JP2011095860A - 火災警報システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池の消費量増加を抑えつつ確実且つ短時間で簡便に無線通信の可否をチェック可能とする。
【解決手段】親機ＴＲ１の制御部１は、各子機ＴＲｉから送信されるチェック用メッセージを受信すると各子機ＴＲｉ毎に個別周期Ｔ１〜Ｔ４を２倍した所定周期２×Ｔｋ（ｋ＝１〜４）のカウントダウンを開始し、それぞれのカウントダウンが終了した時点に無線送受信部２を起動する。それぞれの個別周期Ｔ１〜Ｔ４に対応した子機ＴＲｉから送信されるチェック用メッセージを受信できなければ、親機ＴＲ１の制御部１はチェック用メッセージが受信できなかった子機ＴＲｉについて無線通信が不能であると判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の火災警報器が電波を媒体とする無線信号を送受信するようにした火災警報システムに関するものである。

従来、複数の火災警報器が電波を媒体とする無線信号を送受信するようにした火災警報システムとして、特許文献１に記載されているものがある。この火災警報システムは、多箇所に設置された複数台の火災警報器がそれぞれに火災を感知する機能と警報音を鳴動する機能を有しており、何れかの火災警報器が火災を感知すると、当該火災警報器が警報音を鳴動するとともに火災感知を知らせる情報（火災感知情報）を電波を媒体とした無線信号で他の火災警報器に伝送し、火元の火災警報器だけでなく複数台の火災警報器が連動して一斉に警報音を鳴動することにより、火災の発生を迅速且つ確実に知らせることができるものである。

特開２００９−１６９５５２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親機と全ての子機との間で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、全ての子機と親機との間の無線通信の可否を定期的にチェックし、もしも無線通信できない子機があれば、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子機又は親機の設置場所の変更などの処置を取る必要がある。

ここで、上述のように定期的に無線通信の可否をチェックする方法として、無線通信の可否をチェックするためのメッセージ（定期監視メッセージ）を親機が定期的に一斉同報（ブロードキャスト）し、当該定期監視メッセージを受信した各子機が応答メッセージを親機に返信（ユニキャスト）することにより、親機が各子機との無線通信の可否をチェックする方法がある。この方法を採用する場合、各子機では応答メッセージを送信する前にキャリアセンスを行って衝突を防止しなければならないが、子機の台数が増えるにつれて親機が全ての子機から応答メッセージを受信するまでの時間が長くなってしまう虞がある。また、ある子機が送信する無線信号を他の子機で受信できない場合、これら２つの子機が同時に応答メッセージを送信して衝突してしまう虞がある。

そこで別の方法として、火災警報メッセージと同様に定期監視メッセージ及び応答メッセージをＴＤＭＡ方式で親機と子機の間で伝送する方法が考えられる。この方法によれば、複数の子機が個別に割り当てられたタイムスロットに応答メッセージを格納して返信するので、衝突を回避しつつ全ての子機が応答メッセージを返信するまでの時間を相対的に短くすることができる。

しかしながら、定期監視メッセージと応答メッセージの伝送をＴＤＭＡ方式で行う後者の方法を採用する場合、親機は定期的に同期信号を送信し、子機は同期信号を受信して自己のタイムスロットで応答メッセージを返信する必要があるので、前者の方法と比較して、親機及び子機ともに電池の消費量が大幅に増加してしまうという問題や、同期信号のための時間管理によってシステム設定が複雑になるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電池の消費量増加を抑えつつ確実且つ短時間で簡便に無線通信の可否を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、複数の火災警報器を備え、これら複数の火災警報器の間で電波を媒体とする無線信号を伝送する火災警報システムであって、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、特定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基準周期で送信手段から前記特定の火災警報器を除く他の火災警報器へ一斉同報し、当該他の火災警報器の制御手段は、自己に割り当てられている固有の識別番号に基づく遅延時間を前記基準周期に加算又は減算した個別周期で前記チェック用メッセージを含む無線信号を送信手段から前記特定の火災警報器へ送信させ、前記他の火災警報器の制御手段は特定の火災警報器から送信されるチェック用メッセージが基準周期に対応した所定期間以上受信できない場合に無線通信が不能であると判断し、前記特定の火災警報器の制御手段は前記他の火災警報器から送信されるチェック用メッセージが個別周期に対応した所定期間以上受信できない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、ＴＤＭＡ方式で無線通信の可否を確認する場合と比較して電池の消費量増加を抑えることができ、また、他の火災警報器がチェック用メッセージを送信するタイミングを、各火災警報器に割り当てられた固有の識別番号に基づく遅延時間だけ遅延させているため、確実且つ短時間で簡便に無線通信の可否を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、前記識別番号を１以上の整数とし、他の火災警報器の制御手段は、前記遅延時間をチェック用メッセージの送信時間と識別符号との積とすることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、遅延時間を簡単に決めることができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記識別番号を１以上の整数とし、他の火災警報器の制御手段は、前記遅延時間をチェック用メッセージの送信時間と識別符号から１を引いた数との積とすることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記特定の火災警報器の制御手段は、個別周期に対応した前記所定期間を当該個別周期の２倍の時間とすることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記他の火災警報器の制御手段は、基準周期に対応した前記所定期間を当該基準周期に等しい時間とすることを特徴とする。

