JP3908043B2 - 無線送信器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単方向にて無線信号を送信する無線送信器に関し、特に同一内容の信号フレームを複数回送信することにより、信号を確実に受信器に伝達させる無線送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工場や住宅家屋の建物を警備対象とする警備システムでは、１回の信号送信を３秒以内にて完了させ、次の信号送信は２秒以上休止した後でなければならない小電力セキュリティシステムを使用する場合がある。このシステムにおいては、建物内に適宜設置した火災／侵入等のセンサを無線送信器に接続し、センサの検知信号など所要の信号を受信器であるコントローラに無線送信している。コントローラでは、受信した信号に基づき警備対象の状況を判断し、外部の警備センター等に通報をする。
小電力セキュリティシステムに使用される簡便で安価な無線送信器にあっては、送信フレームが確実にコントローラに受信されたかを確認するための確認機能、所謂キャリアセンス機能を持たない場合がある。このため、複数の無線送信器が同時に送信をすると、送信フレームが相互に衝突し、コントローラにて受信できない可能性があった。
これを解決するために、例えば、公開特許公報（特開平１０−３３４３７６号）には、警備対象に設置されている複数の無線送信器が同時に信号をコントローラに送信しても、各信号の衝突が極力回避されるようにした無線送信器が提案されている。すなわち、無線送信器は、一連の送信処理において、同一内容の送信フレームをランダムな時間間隔にて複数回送信することにより、送信フレームが他の無線送信器の送信フレームと全てが衝突し、コントローラにて受信できない事態を防止している。また、侵入検出信号や火災信号など重要度の高い信号は送信フレームの送信数を増やし、無線送信器の正常性確認信号など優先度の低い信号は送信フレーム数を減らすことにより、優先度の高い信号が優先的にコントローラにて受信できるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の無線送信器では、優先度の高い信号は、多数の送信フレームを送信するので、通信トラフィックが増大し、他の無線送信器の送信フレームと衝突する確率が増加する。コントローラは、一つの送信フレームが受信できれば、無線送信器からの送信内容を把握できるにもかかわらず、高優先度信号の送信は、やみくもに多数の送信フレームを送出するので、他の無線送信器にとって大きなノイズ源となる。このため、システム全体としては、通信効率が低下していた。また、少ない送信数、例えば二つの送信フレームをランダムな時間間隔にて送信するようにすれば、ノイズ源となることは減るが、送信する信号に優先度を設定できる幅が少なくなる。特に、警備システムにおいては、火災信号や侵入信号などの緊急性の高い信号と、無線送信器が正常に動作していることの確認信号とが混在するので、緊急性の高い信号が緊急性の低い信号のために受信できない事態を回避する必要がある。したがって、警備システムに使用する場合は、信号に優先度を設ける必要があり、従来の無線送信器では、他の無線送信器にとってのノイズ源となることを低減するのが困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、信号の優先度を設定できるとともに、他の無線送信器の送信に対する影響（ノイズ）を極力少なくした無線送信器の実現を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、第一の発明は、一回の送信に同一内容の送信フレームを複数含ませて無線送信する小電力セキュリティシステムに使用する無線送信器であって、 送信のトリガとなるトリガ信号を検出するトリガ検出手段と、前記トリガ信号を検出すると、該トリガ信号に応じた送信フレームと該トリガ信号に応じた第一の連送数を設定するとともに、ランダム時間間隔を設定する設定手段と、呼出フレームに続けて前記送信フレームを前記第一の連送数分連続させるとともに、該第一の連送数分連続した前記送信フレームから前記ランダム時間間隔を空けて、前記送信フレームを前記第一の連送数より少ない第二の連送数分連続させてセットした送信信号を生成する生成手段と、前記送信信号を無線送信する送信手段とを有し、前記ランダム時間間隔は、前記送信信号の時間長が、小電力セキュリティシステムとしての１回の信号送信時間長を超えない範囲で設定される無線送信器を提供する。