JP2011028574A - 火災警報システム - Google Patents

Abstract

【課題】全ての火災警報器において無線通信の可否を比較的簡単にチェック可能とする。
【解決手段】火災警報器ＴＲの制御部１は、確認周期Ｔ毎に定期確認メッセージを含む無線信号を送信する。他の火災警報器ＴＲの制御部１は、所定期間（Ｔ+α）内に定期確認メッセージを受け取っていない、言い換えると、定期確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２で受信しない期間が所定期間を超えたときに、他の火災警報器ＴＲとの間で通信パスの異常（無線通信の不能）が生じていると判断し、警報部５を制御して定期確認エラーを報知する。故に、個々の火災警報器ＴＲの制御部１ではタイマでカウントする所定期間毎に定期確認メッセージの受信の有無を判断するだけでよく、全ての火災警報器ＴＲにおいて無線通信の可否を比較的簡単に確認（チェック）することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、互いに電波を媒体とする無線通信を行う複数の火災警報器からなり、それぞれの火災警報器が自ら警報を発するだけでなく、全ての火災警報器が連動して警報を発する火災警報システムに関するものである。

従来、火災を感知したときに自ら警報を発するとともに他の火災警報器に火災感知を知らせるメッセージを電波を媒体とする無線通信で通知し、当該メッセージを受け取った他の火災警報器でも警報を発することによって、全ての火災警報器が連動して警報を発する火災警報システムが種種提供されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載されている従来例では、それぞれの火災警報器が他の火災警報器から無線通信で受け取ったメッセージをさらに別の火災警報器に中継する、いわゆるマルチホップ通信を行うことにより、電波が直接届かない火災警報器同士を連動させることができる。但し、各火災警報器は、他の火災警報器のうちの少なくとも一つと無線通信が可能な状態であることが必要である。

特開２００８−９４８０号公報 特開２００８−２７１３７４号公報

ところで、近年はインターネットの普及によって無線ＬＡＮが導入される住宅も増えており、無線ＬＡＮで使用される周波数帯の電波と火災警報システムで使用する周波数帯の電波が干渉して火災警報器同士の無線通信が阻害される虞がある。あるいは、無線ＬＡＮ以外にも電波を使用する家庭用電気機器（電波式リモコンなど）や電子レンジのように電磁波ノイズを発する電気機器も多数存在している。さらには、金属性の什器類の設置や、住宅内での壁の新設等によっても、電波伝搬特性が変化し、通信が阻害されることがある。そのため、火災警報器を設置する時点では無線通信が可能であったとしても、設置後に新しく無線ＬＡＮや電気機器が導入されたり、電波伝搬に影響を与えるような環境の変更があった場合、電波の使用状況が変化し、火災警報器同士の無線通信が困難になってしまう場合があった。そして、このような状況が放置されたままで火災が発生すると、無線通信によるメッセージ伝達が不能となって全ての火災警報器で警報を連動することができない虞があった。

従って、火災が発生したときに連動して警報を発しない火災警報器が出現することを予防するためには、全ての火災警報器が少なくとも他の一つの火災警報器と無線通信できることを定期的に確認し、もしも無線通信できない火災警報器があれば、直ちに無線通信ができるような対策、例えば、無線通信の阻害要因の除去や火災警報器の設置場所の変更などを取る必要がある。

