JP4324232B2 - 無線通報装置 - Google Patents

Description

本発明は、不審者等の侵入を検出して無線で通報する無線通報装置に関するものである。

近年、無線通報装置は防犯システムの需要の増加に伴い、様々な方式のものが製品化され、その市場は増加の一途を辿っている。

以下図面を参照しながら、上述した従来の無線通報装置の一例について説明する。図３は従来の無線通報装置のブロック図を示すものである。

図３において、１はアンテナで、通報を無線電波で送信するための送信アンテナ及び他の無線局から発射された無線電波を受信するための受信アンテナとして機能する。２はアンテナ切替スイッチで、受信時にはアンテナ１をＲＸ端子へ、また送信時にはＴＸ端子へそれぞれ切り替える。３は受信同調手段で、アンテナ切替スイッチ２のＲＸ端子に接続され、アンテナ１が受信した無線電波の周波数ｆａに同調し、無線電波を受信する。４は信号強度検出手段で、受信同調手段３に接続され、受信同調手段３よって受信された電波の信号強度を検出する。５は信号強度判定手段で、信号強度検出手段４に接続され、信号強度検出手段４によって検出された信号強度が予め設定されたレベルより高ければ論理レベルＨを、また低い場合には論理レベルＬを出力する。

８は制御手段で２個の入力端子ｘ及びｚと１個の出力端子ｙを備える。制御手段８の入力端子ｘには上記信号強度判定手段５の出力が接続されている。６は無線通報送信手段で上記制御手段８の出力端子ｙが接続されており、出力端子ｙが論理レベルＨの場合に無線通報を送信し、出力端子ｙが論理レベルＬの場合に無線通報を停止するものとする。無線通報送信手段６は上記アンテナ切替スイッチ２のＴＸ端子に接続されており、アンテナ切替スイッチ２がＴＸ端子に接続された場合には、アンテナ１を経由して通報を無線電波で送信することが出来る。一方、制御手段８の出力端子ｙはアンテナ切替スイッチ２の切替のためにも使用され、制御手段８の出力端子ｙが論理レベルＨの場合にはアンテナ切替スイッチの共通端子ＣはＴＸ側に接続され、論理レベルＬの場合には共通端子ＣはＲＸ側にそれぞれ接続されるものとする。

即ち、制御手段８の出力端子ｙが論理レベルＨの時は、無線通報手段６が無線通報動作を行うとともにアンテナ切替スイッチ２がＴＸ側に接続されるので無線通報手段６の出力はアンテナ切替スイッチ２を経由してアンテナ１に接続されることになり通報を周波数ｆａの無線電波として空間に輻射することとなる。

また、制御手段８の出力端子ｙが論理レベルＬの時は、無線通報手段６は無線通報動作を行わず、アンテナ切替スイッチ２がＲＸ側に接続されるので受信同調手段３にアンテナ１が接続されたことになり、アンテナ１は他の無線局の無線電波を受信して受信同調手段３に供給するための受信アンテナとして機能する。９は人体である。７は赤外線人体センサーで、赤外線放射体である人体９の赤外線を受光し、人体９が接近した場合には論理レベルＨを、人体９の接近がない場合には論理レベルＬを出力するものとする。赤外線人体センサー７の出力は制御手段８の入力端子ｚに接続されている。

次に制御手段８の動作について説明する。制御手段８は、入力端子ｚが論理レベルＨであり且つ入力端子ｘがＬである場合にのみ出力端子ｙを予め定められた一定期間だけ論理レベルＨにするものとする。

ここで信号強度判定手段５の目的及び動作について説明する。無線通報手段６が無線通報を行う場合には、通常は送信しようとする電波の周波数が他の無線局によって使用されていないことを確認した後に行う。なぜならば当該周波数の電波が他の無線局によって使用されている場合に同時に周波数が等しい無線電波を輻射すれば、相手局の通信に妨害を与える可能性があるだけでなく、自局が発射する通報を受信すべき受信局が電波の相互干渉によって正常に通報を受信できなくなる可能性がある。