かかる構成によれば、第一の連送数を調整することにより、送信信号の優先度を設定できるとともに、第二の連送数を少なくして他の無線送信器の送信信号との衝突確率を下げることができる。なお、第二の連送数は一回を含む回数である。
【０００８】
また、第二の発明は、一回の送信に同一内容の送信フレームを複数含ませて無線送信する小電力セキュリティシステムに使用する無線送信器であって、送信のトリガとなるトリガ信号を検出するトリガ検出手段と、前記トリガ信号を検出すると、該トリガ信号に応じた送信フレームと該トリガ信号に応じた第一の連送数を設定するとともに、ランダム時間間隔を設定する設定手段と、呼出フレームに続けて前記送信フレームを前記第一の連送数より少ない第二の連送数分連続させるとともに、該第二の連送数分連続した前記送信フレームから前記ランダム時間間隔を空けて、前記送信フレームを前記第一の連送数分連続させてセットした送信信号を生成する生成手段と、前記送信信号を無線送信する送信手段とを有し、前記ランダム時間間隔は、前記送信信号の時間長が、小電力セキュリティシステムとしての１回の信号送信時間長を超えない範囲で設定される無線送信器を提供する。かかる構成によれば、第一の連送数を調整することにより、送信信号の優先度を設定できるとともに、第二の連送数を少なくして他の無線送信器の送信信号との衝突確率を下げることができる。なお、第二の連送数は１回を含む回数である。また、第一及び第二の発明において、ランダムに選択された時間とすることより、同一優先度の送信信号が、複数の無線送信器から同時に送信されても、後送される信号フレームが衝突する確率が極めて少なくなる。更に、第一及び第二の発明の好適な態様は、第二の連送数を一回とする。これにより、他の無線送信器への影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、無線送信器が使用される小電力セキュリティシステムの概略構成図である。本実施の形態に係る無線送信器１ａ，１ｂは、小電力セキュリティシステムに使用されるもので、警備対象の監視建物Ａ内に複数台（同図では２台）が設置されており、無線送信器１ａにはセンサ（検出手段）２ａが、また、無線送信器１ｂにはセンサ（検出手段）２ｂがそれぞれ接続されている。かかる建物Ａ内には、無線送信器１ａ，１ｂから無線送信された送信フレーム等を受信するコントローラ（受信装置）３が設置され、コントローラ３には、センサ４ａ，４ｂが有線で接続される。また、コントローラ３は、電話回線である通信回線５を介して警備センタ６に接続され、監視建物Aにて何らかの異常を検出すると警備センタ６に通報する。なお、監視建物Ｂ・・・監視建物Ｎもまた、監視建物Ａと同様に無線送信器１ａ，１ｂ等が適宜配置されているが、同図では省略している。
【００１１】
図２は、無線送信器１ａの構成を示すブロック図である。なお、無線送信器１ｂ等の構成も同様である。無線送信器１ａは、同図に示すように、マイコン、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段などから構成され無線送信器１ａを制御する制御部７、この制御部７にセンサ２ａを接続するためのセンサＩ／Ｆ８、及び各種信号をコントローラ３に無線送信する送信部９から構成されている。更に、無線送信器１ａには、制御部７に接続され、各種動作状態を表示するための表示部１０、計時部１１、及び制御部７等に電源を供給する電源部１２が備えられている。
センサ２ａは、監視建物への侵入者や監視建物Ａでの火災発生等を検出するセンサであり、例えば人体が発する赤外線を検出する赤外線センサ、扉の開閉を検出するマグネットセンサ、煙感知器や熱感知器等の火災センサである。センサ２ａが侵入者等を検出すると、センサＩ／Ｆ８を介して制御部７に検出信号を出力する。
