JP3551743B2 - 多重伝送中継増幅器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重伝送線に伝送される信号を増幅する多重伝送中継増幅器及びこれを用いた集合住宅警報監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
集合住宅の警報監視システムは、管理人室等に設置された警報監視盤あるいは統合盤と、各住戸に設置された住宅情報盤とを多重伝送線を介して接続して、管理人室等において、各住戸の異常を集中的に監視している。
ここに、警報監視盤とは、各住戸の住宅情報盤に接続された火災感知器やガス漏れ警報器などのセキュリティセンサが発報したときに、各住宅情報盤に接続されたアラームユニットから多重伝送線を通じて発報信号を受けて、警報を出力するとともに、発報した住戸を表示するものであるが、この警報監視盤では、近隣住戸への警報出力ができないため、管理人室などには、更に住棟受信機を設置して、この住棟受信機と各住戸の住宅情報盤を他の信号線を介して接続して、住宅情報盤に接続された火災感知器などが発報し、火災が確定したときには、住棟受信機が、近隣住戸の住宅情報盤や近くの火災受信機などに自動的に警報制御信号を送出し、火災の発生を報知させるようにしている。
【０００３】
一方の統合盤は、警報監視盤と住棟受信機の機能を一体化させた装置として開発されたものであり、各住戸の住宅情報盤を多重伝送線を介して接続して、集合住宅全体を統合的に監視制御できるようにしている。
このような警報監視システムでは、システム規模が大きくなって、配線距離が長くなったり、接続する住宅情報盤（端末器）の数が多くなった場合は、伝送される多重信号が減衰することを防ぐために、伝送線の途中で信号を増幅させる中継増幅器を介在させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、停電や配線の短絡などの異常を検出して、停電により伝送が中断しないようにした多重伝送中継増幅器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の多重伝送中継増幅器は、以下の手段を備えている。請求項１では、外部より供給された商用電源を降圧整流して、駆動電源を取り出す電源回路と、停電時に駆動電源となるバックアップ電源と、電源回路に外部より供給される商用電源が停電遮断したことを検出する停電検出回路を有し、停電を検出したときには、電源回路をバックアップ電源に切替える停電補償回路とを備える。これによって、停電により伝送が中断することがなくなる。
【００１０】
また、請求項２では、請求項１において、各住戸の住宅情報盤から返信信号として流れる電流を検出し、その電流の継続時間が所定時間を超えたとき、あるいは、その電流の所定期間当りの検出回数が所定回数を超えたときに、返信信号を無効とする保護回路を備える。これによって、中継増幅器内部の回路が、大電流によって破壊される事態を防ぐことが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面とともに説明する。
図１は、多重伝送中継増幅器の内部構成の一例を示す図である。
この多重伝送中継増幅器Ａは、多重伝送線Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）上に、警報監視盤あるいは統合盤側を１次側Ｌ１とし、端末器である各住戸の住宅情報盤側を２次側Ｌ２として接続されている。
【００１３】
図において、１は外部より供給された商用電源（ＡＣ１００Ｖ）を降圧整流して、駆動電源を取り出す電源回路、２は停電を検出したときに、電源回路１をバックアップ電源に切替える停電補償回路、３は多重信号の中継増幅回路、４はこの中継増幅器Ａの内部において生じた各種の異常を判断する自己異常検出回路、５はこの中継増幅器Ａ自身を警報監視盤などの端末器として、多重伝送を行うための自己送受信回路である。
【００１４】