しかしながら、上述のように定期的に無線通信の可否をチェックする場合、それぞれの火災警報器が他の何れの火災警報器に対して無線通信の可否をチェックするのか、また、互いの無線通信のエリアが重なっていない火災警報器の間で無線信号の衝突が発生するという問題もあり、無線通信の可否をチェックするためのアルゴリズムが非常に複雑になってしまう。しかも、ノイズ源の位置などによって片方向のみで無線通信が可能となり、反対方向には無線通信が不能になる場合もある。よって、各火災警報器について双方向で無線通信の可否をチェックすることが望ましいが、そうすると無線通信の可否をチェックするためのアルゴリズムがさらに複雑化してしまう。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、全ての火災警報器において無線通信の可否を比較的簡単にチェックすることができる火災警報システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、電波を媒体とする無線信号を送受信する複数の火災警報器を備え、各火災警報器は、火災を感知する火災感知手段と、火災警報を報知する警報手段と、無線信号を送信する送信手段と、無線信号を受信する受信手段と、火災感知手段で火災を感知したときに警報手段に火災警報を報知させるとともに他の火災警報器に火災警報を報知させるための火災警報メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させ、且つ受信手段により他の火災警報器から送信される無線信号を受信して前記火災警報メッセージを受け取ったときに警報手段に火災警報を報知させる制御手段とを具備し、当該制御手段は、何れかの火災警報器から送信された火災警報メッセージを含む無線信号を受信手段で受信した場合、当該火災警報メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させて火災警報メッセージを中継する火災警報システムであって、何れか一つの火災警報器の制御手段は、無線通信の可否をチェックするためのチェック用メッセージを含む無線信号を一定の周期で送信手段から送信させ、前記一つの火災警報器を除く他の全ての火災警報器の制御手段は、前記チェック用メッセージを含む無線信号を受信手段で受信したら当該チェック用メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させてチェック用メッセージを中継するとともに、チェック用メッセージを含む無線信号を受信しない期間が前記周期よりも短くない所定期間を超えた場合に無線通信が不能であると判断することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、全ての火災警報器においてチェック用メッセージを含む無線信号が所定期間内に受信できていれば全ての火災警報器で無線通信が可能と判断でき、何れかの火災警報器においてチェック用メッセージを含む無線信号を受信できない期間が所定期間を超えてしまえば何れかの火災警報器で無線通信が不能と判断できる。その結果、全ての火災警報器において無線通信の可否を比較的簡単にチェックすることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記一つの火災警報器は、それぞれの火災警報器に固有の製造番号に基づいて決定されることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記一つの火災警報器は、初期設定によって決定されることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記一つの火災警報器は、複数の火災警報器の中から定期的に交代することを特徴とする。

請求項４の発明によれば、チェック用メッセージの伝達経路が変化するために無線通信の可否を双方向で判断することができる。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記一つの火災警報器は、それぞれの火災警報器に固有の製造番号に基づいて決定される順番で定期的に交代することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４の発明において、前記一つの火災警報器は、初期設定によって決定される順番で定期的に交代することを特徴とする。

本発明によれば、全ての火災警報器において無線通信の可否を比較的簡単にチェックすることができる。

本発明の実施形態を示し、（ａ）は火災警報器のブロック図、（ｂ）は火災警報システムのシステム構成図である。 同上における無線信号のフレームフォーマットである。 （ａ），（ｂ）は同上におけるマルチホップ通信の説明図である。 同上における定期確認処理を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態の火災警報システムは、図１（ｂ）に示すように複数台（図示例では９台）の火災警報器ＴＲで構成されている。なお、以下の説明では、火災警報器ＴＲを個別に示す場合は火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲ９と表記し、総括して示す場合は火災警報器ＴＲと表記する。

火災警報器ＴＲは、図１（ａ）に示すようにアンテナ３から電波を媒体とした無線信号を送信するとともに他の火災警報器ＴＲが送信した無線信号をアンテナ３で受信する無線送受信部２と、音（ブザー音や音声メッセージなど）による火災警報（以下、「警報音」と呼ぶ。）を報知（スピーカから鳴動）する警報部５と、マイコンや書換可能な不揮発性の半導体メモリなどからなるメモリ部１ａを主構成要素とし火災感知部４で火災を感知したときに警報部５に警報音を鳴動させるとともに他の火災警報器ＴＲに対して火災警報を報知させるための火災警報メッセージを含む無線信号を無線送受信部２より送信させる制御部１と、乾電池等の電池を電源として各部に動作電源を供給する電池電源部６とを具備している。なお、各火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲ９には固有の識別符号が割り当てられてメモリ部１ａに格納されており、当該識別符号によって無線信号の宛先（送信先）並びに送信元の火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲ９が特定できる。

無線送受信部２は、電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「小電力セキュリティシステムの無線局」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信するものである。また火災感知部４は、例えば、火災に伴って発生する煙や熱、炎などを検出することで火災を感知するものである。但し、無線送受信部２並びに火災感知部４の詳細な構成については、従来周知であるから詳細な説明は省略する。

制御部１は、図示しないメモリ（ＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭなど）に格納されたプログラムをマイコンで実行することによって後述する各種の機能を実現している。火災感知部４で火災の発生が感知されると、制御部１は警報部５が備えるブザーを駆動して警報音を鳴動させたり、あるいは予めメモリ（あるいはメモリ部１ａ）に格納されている警報用の音声メッセージ（例えば、「火事です」など）をスピーカに鳴動させることで火災警報を報知するとともに、他の火災警報器ＴＲにおいても火災警報を報知させるため、火災警報メッセージを含む無線信号を無線送受信部２より送信させる。また、他の火災警報器ＴＲから送信された無線信号を無線送受信部２で受信することにより火災警報メッセージを受け取ったときも、制御部１が警報部５を制御して警報音を鳴動させる。つまり、制御部１では火災感知部４が火災を感知したときに警報部５から警報音を鳴動させて火災警報を報知するとともに火災警報メッセージを含む無線信号を無線送受信部２より送信させる機能を有している。