送信部９は、制御部７からの制御を受けて、送信信号を所定周波数の無線信号に変換し、コントローラ３へ空中線から送信する。
制御部７は、センサＩ／Ｆ８を介してセンサ２ａの検知信号を監視し、センサ２ａから検出信号の出力を受けると、検出信号を送信部９からコントローラ３に送信させる。更に、制御部７は、タイマー１２にて計時した所定時間（例えば、１時間）ごとに、コントローラ３に対して、正常に動作していることを示す確認信号を送信部９から送信させる。これは、無線送信器１ａが単方向通信機能しか持たないため、故障によりコントローラ３への通報ができない状態をコントローラにて把握するためである。このように、制御部７には、送信のためのトリガ信号として、センサ２ａからの検出信号、及び確認信号を送信するための計時部１１からの信号が入力される。また、これらのトリガ信号と送信信号及び優先度との対応テーブルが制御部７の図示しない記憶部に予め記憶されている。
【００１２】
図３は、コントローラ３の構成を示すブロック図である。コントローラ３には、無線送信器１ａ等からの異常情報を含む送信フレームの解読やその記憶等の処理を行う制御部３ａが配され、この制御部３ａに送信部３ｂ及び受信部３ｃ、並びに通報部３ｄが接続されている。送信部３ｂは、本実施の形態では示していない双方向通信を行う無線送受信器へ空中線を介して無線信号を送信する。受信部３ｃは、無線送信器１ａの送信部９からの送信フレーム（送信ＦＭ）を受信し、制御部３ａに出力する。また、通報部３ｄは、制御部３ａからの制御により、電話回線５を介して異常信号等を警備センタ６に通報する。更に、センサＩ／Ｆ３ｅは、センサ４ａ，４ｂが接続されており、接続されているセンサ４ａ、４ｂからの検出信号を制御部３ａに出力する。また、監視建物を監視状態又は監視解除状態に変更するために、監視建物の利用者が主に操作するテンキーやカードリーダ等からなる操作部３ｆが制御部３ａに接続されている。また、監視建物が監視中か否か、コントローラ３の操作方法のガイダンス、異常発生の有無などを表示するＬＣＤやＬＥＤからなる表示部３ｇが制御部３ａに接続されている。更に、コントローラ３には、制御部３ａ等に電源を供給する電源３ｈが備えられている。
【００１３】
次に、無線送信器１ａにおける送信処理について、図４及び図５を参照して説明する。図５は、無線送信器１ａの制御部７における送信処理プログラムの概略フローを示す。なお、予め、制御部７の記憶領域には、呼出信号、送信信号の内容となる確認信号、火災信号、侵入信号、及びそれらの優先度、無線送信器１ａのアドレス、トリガ信号と送信信号・優先度との対応テーブルが設定されている。ここで、呼出信号とは、小電力セキュリティシステム無線規格によって、１回の送信において最初に付加するように義務づけられているもので、かかるデータはビット同期信号、フレーム同期信号及び呼出メッセージ信号から構成され、所定時間幅を持っている。無線送信器１ａは、これらの初期設定がされた後に、電源が投入されると以下の処理を開始する（スタート）。
先ず、ステップＳ１において、センサＩ／Ｆ８または計時部１１からトリガ信号を検出するまで待機する。ここで、トリガ信号を検出すると、検出したトリガ信号に対応した送信信号を選択するとともに、優先度を判定する（ステップＳ２）。すなわち、計時部１１からのトリガ信号を検出すると、対応テーブルにて優先度「１」と設定されているので、優先度「１」と判定し、ステップＳ３に進む。また、センサ２ａが火災センサである場合は、センサＩ/Ｆ８からのトリガを検出すれば、対応テーブルにて優先度「３」と設定されているので、ステップＳ４に進む。また、センサ２ａが侵入センサである場合は、センサＩ/Ｆ８からのトリガ信号を検出すれば、対応テーブルにて優先度「２」が設定されているので、ステップＳ５に進む。なお、本実施の形態では、センサＩ／Ｆ８に単一のセンサが接続されるので、センサＩ／Ｆ８から入力されるトリガ信号には、予め優先度「２」又は「３」が選択設定されている。センサＩ／Ｆ８に複数のセンサを接続する場合は、センサからの検出信号に種別コードを含ませておき、該種別コードに応じて、優先度が設定されるようにしても良い。