電源回路１では、外部から電源の供給を受け、中継増幅回路３の駆動電源を取り出している。ローカルで供給されるＡＣ１００Ｖの商用交流電源を、トランス１１で降圧し、整流回路１２で整流した後、定電圧回路１４によってＤＣ２４Ｖの定電圧電源として、中継増幅回路３の多重伝送ドライバ３１ｂに供給する。なお、１０は電源スイッチであり、１３は交流電源の遮断を検出する交流電源検出部である。
【００１５】
停電補償回路２は、停電時に駆動電源となる電池２１をバックアップ電源として備え、電源回路１に外部より供給される商用電源が停電遮断したことを検出する停電検出回路として機能し、また、停電を検出したときに、電源回路１を電池２１側に切り替える電圧チェック／電源切替部２０を備える。また、電池２１の接続を電圧によって検出する電池接続検出部２２と、長期停電時に電池２１を過放電による故障から保護する過放電防止回路２３、電源回路１からの電源供給時に、電池２１への充電を行うとともに、電池２１の電圧値をテスト（チェック）するチェック回路を構成する電池充電／テスト部２４と、電池テストボタン２５と、１又は複数のＬＥＤランプなどで構成され、チェック結果を表示する表示部２６とを備える。
【００１６】
停電補償回路２は、停電を検出すれば、バックアップ電源（電池２１）から電源を供給するように切り替え制御するので、停電時に、中継増幅器Ａが作動不能となって、伝送が中断してしまうことがなく、システムの信頼性を保つことが出来る。
また、停電補償回路２は、バックアップ電源である電池２１の電圧値チェック機能を有しているので、電池テストボタン２５が操作されると、電池充電／テスト部２４が電池２１の電圧値を検出して基準電圧値と比較し、検出した電圧値が基準電圧値を超えれば、表示部２６に正常表示（例えば、正常ランプを点灯）を行い、検出した電圧値が基準電圧値以下であれば、表示部２６に異常表示（例えば、異常ランプを点滅）を行う。このようにして、予めバックアップ電源の容量をチェックしておけば、停電が発生したときに、この中継増幅器Ａに接続された端末器に対し、伝送ができなくなることを前もって防いでおくことができる。
【００１７】
中継増幅回路３は、多重伝送線Ｌの１次側Ｌ１に接続される信号中継部３０と、２次側Ｌ２に接続される伝送制御部３１に分かれており、警報監視盤側から電源供給を受ける信号中継部３０と、電源供給源が異なり、内部の電源回路１から電源供給を受ける伝送制御部３１とは、フォトカプラＰＣ（Ｒ），ＰＣ（Ｔ）によって相互に影響を受けないように絶縁分離されて構成されている。
【００１８】
電源回路１から供給されるＤＣ２４Ｖの安定化電源は、伝送制御部３１の多重伝送ドライバ３１ｂの駆動電源となり、更に、定電圧変換回路３１ｄによってＤＣ５Ｖに変換され、信号処理部３１ａや返信回路保護ＣＰＵ３１ｅの駆動電源になる。
多重伝送ドライバ３１ｂは、スイッチング素子をオン、オフする構成として、多重信号線Ｌの２次側Ｌ２に、＋２４Ｖと−２４Ｖの電圧を交互に供給する。例えば、互いに相補な２つのトランジスタを組み合わせてブリッジ回路を構成して、このブリッジ回路のトランジスタを交互にオン、オフさせる。このようにすれば、この中継増幅器Ａに接続される端末器には、減衰のない多重信号が送出されるので、この中継増幅器Ａには、多重伝送ドライバ３１ｂの電流容量に見合った数までの端末器が接続できる。なお、多重伝送ドライバ３１ｂは、警報監視盤や統合盤に設けられている多重伝送ドライバと同じ構成のものである。
【００１９】
一方、信号中継部３０は、警報監視盤側の多重伝送ドライバが、オン、オフされ、２本の多重伝送線Ｌを通じて、＋２４Ｖと−２４Ｖが交互に加えられると、この送出されて来る多重信号は交流変化をなすので、整流回路３０ａによって整流して正あるは負のいずれか一方のパルス信号に整形した後、受信回路３０ｂのトランジスタＴＲ（Ｒ）をオン、オフさせ、フォトカプラＰＣ（Ｒ）もオン、オフさせる。すると、伝送制御部３１は、そのパルス信号に応じて、多重伝送ドライバ３１ｂをオン、オフさせ、上述したように、ＤＣ２４Ｖを＋２４Ｖと−２４Ｖに変換させて多重信号線Ｌの２次側Ｌ２に送り出す。その結果、中継増幅器Ａに接続された端末器に対しては、この中継増幅器Ａが新たな電源供給源となるので、多重信号を減衰のないレベルで復元して送出することができる。したがって、中継増幅器Ａは、警報監視盤側から送出されて来るのと同じ内容の多重信号を殆ど遅れることなく送出できる。