本発明によれば、電池の消費量増加を抑えつつ確実且つ短時間で簡便に無線通信の可否をチェックすることができる。

本発明の実施形態における無線通信可否の定期確認動作を説明するためのタイムチャートである。 同上の火災警報器（親機及び子機）のブロック図である。 同上における無線信号のデータフォーマットである。

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。

図２は本実施形態のシステム構成図であり、複数台（図示は２台のみ）の火災警報器ＴＲで火災警報システムが構成されている。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，…，ＴＲｎ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、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、後述するように警報音の鳴動を停止するための操作入力などを受け付ける操作入力受付部６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７とを具備している。操作入力受付部６は１乃至複数のスイッチ（例えば、押釦スイッチ）を有しており、スイッチが操作されることで各スイッチに対応した操作入力を受け付けるとともに当該操作入力に対応した操作信号を制御部１に出力する。なお、各火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…には固有の識別符号が割り当てられており、当該識別符号によって無線信号の宛先並びに送信元の火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…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、メモリ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等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は警報部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。

また電池電源部７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３は火災警報器ＴＲが送受信する無線信号のデータ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、火災警報メッセージを含む無線信号が特定の火災警報器ＴＲ１（以下、親機と呼ぶ。）から、親機ＴＲ１を除く他の全ての火災警報器ＴＲ２，…（以下、子機と呼ぶ。）に同報される。

上述した火災警報器ＴＲの構成は特許文献１に記載されている従来例と共通である。すなわち、何れかの火災警報器ＴＲ（例えば、子機ＴＲ２）で火災が感知されると、当該子機ＴＲ２で警報音が鳴動されるだけでなく、子機ＴＲ２から送信される火災警報メッセージを受け取った親機ＴＲ１、並びに親機ＴＲ１から送信される火災警報メッセージを受け取った他の子機ＴＲ３，ＴＲ４，…においても警報音が鳴動され、全ての火災警報器ＴＲから連動して火災警報が報知される（以下、「火災連動」と呼ぶ。）。

ここで、全ての子機ＴＲ２，ＴＲ３，…，ＴＲｎと無線通信可能な位置に親機ＴＲ１が設置されることで確実に火災連動することができるのであるが、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親機ＴＲ１と何れかの子機ＴＲｉ（ｉ＝２，３，…，ｎ）との間の無線通信が不能になっ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、親機ＴＲ１と各子機ＴＲ２との間の無線通信の可否を定期的に確認（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１に示すタイムチャートを参照して詳細に説明する。尚、子機の台数は４台とし、各子機ＴＲ２〜ＴＲ５には識別符号として１，２，３，４の正の整数からなる子機番号が割り当てられているものとする。

親機ＴＲ１の制御部１は、定期確認のためのチェック用メッセージを含む無線信号（当該無線信号の送信期間をＴｘとする。）を一定の基準周期Ｔ０で無線送受信部２から一斉同報（マルチキャスト）する。一方、各子機ＴＲ２〜ＴＲ５の制御部１は、送信期間Ｔｘと自己の子機番号との積（ｉ×Ｔｘ，ｉ＝１，２，３，４）からなる遅延時間を基準周期Ｔ０に加算した個別周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で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から親機ＴＲ１へ送信（ユニキャスト）する。尚、図１では説明を簡単にするために親機ＴＲ１の基準周期Ｔ０と各子機ＴＲ２〜ＴＲ５の個別周期Ｔ１〜Ｔ４が時刻ｔ＝ｔ１で同期したと仮定している。