ステップＳ３では、計時部１１からの比較的優先度の低い確認信号を送信するため、図４（Ｄ）に示す送信信号となるように信号を生成する。具体的には、呼出信号と確認信号とが連続して送信されるように信号をセットする。
ステップＳ７では、生成された信号に変調等の処理をし、図４（Ｄ）に示す送信信号を送信部９から無線送信する（ステップＳ７）。ここで、図４は、無線信号を示しており、呼出信号は呼出フレーム（呼出ＦＭ）１３、確認信号は送信フレーム（送信ＦＭ）１６にそれぞれ変調されて送信される。なお、全ての送信フレームには、無線送信器１ａのアドレスと確認信号を示すコード等が含まれている。送信すると、ステップＳ１に戻り、次のトリガ信号の検出を待つ。
ステップＳ２にて優先度３と判定されると、連送数「５」とランダム時間間隔「Ｒ」を設定する（ステップＳ４）。すなわち、火災センサの検出信号の送信であるので、連送数を５回とし、確認信号や侵入信号の場合より多くの送信フレームを確保するので、確認信号等よりコントローラ３に信号が到達する確率を向上されることができる。また、送信フレーム（送信ＦＭ）の連続送信後に次の送信フレームの送信までの時間間隔をランダムにすることにより、同一の優先度の信号を他の無線送信器１ｂが同時に送信しても、連続送信後の送信フレームが衝突する確率が減少する。すなわち、ランダム時間間隔「Ｒ」は、例えば図４（Ａ）に示すように、送信フレーム（送信ＦＭ）14ｅの送信完了時点から１回の信号送信の最大時間幅である３秒を超えない範囲内にて送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｆの送信が完了する時間内にてとり得る時間乱数であり、乱数発生ソフトにて発生させる。
また、送信フレーム（送信ＦＭ）１４ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、連続送信されるが、送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｆは単送信とすることにより、送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｆが他の無線送信器１ｂの送信に対するノイズ源となることを最小限にできる。なお、送信フレーム１４ｆを単送信とせずに、優先度に応じた連送数より少ない連送数とすれば、ノイズ源となるのを軽減できる。
また、最初に呼出フレーム（呼出ＦＭ）１３と送信フレーム１４ｆを送信し、その後のランダム時間後に送信フレーム（送信ＦＭ）１４ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを連送するようにしても良い。
次に、ステップＳ６では、図４（Ａ）又は（Ｂ）に示す送信信号となるように信号を生成する。具体的には、呼出信号と反復して火災信号が５回連続して送信し、その後にランダム時間間隔「Ｒ」後に同一の火災信号が送信されるように信号をセットする。なお、火災信号には、火災検出と火災センサのアドレスとを含むデータである。
ステップＳ７では、呼出信号は呼出フレーム（呼出ＦＭ）１３に、火災信号は送信フレーム（送信ＦＭ）１４ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆに変調等の処理をした図４（Ａ）又は（Ｂ）に示す送信信号を送信部９から無線送信する。送信すると、ステップＳ１に戻り、次のトリガ検出を待つ。
また、ステップＳ２にて優先度２と判定されると、連送数「２」とランダム時間間隔「Ｒ」を設定する（ステップＳ４）。すなわち、侵入センサの検出信号の送信であるので、連送数を２回とすることにより、確認信号より多くの送信フレームを確保しつつ、前述の火災信号の送信を妨げないようにして、コントローラ３に信号を到達させることができる。その他の処理は、ステップＳ４と同様である。
次に、ステップＳ６では、図４（Ｃ）に示す送信信号を生成する。呼出信号と、侵入者検出と侵入センサのアドレスとを含むデータである検出信号と、ステップＳ３にて設定した連送数「２」と、ランダム時間間隔「Ｒ」として送信信号を生成する。