ここで、電波法施行規則の無線設備規則第４９条の１７「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備」では、無線信号を連続して送信してもよい期間（送信期間）が３秒以下、送信期間と送信期間の間に設けられた、無線信号を送信してはいけない期間（休止期間）が２秒以上とすることが規定されている（同条第５号参照）。このために本実施形態における制御部１では、上記無線設備規則に適合する送信期間に無線信号を送信させるとともに休止期間に送信を停止し且つ受信可能な状態としている。

また電池電源部６の電池寿命をできるだけ長くするため、制御部１ではマイコンに内蔵するタイマで所定の間欠受信間隔（但し、間欠受信間隔は前記送信期間よりも長い時間とする）を繰り返しカウントするとともに間欠受信間隔のカウントが完了する毎に無線送受信部２を起動して所望の電波（他の火災警報器ＴＲが送信した無線信号）が受信できるか否かをチェックし、当該電波が捉えられなければ直ちに無線送受信部２を停止して待機状態に移行させることで平均消費電力を大幅に低減している。なお、電波の受信チェックは、無線送受信部２から出力される、受信信号強度の大小に比例した直流電圧信号である受信信号強度表示信号（Receiving Signal Strength Indication：ＲＳＳＩ信号）に基づいて制御部１が行っており、詳細については従来周知であるから省略する。

図２は火災警報器ＴＲが送受信する無線信号のフレームフォーマットを示しており、同期ビット（プリアンブル：ＰＡ）、フレーム同期パターン（ユニークワード：ＵＷ）、宛先アドレスＤＡ、送信元アドレスＳＡ、メッセージＭ、ＣＲＣ符号で１フレームが構成されている。ここで、宛先アドレスＤＡとして各火災警報器ＴＲの識別符号を設定すれば当該識別符号の火災警報器ＴＲのみが無線信号を受信してメッセージを取得することになるが、宛先アドレスＤＡとして何れの火災警報器ＴＲにも割り当てられていない特殊なビット列（例えば、すべてのビットを１としたビット列）を設定することで無線信号を同報（マルチキャスト）して全ての火災警報器ＴＲにメッセージを取得させることができる。例えば、火元の火災警報器ＴＲから火災警報メッセージを含む無線信号が同報される。

ここで、本実施形態の火災警報システムでは、特許文献１の従来例と同様に、一の火災警報器ＴＲが送信する無線信号を他の火災警報器ＴＲが中継することでマルチホップ通信を行っている。例えば、図１（ｂ）においては相互に無線通信が可能である２台の火災警報器ＴＲの間に矢印を記入しており、矢印が記入されていない火災警報器ＴＲの間では無線通信ができないことを示している。つまり、火災警報器ＴＲ２と直接無線通信できるのは火災警報器ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ４，ＴＲ５の４台のみであり、火災警報器ＴＲ５と直接無線通信できるのは火災警報器ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ９の３台のみであり、火災警報器ＴＲ７と直接無線通信できるのは火災警報器ＴＲ３の１台のみである。

例えば、図３（ａ）に示すように火災警報器ＴＲ１が最初に火災を感知した場合、火元の火災警報器ＴＲ１から火災警報メッセージを含む無線信号が同報（マルチキャスト）送信され、火災警報器ＴＲ１と無線通信可能である火災警報器ＴＲ２のみが当該無線信号を受信できる。そして、火災警報器ＴＲ２が火災警報メッセージを含む無線信号を同報送信（中継）することによって、３台の火災警報器ＴＲ３〜ＴＲ５が当該無線信号を受信できる。さらに、火災警報器ＴＲ３，ＴＲ５がそれぞれ火災警報メッセージを含む無線信号を同報送信（中継）することによって、残る４台の火災警報器ＴＲ６〜ＴＲ９が当該無線信号を受信できる。そして、全ての火災警報器ＴＲ１〜ＴＲ９に火災警報メッセージが届けば、火災を感知した火元の火災警報器ＴＲ１だけでなく、火元以外の火災警報器ＴＲ２〜ＴＲ９を含めた全ての火災警報器ＴＲ１〜ＴＲ９が連動して火災警報を報知することができる。