【００２０】
このようにして中継増幅器Ａが１次側Ｌ１において警報監視盤などから受信した多重信号が、中継増幅器Ａの２次側Ｌ２に送出された後は、返信期間となり、警報監視盤から伝送された多重信号が指定しているアドレスと同じアドレスの端末器が存在していれば、その端末器から電流パルスが返信されるので、中継増幅器Ａでは、その返信信号に応じて、多重伝送ドライバ３１ｂのスイッチング素子をオン、オフさせる。
【００２１】
このときのフォトカプラＰＣ（Ｔ）のオン、オフ動作が、信号中継部３０によって検出されると、返信回路３０ｃは、トランジスタＴＲ（Ｔ）をオンにして多重伝送線Ｌの１次側Ｌ１に、小さい値の抵抗Ｒを接続して短絡させる。すると、多重伝送線Ｌ１には大きい電流パルスが流れるので、警報監視盤側は、そのときの電流パルスを受信して端末器の返信信号を解読する。
【００２２】
次に、自己異常検知回路４は、中継増幅器Ａの内部において生じるおそれのある各種の異常を検出したときに、異常判別回路４０がそれらを判別する。これを、フォトカプラＰＣを介して、自己送受信回路５の多重伝送制御部５０が検出すれば、警報監視盤あるいは統合盤に信号を送信する。自己異常検知回路４と自己送受信回路５は、両者を分離するように、フォトカプラＰＣによって接続されているので、双方が互いに、ノイズなどの影響をうけることがない。
【００２３】
自己送受信回路５は、多重伝送制御部５０が、整流回路３０ａによって変換された正または負のいずれかのパルス信号を、受信回路５１によって受信する一方、返信回路５２によって信号を返信する。
このような多重伝送を実現するため、自己送受信回路５には、この中継増幅器Ａに割り当てられたアドレスを設定する手段として、アドレス設定部５３を備えており、多重伝送制御部５０は、警報監視盤あるいは統合盤から送信されて来る多重信号からアドレスを取り出し、そのアドレスがアドレス設定部５３によって予め設定されているアドレスと一致したときには、返信信号を返信する。これによって、この中継増幅器Ａ自身が警報監視盤などの端末器として機能する。
【００２４】
また、上述したように、多重伝送制御部５０は、自己異常検出回路４０と、フォトカプラＰＣを介して接続されているので、警報監視盤あるいは統合盤に、多重伝送線Ｌを通じて、予め割り当てられたアドレスを付加した、異常の種別を示す信号を割り込み送信することができる。なお、この信号は、システムのメンテナンス時に、警報監視盤や統合盤からのポーリングにより返信するものであってもよい。
【００２５】
以上のようにして、伝送路の途中に、警報監視盤と同じ様な動作をなす多重伝送ドライバ３１ｂを設けた中継信号増幅器Ａを介在させることによって、１次側Ｌ１の受信回路３０ｂで検出した伝送線の電圧変化を、多重伝送ドライバ３１ｂを作動して、２次側Ｌ２にも新たに供給することができる。したがって、中継増幅器Ａを多重伝送線Ｌに介在させれば、警報監視盤側の多重伝送ドライバの電流容量により制限される接続可能な端末器の数を、増加させることができる。
【００２６】
つまり、端末器の数が増え、システム規模が増大したとしても、警報監視盤の多重伝送ドライバを電流容量の大きいものに取り替えることなく、現場での後付け施工をするだけで対応がとれる。したがって、端末器の数が増えた場合にも、既存のシステムを活かせ、増加した端末器に対しては、中継増幅器Ａを多重伝送線Ｌに後付け接続するだけで、信号減衰のない信頼性の高いシステムが構築できる。
【００２７】
次に、多重伝送線Ｌにおいて送受される多重信号について、図２とともに説明する。
図２（ａ）に示すように、警報監視盤側から送信される多重信号は、スタートビットＳ１、エンドビットＥ０の間に、アドレスを付加した制御信号（「送信」）を配置させた電圧信号となって送信されており、非同期方式で伝送線Ｌ上に伝送されると、これを受けた端末器側では、整流回路で整流し、正または負のパルス信号に整形して受信する。