ステップＳ７では、呼出信号は呼出フレーム（呼出ＦＭ）１３に、侵入信号は送信フレーム（送信ＦＭ）１５ａ、ｂ、ｃに変調等の処理をした送信信号を送信部９から無線送信する。送信すると、ステップＳ１に戻り、次のトリガ検出を待つ。
【００１４】
次に、図４を参照して、図５の処理により無線送信器１ａ、１ｂから送信される無線信号を横軸に時間をとって模式的に説明する。
同図（Ａ）は、優先度３の検出信号を送信する際の送信信号を示している。無線送信器１ａでは、センサＩ/Ｆに優先度３のトリガが制御部７にて検出されると、呼出ＦＭ１３が無線送信され、続いて同一内容の送信フレーム（送信ＦＭ）１４ａ〜１４ｅを５回連続して送信する。その後、ランダムに設定された時間間隔を待って送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｆを無線送信する。この呼出ＦＭ１３から最後の送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｆまでが、一連の送信信号を構成し、一通信時間である３秒以内に送信される。
同図（Ｂ）は、最後の送信フレーム１４ｆの送信タイミングが（Ａ）と異なって設定された場合の送信信号を示す。（Ａ）と（Ｂ）とを比較すると、複数の無線送信器１が同時にトリガを受けた場合であっても、呼出ＦＭ１３〜送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｅまでの信号は、コントローラ３にて受信したときに衝突するが、送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｆは衝突が回避される。すなわち、送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｅと送信フレーム１４ｆとの時間間隔がランダムに設定されるので、送信フレームＦについての衝突する確率が減少し、コントローラ３では両方の送信フレーム（送信ＦＭ）を受信できる。
同図（Ｃ）は、優先度２の検出信号を送信する際の送信信号を示す。無線送信器１ａでは、センサＩ/Ｆに優先度２のトリガが制御部７にて検出されると、呼出ＦＭ１３が無線送信され、続いて同一内容を２回、送信フレーム（送信ＦＭ）１５ａ、ｂを連続して送信する。その後、ランダムに設定された時間間隔を待って送信フレーム（送信ＦＭ）１５ｃを無線送信する。この呼出ＦＭ１３から最後の送信フレーム（送信ＦＭ）１５ｃまでが、送信信号を構成し、一通信時間である３秒以内に送信される。（Ａ）と（Ｃ）とを比較すると、送信フレーム（送信ＦＭ）を連続送信する回数が（Ａ）が５回に対し、（Ｃ）が２回であるので、トリガを同時に検出したとしても、優先度の高い火災検出信号は、コントローラにて確実に受信できる上、比較的優先度が低い侵入検出信号も１５ｃによって、コントローラ３にて受信可能となる。
同図（Ｄ）は、優先度１の確認信号を送信する際の送信信号を示す。無線送信器１ａでは、計時部１１からの優先度１のトリガが制御部７にて検出されると、呼出ＦＭ１３が無線送信され、続いて確認信号である送信フレーム（送信ＦＭ）１６を１回送信する。
（Ａ）と（Ｄ）とを比較すると、送信フレーム（送信ＦＭ）を連続送信する回数が（Ａ）が５回に対し、（Ｄ）が1回であるので、トリガを同時に検出したとしても、優先度の高い火災検出信号は、コントローラにて確実に受信できる。また、連続送信は、トリガから最初の５フレームまでであるので、この間に確認信号の送信が重ならない限り、送信フレーム（送信ＦＭ）１４ｆと送信フレーム（送信ＦＭ）１６とが衝突し、コントローラ３にて送信フレーム（送信ＦＭ）１６を受信できない確率が軽減される。
【００１５】
本実施の形態では、トリガ信号の入力があってから最初に送信フレームを連送し、その後ランダム時間間隔を空けて送信フレームを単送しているが、トリガ信号の入力があってから最初に送信フレームを単送し、その後にランダム時間間隔を空けて送信フレームを連送するようにしても良い。
また、本実施の形態では、ランダム時間間隔後の送信フレームを単送としているが、衝突確率が増加するが最初の連送数より少ない連送数としても良い。従来の方式に比べ、衝突確率が下がるからである。
