式感知器のＩＤを組み合わせることで、建物内の無線式感知器の位置を特定することが出来る。

プロセッサ１０６には、プログラムの実行により実現される機能として、火災監視部１２２、第２混雑度合い判定部１２４、統計処理部１２６及びデータテーブル１２８が設けられている。

火災監視部１２２は、回線伝送部１０８により無線受信用中継器１６−１〜１６−３のいずれかから火災検出を含むデータを受信すると、表示部１１２に代表火災表示を行うと共に、送信元ＩＤから特定される火災発生地区を表示する。また音響警報部５２より音響火災警報を出力する。

第２混雑度合い判定部１２４は無線受信用中継器１６−１〜１６−３から受信したシステム外通信頻度をデータテーブル１２８に時刻情報と共に登録し、更に、受信したシステム外通信頻度を所定の閾値と比較し、閾値を超える場合に使用周波数チャネルの混雑度合いを判定してデータテーブル１２８に登録し、且つ混雑状態を報知するようにしている。更に、混雑度合いの判定結果を無線受信用中継器１６−1に送信し、その状態表示部２６に必要に応じて表示させる。

図８は図７のＲ型受信機１００のプロセッサ１０６に設けたデータテーブル１２８の登録内容を示した説明図である。図８において、データテーブルは無線受信用中継器１６−１〜１６−３に対応してデータテーブル１２８−１〜１２８−３が準備されており、無線受信用中継器１６−１に対応したデータテーブル１２８−１に示すように、時刻情報ｔ１〜ｔｉ、無線受信用中継器１６−１から受信したシステム外通信頻度Ｆ１〜Ｆｉ及び混雑度合い判定フラグを登録している。

混雑度合い判定フラグは第２混雑度合い判定部１２４で受信したシステム外通信頻度Ｆが閾値Ｆｔｈを越えた場合に１にセットされ、閾値Ｆｔｈ以下であれば０にリセットされている。時刻情報は無線受信用中継器１６−１からシステム外通信頻度Ｆを受信した時刻である。

再び図７を参照するに、Ｒ型受信機１００のプロセッサ１０６に設けた統計処理部１２６は図８に示したデータテーブル１２８−１〜１２８−３に蓄積したシステム外通信頻度を統計的に処理して表示する。例えば統計処理部１２６は、システム外通信頻度の統計データとして、時間帯または日等の一定期間毎の推移を求めて表示する。

図９は図７の無線受信用中継器１６−１によるシステム外通信頻度の測定転送を含む受信中継処理を示したフローチャートである。図９のステップＳ４１〜Ｓ５０の処理は、図４のステップＳ１〜Ｓ１０の処理と同じであり、図４のステップＳ１１〜Ｓ１３に相当する処理が無く、その代わりにステップＳ５１でシステム外通信頻度Ｆを受信機に送信している。

また図９のステップＳ５２〜Ｓ６１の処理は図４のステップＳ１４〜Ｓ２３の処理と同じである。

図１０は図７のＲ型受信機による受信処理を示したフローチャートである。図１０において、Ｒ型受信機１００の電源を投入すると、ステップＳ７１で初期化処理及び自己診断を行い、エラーがなければ、ステップＳ７２で火災監視処理に入る。

火災監視処理は、回線伝送部１０８により無線受信用中継器１６−１の回線伝送部２５から送信された送信データを受信して内容を解読し、ステップＳ７３で火災検出であればステップＳ７４に進み、火災警報処理を実行する。ステップＳ７４で火災警報処理を行った後は、ステップＳ７５で復旧を判別すると、火災警報を停止して通常の監視状態に戻る。

続いてステップＳ７６で無線受信用中継器からシステム外通信頻度Ｆを受信するとステップＳ７７で時刻情報と共にデータテーブル１２８に蓄積する。続いてステップＳ７８でシステム外通信頻度Ｆが閾値Ｆｔｈを越えていることを判別すると、ステップＳ７９に進み、使用周波数チャンネルの混雑状態を判定し、データテーブル１２８の混雑状態判定フラグを１にセットすると共に、混雑状態の判定結果を出力表示させ、必要があれば更に回線伝送部１０８により輻輳の判定結果を無線受信用中継器１６−１に転送し、その状態表示部２６により表示させる。

続いてステップＳ８０で統計処理要求の有無を判別しており、操作部１１６などによる統計処理要求を判別するとステップＳ８１に進み、システム外送信頻度の統計処理を実行する。この統計処理は、例えば１日の中の所定の時間帯、例えば昼間と夜、あるいは午前と午後ごと、もしくは日ごとについて、受信したシステム外通信頻度を集計し、時間の経過に伴う統計的データとして出力表示を行う。