【００２８】
そして、アドレスの一致した端末器は、（ｂ）に示すような電流パルスを返信信号として返信する。この電流パルスは、伝送線Ｌの電圧が２４Ｖに保持されている返信期間内に、端末器側の返信回路のスイッチング素子を、返信信号に見合った回数だけオンすることによって、伝送線Ｌに低い抵抗を接続して生成している。このときのオン時間Ｔａは、長くしてしまうと回路素子を破損してしまうので、短い時間（例えば、２００マイクロ秒）に設定されている。
【００２９】
中継増幅器Ａでは、中継増幅回路３に返信回路保護ＣＰＵ３１ｅを設けており、端末器である各住戸の住宅情報盤から返信信号として流れる電流を検出して、その電流の継続時間Ｔａが所定時間を超えたとき、あるいは、その電流の所定期間当りの検出回数が所定回数を超えたときには、その返信信号を無効とする。これによって、返信回路３０ｃのトランジスタＴＲ（Ｔ）などの破壊を防ぐ。
【００３０】
次に、中継増幅器Ａの内部において生じる各種異常の検出機能について説明する。
中継増幅器Ａには、異常検出回路として、交流電源検出部１３、短絡検出部３１ｃ、電池接続検出部２２、電圧チェック／電源切替部２０を備えており、これらが各々の異常を検出したときには、自己異常検出回路４がこれを判別し、自己送受信回路５の多重伝送制御部５０によって、警報監視盤あるいは統合盤に信号が送信される。
【００３１】
各異常検出回路は、例えば、図３のような回路構成になっており、入力電圧レベルが基準電圧Ｖｒｅｆ よりも低下（あるいは上昇）すれば、コンパレータＣＭＰが異常信号を出力し、フォトカプラＰＣ１がオンして、出力信号がＨレベルからＬレベルになる。
交流電源検出部１３は、整流回路１２の出力を判別して、外部電源の供給が遮断されたかどうかを判別している（▲１▼：交流電源断）。短絡検出部３１ｃは、２次側Ｌ２に接続される多重伝送線Ｌの電圧レベルによって短絡を判別している（▲２▼：２次側信号線短絡）。電池接続検出部２２は、バックアップ用電池２１の出力電圧を判別している（▲３▼：電池未接続）。電圧チェック／電源切替部２０は、電源回路１の定電圧回路１４から供給される電圧の低下（例えば８５％以下に低下）を判別する（▲４▼：主回路電圧異常）。
【００３２】
多重伝送制御部５０では、これらの異常の種別を区別して、異常を示す信号を多重伝送線Ｌを通じて送信しているので、警報監視盤側では、異常の種別が判別できるとともに、アドレスを基にして、異常が発生した中継増幅器Ａを特定できる。
次に、以上に説明した中継増幅器Ａを用いた集合住宅警報監視システムについて説明する。
【００３３】
図４には、管理人室などに統合盤を設置したシステムの構成を示している。統合盤Ｂは、各住戸に設置された住宅情報盤Ｃを、多重伝送線Ｌと通話線Ｌａとを介して接続しており、各住戸の異常を監視するとともに、各住戸とロビーインターホンＦとの通話を制御している。
各住戸の住宅情報盤Ｃの中には、多重伝送中継増幅器Ａを介して、統合盤Ｂに接続され、信号減衰のない多重伝送を可能にしているものもある。なお、ここでは、１台の中継増幅器Ａに対し、１台の住宅情報盤Ｃを接続する場合を示したが、これに限定されることはなく、中継増幅器Ａが供給できる電源容量の範囲内であれば、複数台の住宅情報盤Ｃを接続する。
【００３４】
各住宅情報盤Ｃは、試験端子付ドアホン子器Ｄを中継器とし、１又は複数の火災感知器Ｓなどをセキュリティセンサとして接続しており、火災感知器Ｓなどからの発報信号を検出する。また、ドアホン子器Ｄに戸外試験器Ｅを接続したときは、住宅情報盤Ｃは、戸外試験器Ｅの操作による疑似的な発報信号を検出し、戸外試験を可能とする。
【００３５】
各住宅情報盤２から統合盤１へは、多重伝送線Ｌを通じて、インターホン通話等のための制御信号の他、異常検出信号や火災信号、試験火災信号が送出され、中継増幅器Ａから統合盤１には、中継増幅器Ａにおいて発生した異常を示す信号が送出される。