本実施の形態では、一つのセンサ２ａがセンサＩ／Ｆ８を介して制御部７に接続している場合について説明したが、場合により、制御部７に複数のセンサが接続するようにしたものであってもよい。
また、本実施の形態では、センサ２ａを無線送信器１ａとは別体として構成されるものについて説明したが、これに限るものでなく、センサ２ａと無線送信器１ａとを一体に構成してもよいことは言うまでもなく、例えば、異常を発見した者の押釦によって動作するスイッチなどと無線送信器１ａとが一体に構成されているものでもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の警備システムに使用される無線送信器によれば、異常情報を同時に送信しても、その情報を確実に伝達させることができる。また、本発明の警備システムに使用される無線送信器によれば、上記効果に加え、異常情報の優先度に従い、その情報を確実に伝達させることができる。更に、ランダム時間間隔を空けて送信される送信フレームは先に送信した送信フレームの連送数より少ないので、他の無線送信器の送信に対してノイズ源とることを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る無線送信器が使用される小電力セキュリティシステムの概略構成図である。
【図２】 無線送信器の構成を示すブロック図である。
【図３】 コントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】 無線送信器から送信される送信信号の模式図である。
【図５】 無線送信器の送信動作を説明するための動作フロー図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 無線送信器
２ａ，２ｂ センサ（検出手段）
３ コントローラ（受信装置）
７ 制御部
９ 送信部
１３ 呼出フレーム
１４、１５、１６ 送信フレーム

Claims (3)

1. 一回の送信に同一内容の送信フレームを複数含ませて無線送信する小電力セキュリティシステムに使用する無線送信器であって、
   送信のトリガとなるトリガ信号を検出するトリガ検出手段と、
   前記トリガ信号を検出すると、該トリガ信号に応じた送信フレームと該トリガ信号に応じた第一の連送数を設定するとともに、ランダム時間間隔を設定する設定手段と、
   呼出フレームに続けて前記送信フレームを前記第一の連送数分連続させるとともに、該第一の連送数分連続した前記送信フレームから前記ランダム時間間隔を空けて、前記送信フレームを前記第一の連送数より少ない第二の連送数分連続させてセットした送信信号を生成する生成手段と、
   前記送信信号を無線送信する送信手段とを有し、
   前記ランダム時間間隔は、前記送信信号の時間長が、小電力セキュリティシステムとしての１回の信号送信時間長を超えない範囲で設定されることを特徴とした無線送信器。
2. 一回の送信に同一内容の送信フレームを複数含ませて無線送信する小電力セキュリティシステムに使用する無線送信器であって、
   送信のトリガとなるトリガ信号を検出するトリガ検出手段と、
   前記トリガ信号を検出すると、該トリガ信号に応じた送信フレームと該トリガ信号に応じた第一の連送数を設定するとともに、ランダム時間間隔を設定する設定手段と、
   呼出フレームに続けて前記送信フレームを前記第一の連送数より少ない第二の連送数分連続させるとともに、該第二の連送数分連続した前記送信フレームから前記ランダム時間間隔を空けて、前記送信フレームを前記第一の連送数分連続させてセットした送信信号を生成する生成手段と、
   前記送信信号を無線送信する送信手段とを有し、
   前記ランダム時間間隔は、前記送信信号の時間長が、小電力セキュリティシステムとしての１回の信号送信時間長を超えない範囲で設定されることを特徴とした無線送信器。
   
3. 前記第二の連送数は、一回である請求項１又は請求項２に記載の無線送信器。
   

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