同様に、図３（ｂ）に示すように火災警報器ＴＲ２が最初に火災を感知した場合、火元の火災警報器ＴＲ２から火災警報メッセージを含む無線信号が同報送信され、火災警報器ＴＲ２と無線通信可能である火災警報器ＴＲ１，ＴＲ３〜ＴＲ５の４台が当該無線信号を受信できる。そして、火災警報器ＴＲ３，ＴＲ５がそれぞれ火災警報メッセージを含む無線信号を同報送信（中継）することによって、残る４台の火災警報器ＴＲ６〜ＴＲ９が当該無線信号を受信できる。そして、全ての火災警報器ＴＲ１〜ＴＲ９に火災警報メッセージが届けば、火災を感知した火元の火災警報器ＴＲ２だけでなく、火元以外の火災警報器ＴＲ１，ＴＲ３〜ＴＲ９を含めた全ての火災警報器ＴＲ１〜ＴＲ９が連動して火災警報を報知することができる。

ところで、上述した通信パス（図１（ｂ）における矢印）は恒久的なものではなく、従来技術で説明したように電波の使用状況の変化などによって消滅してしまう可能性が有る。そのために本実施形態の火災警報システムでは、通信パスの正常性を定期的に確認（チェック）する処理（定期確認処理）を各火災警報器ＴＲで実行している。以下、本発明の要旨である定期確認処理について、図４に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。

まず、全ての火災警報器ＴＲ１〜ＴＲ９においてほぼ同時刻に電源が入れられて電池電源部６から制御部１への給電が開始されると、制御部１は無線送受信２を起動して相互に無線信号を送受信し、メモリ部１ａに記憶している自己の識別符号を他の火災警報器ＴＲに通知する（ステップＳ１）。また制御部１は、他の火災警報器ＴＲから通知された識別符号をメモリ部１ａに記憶し、これらの識別符号に基づいて自らの端末番号Ｎを決定する（ステップＳ２）。具体的には、自己の識別符号を含む全ての識別符号を昇順に並べ、そのときの自己の識別符号の順位（１〜９の整数）を端末番号Ｎ（＝１，２，…，９）とする。よって、全ての火災警報器ＴＲ１〜ＴＲ９に対して１〜９の何れかの端末番号Ｎが重複せずに割り当てられることになる。尚、端末番号Ｎが決定したら、制御部１はタイマを起動して確認周期Ｔ（例えば、２４時間）のカウントを開始する。

制御部１は、変数Ｋに１を代入して初期化し（ステップＳ３）、変数Ｋと自己の端末番号Ｎとが一致するか否かを判定する（ステップＳ４）。例えば、火災警報器ＴＲ１の端末番号Ｎが１であって変数Ｋの初期値（＝１）と一致した場合、火災警報器ＴＲ１の制御部１は、タイマが確認周期Ｔのカウントを完了するまで待機し（ステップＳ５）、確認周期Ｔが経過したら定期確認（チェック用）メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から同報（マルチキャスト）送信する（ステップＳ６）。その後、火災警報器ＴＲ１の制御部１は、変数ＫにＫ＋１を代入して（ステップＳ７）、ステップＳ４に戻る。

一方、端末番号Ｎが変数Ｋと一致しない場合、火災警報器ＴＲ（今の場合、ＴＲ２〜ＴＲ９）の制御部１は、タイマが確認周期Ｔ+α（例えば、α＝１０分）の所定期間をカウントするまで待機し（ステップＳ８）、当該所定期間（＝Ｔ+α）が経過するまでの間の間欠受信において定期確認メッセージを含む無線信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、各火災警報器ＴＲ２〜ＴＲ９の制御部１では、定期確認メッセージを受け取ったときも火災警報メッセージを受け取ったときと同様にマルチホップ通信で中継している。故に、火災警報器ＴＲ１から送信される定期確認メッセージを含む無線信号は、全ての通信パスが正常である限り、上述した火災報知メッセージを含む無線信号と同様のマルチホップ通信によって他の全ての火災警報器ＴＲ２〜ＴＲ９で受信されるはずである。したがって、制御部１では所定期間内に定期確認メッセージを受け取っていない、言い換えると、定期確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２で受信しない期間が所定期間を超えたときに、他の火災警報器ＴＲとの間で通信パスの異常（無線通信の不能）が生じていると判断し、警報部５を制御して定期確認エラーを報知する（ステップＳ１１）。