また親機ＴＲ１の制御部１は、各子機ＴＲ２〜ＴＲ５から送信されるチェック用メッセージを受信すると各子機ＴＲ２〜ＴＲ５毎に個別周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を２倍した所定周期２×Ｔ１，２×Ｔ２，２×Ｔ３，２×Ｔ４のカウントダウンを開始し、それぞれのカウントダウンが終了した時点に無線送受信部２を起動する。このとき、それぞれの個別周期Ｔ１〜Ｔ４に対応した子機ＴＲ２〜ＴＲ５から送信されるチェック用メッセージを受信できなければ、親機ＴＲ１の制御部１はチェック用メッセージが受信できなかった子機ＴＲ２〜ＴＲ５について無線通信が不能であると判断し、例えば、警報部５を制御して定期確認エラーを報知する。ここで、図１に示すように時刻ｔ＝ｔ１で複数台の子機ＴＲ２〜ＴＲ５から送信されたチェック用メッセージを含む無線信号が衝突したとしても、時刻ｔ＝ｔ１から個別周期Ｔ１〜Ｔ４が経過した時点に複数台の子機ＴＲ２〜ＴＲ５から送信されるチェック用メッセージを含む無線信号が衝突することはないので、上述のように個別周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を２倍した値を所定周期に設定しておけば、相互に電波が受信できない子機ＴＲ２〜ＴＲ５が存在しても確実に衝突を防ぐことができる。

一方、各子機ＴＲ２〜ＴＲ５の制御部１は、親機ＴＲ１から送信されるチェック用メッセージを受信すると基準周期Ｔ０のカウントダウンを開始し、カウントダウンが終了した時点に無線送受信部２を起動する。このとき、各子機ＴＲ２〜ＴＲ５の制御部１は、親機ＴＲ１から送信されるチェック用メッセージを受信できなければ親機ＴＲ１との間の無線通信が不能であると判断し、例えば、警報部５を制御して定期確認エラーを報知する。

上述のように本実施形態によれば、ＴＤＭＡ方式で無線通信の可否を確認する場合と比較して電池の消費量増加を抑えることができ、また、他の火災警報器ＴＲ（子機）がチェック用メッセージを送信するタイミングを、各火災警報器ＴＲに割り当てられた固有の識別番号（子機番号ｉ）に基づく遅延時間（＝ｉ×Ｔｘ）だけ遅延させているため、確実且つ短時間で無線通信の可否をチェックすることができる。

尚、送信期間Ｔｘと子機番号との積からなる遅延時間を基準周期Ｔ０から減算したものを個別周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４としても同様の効果を奏することは明らかである（図１における破線参照）。また、本実施形態では全ての子機ＴＲ２〜ＴＲ５の個別周期Ｔ１〜Ｔ４を基準周期Ｔ０と異なる値に設定しているが、子機番号が１番の子機ＴＲ２については個別周期Ｔ１を基準周期Ｔ０に等しく設定しても構わない。つまり、無線通信が可能であれば、チェック用メッセージを含む無線信号の送信前にキャリアセンス（電波チェック）を実行することで親機ＴＲ１と子機ＴＲ２のチェック用メッセージを含む無線信号の衝突が回避できるので、送信期間Ｔｘと子機番号から１を引いた数との積（＝（ｉ−１）×Ｔｘ）を遅延時間に設定することができる。

ＴＲ１ 火災警報器（親機）
ＴＲ２ 火災警報器（子機）
１ 制御部（制御手段）
２ 無線送受信部（受信手段，送信手段）
４ 火災感知部（火災感知手段）
５ 警報部（警報手段）

Claims (5)

1. 複数の火災警報器を備え、これら複数の火災警報器の間で電波を媒体とする無線信号を伝送する火災警報システムであって、
   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、
   特定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基準周期で送信手段から前記特定の火災警報器を除く他の火災警報器へ一斉同報し、
   当該他の火災警報器の制御手段は、自己に割り当てられている固有の識別番号に基づく遅延時間を前記基準周期に加算又は減算した個別周期で前記チェック用メッセージを含む無線信号を送信手段から前記特定の火災警報器へ送信させ、
   前記他の火災警報器の制御手段は特定の火災警報器から送信されるチェック用メッセージが基準周期に対応した所定期間以上受信できない場合に無線通信が不能であると判断し、
   前記特定の火災警報器の制御手段は前記他の火災警報器から送信されるチェック用メッセージが個別周期に対応した所定期間以上受信できない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ことを特徴とする火災警報システム。
2. 前記識別番号を１以上の整数とし、他の火災警報器の制御手段は、前記遅延時間をチェック用メッセージの送信時間と識別符号との積とす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. 前記識別番号を１以上の整数とし、他の火災警報器の制御手段は、前記遅延時間をチェック用メッセージの送信時間と識別符号から１を引いた数との積とす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. 前記特定の火災警報器の制御手段は、個別周期に対応した前記所定期間を当該個別周期の２倍の時間とすることを特徴とする請求項２又は３記載の火災警報システム。
5. 前記他の火災警報器の制御手段は、基準周期に対応した前記所定期間を当該基準周期に等しい時間とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の火災警報システム。

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