このような時間帯ごとの推移グラフの表示により、使用チャンネルの混雑による電波環境の変化の傾向を知ることができ、対応策として使用周波数チャネルの変更を行ったり、使用チャンネルの混雑の原因となる事象を除去したりすることが可能になる。

なお上記の実施形態における無線受信用中継器での電波強度を判定する閾値Ａｔｈ及びシステム外通信頻度を判定する閾値Ｆｔｈは、標準の値を工場出荷時に設定して不揮発メモリなどの記憶装置に記憶しているが、図７のＲ型受信機１００を信号線により接続している場合には、受信機上での操作によるデータ伝送により無線受信用中継器に閾値Ａｔｈ、Ｆｔｈを設定しても良い。

また図６の実施形態にあっては、無線受信用中継器１６−１からシステム外通信頻度をＲ型受信機１００に送信して輻輳を判定させているが、図２の実施形態と同様に、無線受信用中継器１６−１側で輻輳までを判定し、輻輳の判定結果をＲ型受信機１００に伝送して表示させも良い。

また、図２及び図７の無線受信用中継器１６−１にあっては、プロセッサ２０が電波強度読出コマンドを無線通信部２２に送信して電波強度を取得しているが、無線通信部２２の電波強度検出部３４からの電波強度検出信号を直接にプロセッサ２０のＡＤ変換ポートに入力して取得するようにしても良い。

また上記の実施形態にあっては、システム外通信頻度が閾値を超えた場合に混雑状態と判定しているが、システム外通信頻度が所定の範囲にある場合を、使用周波数チャネルの雑度合いとして判定するようにしても良い。

また、本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：Ｐ型受信機
１２−１〜１２−３：感知器回線
１４，１０４：電源線
１６−１〜１６−３：無線受信用中継器
１６−１１〜１６−３２：無線式感知器
２０，４４，１０６：プロセッサ
２２：無線通信部
２４：回線送信部
２５，１０８：回線伝送部
２６：状態表示部
２８：電源回路部
３０：アンテナ
３２：受信回路部
３４：電波強度測定部
３５：チャンネル選択部
３６：インタフェース
３８：データ処理部
４０：輻輳判定部
４２：輻輳測定部
４６−１〜４６−３：回線受信部
６４：位相修正データ
１２４：第２輻輳判定部
１２６：統計処理部
１２８：データテーブル

Claims (16)

1. 複数の周波数チャンネルの中から使用する周波数チャンネルを設定可能であるチャンネル設定部と、
   前記チャンネル設定部を用いて設定された使用周波数チャンネルと同じ周波数チャンネルを使用するセンサノードが出力する所定の電文形式に従った無線信号を受信して復調する無線通信部と、
   前記無線通信部で復調された電文から得られた送信元ＩＤが予め定めた登録した登録ＩＤと一致した際に前記電文に基づく処理を実行する通信制御部と、
   前記使用周波数チャンネルのシステム外通信頻度を測定するシステム外通信頻度測定部と、
   前記システム外通信頻度測定部におけるチャンネルの利用率の測定結果に基づいて混雑度合いの判断を行う混雑度合い判定部と
   を設けたことを特徴とする無線防災ノード。
   
2. 請求項１記載の無線防災ノードに於いて、更に、前記混雑度合い判定部で判定された混雑度合いを信号線により接続された受信機に送信して表示させる有線通信部を備えたことを特徴とする無線防災ノード。
   
3. 請求項１記載の無線防災ノードに於いて、前記システム外通信頻度測定部は、
   前記電文形式の無線信号を受信していない場合は、所定の測定間隔毎に前記無線通信部により電波強度を測定すると共に前記電波強度が所定の閾値を越える利用回数を測定し、所定の測定回数に達する毎に、前記利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、前記システム外通信頻度が所定の範囲にある場合に前記使用周波数チャネルの混雑度合いを判定することを特徴とする無線防災ノード。
   
4. 請求項１記載の無線防災ノードに於いて、前記システム外通信頻度測定部は、
   前記電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤに一致しない無線信号を受信した場合、所定の方法で算出した補正回数を前記測定回数及び利用回数のそれぞれに加算し、所定の測定回数に達する毎に、前記利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、前記システム外通信頻度が所定の閾値を越えた際に前記使用周波数チャネルの輻輳を判定することを特徴とする無線防災ノード。
   