図５には、管理人室などに警報監視盤と住棟受信機とを設置したシステムの構成を示している。警報監視盤Ｇは、各住戸に設置された住宅情報盤Ｃを、多重伝送線Ｌと通話線Ｌａとを介して接続しており、住棟受信機Ｈは、各住戸の住宅情報盤Ｃを、監視区域毎に、監視線Ｌｂと警報制御線Ｌｃを介して接続している。また、各住戸の住宅情報盤Ｃには、図４に示したシステムと同様に、多重伝送中継増幅器Ａを介して、警報監視盤Ｇに接続されるものがある。
【００３６】
警報監視盤Ｇは、各住戸の住宅情報盤Ｃから火災感知器Ｓの発報信号などを受けると、そのことを警報音や表示などによって、管理人などに知らせる。一方、住棟受信機Ｈは、住宅情報盤Ｃから監視線Ｌｂを通じて住戸の火災が通知されると、警報制御線Ｌｄを通じて、近隣住戸の住宅情報盤Ｃに警報制御信号を送出し警報を出力させる。更に、本発明システムでは、中継増幅器Ａから警報監視盤Ｇに、中継増幅器Ａにおいて発生した異常を示す信号が送出されるので、警報監視盤Ｇにおいて、この信号が示す異常の内容を表示すれば、管理人などに中継増幅器Ａの交換などの対処を求めることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明からも理解できるように、本発明の請求項１〜請求項２に記載の多重伝送中継増幅器を用いれば、以下の効果を奏することができる。請求項１では、外部より供給された商用電源が停電遮断したことを検出すれば、電源をバックアップ電源に自動的に切替えるようになっているので、停電時でも、この中継増幅器に接続された住宅情報盤に対する伝送が中断されることがない。
【００４０】
特に請求項２では、住宅情報盤からの返信信号による大電流を遮断する保護回路を設けているので、返信回路の回路素子の破壊を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多重伝送中継増幅器の内部構成の一例を示す図である。
【図２】多重伝送の信号フォーマットの一例である。
【図３】異常検出回路の一例を示す図である。
【図４】集合住宅警報監視システムの構成の一例を示す図である。
【図５】集合住宅警報監視システムの他の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ・・・多重伝送中継増幅器
１・・・電源回路
１３・・・交流電源検出部
２・・・停電補償回路
２０・・・電圧チェック／電源切替部
２１・・・電池
２２・・・電池接続検出部
２４・・・電池充電／テスト部
２５・・・電池テストボタン
２６・・・表示部
３・・・中継増幅回路
３０・・・信号中継部
３１・・・伝送制御部
３１ｂ・・・多重伝送ドライバ
３１ｃ・・・短絡検出部
３１ｅ・・・返信回路保護ＣＰＵ
４・・・自己異常検出回路
５・・・自己送受信回路
５０・・・多重伝送制御部
５３・・・アドレス設定部
Ｂ・・・統合盤
Ｃ・・・住宅情報盤
Ｇ・・・警報監視盤
Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）・・・多重伝送線

Claims (2)

1. 警報監視盤あるいは統合盤から導出された多重伝送線を通じて、各住戸の住宅情報盤に送出される多重信号を増幅する中継増幅器において、この中継増幅器の外部より供給された商用電源を降圧整流して、駆動電源を取り出す電源回路と、停電時に駆動電源となるバックアップ電源と、上記電源回路に外部より供給される商用電源が停電遮断したことを検出する停電検出回路を有し、停電を検出したときには、電源回路をバックアップ電源に切替える停電補償回路とを備えた多重伝送中継増幅器。
2. 請求項１において、上記各住戸の住宅情報盤から返信信号として流れる電流を検出し、その電流の継続時間が所定時間を超えたとき、あるいは、その電流の所定期間当りの検出回数が所定回数を超えたときに、返信信号を無効とする保護回路を更に備えた多重伝送中継増幅器。

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