また、所定期間内に定期確認メッセージを受け取った場合、制御部１は定期確認によって通信パスに異常はなかったと判断し、今回の定期確認元である火災警報器ＴＲ１の端末番号Ｎに１を足した値を変数Ｋに代入し（ステップＳ１０）、その後、ステップＳ４に戻る。このとき、変数Ｋは２となっているから、次回は端末番号Ｎに「２」が割り当てられている火災警報器ＴＲ（例えば、ＴＲ２）の制御部１が上述したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を実行し、その他の火災警報器ＴＲ１，ＴＲ３〜ＴＲ９の制御部１がステップＳ８〜Ｓ１１の処理を実行することになる。

上述のように本実施形態の火災警報システムでは、何れかの火災警報器ＴＲから送信される定期確認メッセージが他の火災警報器ＴＲで受信できなければ通信パスに異常がある（無線通信不能）と判断できるため、個々の火災警報器ＴＲの制御部１ではタイマでカウントする所定期間毎に定期確認メッセージの受信の有無を判断するだけでよく、全ての火災警報器ＴＲにおいて無線通信の可否を比較的簡単に確認（チェック）することができる。ここで、定期確認メッセージを定期的に送信する火災警報器ＴＲを何れかの火災警報器ＴＲ（例えば、ＴＲ１）に固定することも可能であるが、本実施形態のように定期確認メッセージの送信元の火災警報器ＴＲを順番に交代すれば、定期確認メッセージの伝達経路が変化するために、いずれの火災警報器ＴＲで火災が発生したとしても、全ての火災警報器ＴＲに火災を伝えるのに必要なすべての無線通信のパスにおける通信の可否を双方向で判断することができる。尚、定期確認メッセージの送信元を何れかの火災警報器ＴＲに固定する場合、あるいは順番に交代する場合の何れにおいても、各火災警報器ＴＲに固有の製造番号に基づいて決定しても良いし、本実施形態のように初期設定によって決定しても構わない。

また本実施形態では、確認周期Ｔ毎の確認（チェック）において一度でも定期確認メッセージを受け取ることができなければ、制御部１が定期確認エラーを報知しているが、確認周期Ｔ毎の確認において２回以上の所定回数、連続して定期確認メッセージを受け取ることができない場合に定期確認エラーを報知するようにしても構わない。

ＴＲ 火災警報器
１ 制御部（制御手段）
２ 無線送受信部（送信手段，受信手段）
３ アンテナ（送信手段，受信手段）
４ 火災感知部（火災感知手段）
５ 警報部（警報手段）

Claims (6)

1. 電波を媒体とする無線信号を送受信する複数の火災警報器を備え、各火災警報器は、火災を感知する火災感知手段と、火災警報を報知する警報手段と、無線信号を送信する送信手段と、無線信号を受信する受信手段と、火災感知手段で火災を感知したときに警報手段に火災警報を報知させるとともに他の火災警報器に火災警報を報知させるための火災警報メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させ、且つ受信手段により他の火災警報器から送信される無線信号を受信して前記火災警報メッセージを受け取ったときに警報手段に火災警報を報知させる制御手段とを具備し、当該制御手段は、何れかの火災警報器から送信された火災警報メッセージを含む無線信号を受信手段で受信した場合、当該火災警報メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させて火災警報メッセージを中継する火災警報システムであって、
   何れか一つの火災警報器の制御手段は、無線通信の可否をチェックするためのチェック用メッセージを含む無線信号を一定の周期で送信手段から送信させ、
   前記一つの火災警報器を除く他の全ての火災警報器の制御手段は、前記チェック用メッセージを含む無線信号を受信手段で受信したら当該チェック用メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させてチェック用メッセージを中継するとともに、チェック用メッセージを含む無線信号を受信しない期間が前記周期よりも短くない所定期間を超えた場合に無線通信が不能であると判断することを特徴とする火災警報システム。
2. 前記一つの火災警報器は、それぞれの火災警報器に固有の製造番号に基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載の火災警報システム。
3. 前記一つの火災警報器は、初期設定によって決定されることを特徴とする請求項１記載の火災警報システム。
4. 前記一つの火災警報器は、複数の火災警報器の中から定期的に交代することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の火災警報システム。
5. 前記一つの火災警報器は、それぞれの火災警報器に固有の製造番号に基づいて決定される順番で定期的に交代することを特徴とする請求項４記載の火災警報システム。
6. 前記一つの火災警報器は、初期設定によって決定される順番で定期的に交代することを特徴とする請求項４記載の火災警報システム。

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