5. 請求項４記載の無線防災ノードに於いて、無線通信時間を前記測定間隔で除算して小数点以下を切り上げることにより前記補正回数を算出することを特徴とする無線防災ノード。
   
6. 請求項３乃至５のいずれかに記載の無線防災ノードに於いて、前記システム外通信頻度測定部は、算出したシステム外通信頻度を信号線により接続した受信機に送信して前記使用周波数チャネルの混雑度合いを判定させることを特徴とする防災無線ノード。
   
7. 請求項１記載の無線防災ノードに於いて、
   前記センサノードは火災を検出して無線信号を送信し、
   前記制御部は、前記センサノードの無線信号から復調した電文を取得して火災を判別したときに、信号線により接続された受信機に火災信号を中継送信して警報させることを特徴とする無線防災ノード。
   
8. センサノードから送信された無線信号を無線防災ノードで受信して処理し、処理結果を信号線により接続された受信機に送信する無線防災システムに於いて、
   前記無線防災ノードに、
   複数の周波数チャンネルの中から使用する周波数チャンネルを設定可能であるチャンネル設定部と、
   前記チャンネル設定部を用いて設定された使用周波数チャンネルと同じ周波数チャンネルを使用するセンサノードが出力する所定の電文形式に従った無線信号を受信して復調する無線通信部と、
   前記無線通信部で復調された電文から得られた送信元ＩＤが予め定めた登録した登録ＩＤと一致した際に前記電文に基づく処理を実行する通信制御部と、
   前記使用周波数チャンネルのシステム外通信頻度を測定するシステム外通信頻度測定部と、
   前記システム外通信頻度測定部におけるチャンネルの利用率の測定結果に基づいて混雑度合いの判断を行う混雑度合い判定部と
   を設けたことを特徴とする無線防災システム。
   
9. 請求項８記載の無線防災システムに於いて、前記無線防災ノードは、更に、前記混雑度合い判定部で判定された混雑度合いを前記受信機に送信して表示させる有線通信部を備えたことを特徴とする無線防災システム。
   
10. 請求項８記載の無線防災システムに於いて、前記無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、
    前記電文形式の無線信号を受信していない場合は、所定の測定間隔毎に前記無線通信部により電波強度を測定すると共に前記電波強度が所定の閾値を越える利用回数を測定し、所定の測定回数に達する毎に、前記利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、前記システム外通信頻度が所定の範囲にある場合に前記使用周波数チャネルの混雑度合いを判定することを特徴とする無線防災システム。
    
11. 請求項８記載の無線防災システムに於いて、前記無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、
    前記電文形式を持つが送信元ＩＤが登録ＩＤに一致しない無線信号を受信した場合、所定の方法で算出した補正回数を前記測定回数及び利用回数のそれぞれに加算し、所定の測定回数に達する毎に、前記利用回数を測定回数で除算してシステム外通信頻度を算出し、前記システム外通信頻度が所定の閾値を越えた際に前記使用周波数チャネルの混雑度合いを判定することを特徴とする無線防災システム。
    
12. 請求項１１記載の無線防災システムに於いて、前記無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、無線通信時間を前記測定間隔で除算して小数点以下を切り上げることにより前記補正回数を算出することを特徴とする無線防災システム。
    
13. 請求項１１乃至１２のいずれかに記載の無線防災システムに於いて、前記無線防災ノードのシステム外通信頻度測定部は、算出したシステム外通信頻度を前記受信機に送信し、前記受信機は前記無線防災ノードから受信した前記システム外通信頻度が所定の範囲にある場合に前記使用周波数チャネルの混雑度合いを判定して報知することを特徴とする防災無線システム。
    
14. 請求項１３記載の無線防災システムに於いて、前記受信機は、前記無線防災ノードから受信したシステム外通信頻度を時刻情報と共に蓄積し、蓄積したシステム外通信頻度を統計的に処理して表示する統計処理部を備えたことを特徴とする無線防災システム。
    
15. 請求項１４記載の無線防災システムに於いて、前記受信機の統計処理部は、システム外通信頻度の統計データとして、時間帯または日等の一定期間毎のシステム外送信頻度の推移を求めて表示することを特徴とする無線防災システム。
    
16. 請求項１１記載の無線防災システムに於いて、
    前記センサノードは火災を検出して無線信号を送信し、
    前記無線防災ノードの制御部は、前記センサノードの無線信号から復調した電文を取得して火災を判別したときに、信号線により接続された受信機に火災信号を中継送信して警報させることを特徴とする無線防災システム。

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