使用する電波の種類によっては、送信する前に送信する周波数を他の無線局が使用していないことを確認することが法的に義務づけられているものもあり、例えば特定小電力無線局と称される無線設備では、自局が発射しようとする電波の周波数で予め受信動作を行い、他の無線局が発射している電波の信号強度があるレベル以下の場合にのみ当該周波数での送信を許可している。

従って、無線電波を送信する場合には送信しようとする周波数の電波の信号強度を確認し、信号強度があるレベルより低ければ送信可能とし、あるレベルより高ければ送信不可として当該周波数の占有が解除されるのを待つ。この動作を一般的にキャリアセンスと呼ぶ。即ち、信号強度判定手段５はキャリアセンス動作のために信号強度があるレベルより高いか低いかの判定を行うためのものである。

以上のように構成された無線通報装置について、以下その動作について説明する。まず、最初は人体９の接近が無いものとして説明する。

人体９の接近が無いので赤外線人体センサー７の出力は論理レベルＬである。従って制御手段８の入力端子ｚも論理レベルＬなので、入力端子ｘの論理レベルに関係なく制御手段８の出力端子ｙは論理レベルＬとなり、アンテナ切替スイッチ２はＲＸ側に接続された状態となる。つまりアンテナ１は受信アンテナとして機能し、受信した無線電波を受信同調手段３に入力する。

次に、人体９が赤外線人体センサー７に接近した場合について説明する。人体９が接近すると赤外線人体センサー７の出力は論理レベルＨとなる。従って制御手段８の入力端子ｚも論理レベルＨとなる。このとき、信号強度判定手段５の出力、即ち制御手段８の入力端子ｘの論理レベルを監視し、入力端子ｘが論理レベルＨであれば当該周波数ｆａが他の無線局によって使用されているので制御手段８の出力端子ｙは論理レベルＬのままであり、入力端子ｘが論理レベルＬになるのを待つ。当該周波数ｆａの電波が無くなると信号強度判定手段５の出力がＬになるので制御手段８の入力端子ｘの論理レベルがＬとなり、制御手段８は無線通報送信が可能と判断し、出力端子ｙを論理レベルＨに切り替える。

従って、無線通報手段６は無線通報を送信し、アンテナ切替スイッチ２がＴＸ側に接続されるので無線通報手段６が送信した通報はアンテナ１によって空間へ発射される。即ち、結果として、人体９が赤外線人体センサー７に接近すると、当該周波数ｆａが他の無線局に使用されていない場合に限り、周波数ｆａで無線通報が送信されることとなる。

しかしながら上記のような構成では、人体の接近検出のために赤外線人体センサーを使用するため、以下のような環境変化に対する問題点を有していた。
（１）周囲温度が３７度付近では人体温度との判別がつかなくなるので人体の接近を検出できない。
（２）センサーの受光部に雨滴等が付着した場合には受光する赤外線エネルギー量が変化するので人体検出とみなし、誤報の原因となる。
（３）直射日光が照射されると赤外線エネルギー量が変化するので人体検出とみなし、誤報の原因となる。

本発明は上記問題点を解決し、環境変化でも確実な人体検出機能を有し、且つ無線通報装置が本来所有している基本的な受信機能を人体検出機能の一部として兼用することにより、安価で確実に作動する無線通報装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために本発明の無線通報装置は、
特定周波数の電波を連続的若しくは断続的に送信する無線電波送信手段と、
上記特定周波数の電波を受信するためのアンテナと、
複数の電波の周波数に同調することが出来るものであって上記無線電波送信手段が送信する無線電波の周波数を同調周波数の一つとする受信同調手段と、
上記受信同調手段によって受信同調された上記特定周波数の電波の信号強度を検出する信号強度検出手段と、
上記信号強度検出手段によって検出された信号強度が定常状態より高くなった場合若しくは低くなった場合に上記アンテナの近傍にある人体や金属等の導電物体が移動したものと判定する信号変化判定手段と、
上記信号変化判定手段によって導電物体が移動したと判定された場合に無線電波で通報を送信するための無線通報手段とを備えたことを特徴とする。

さらに、上記無線通報装置において、特定周波数の無線電波送信手段を用いず公共放送用電波を利用し、受信信号同調回路を通した信号を検波して、正常値と差異が生じた場合に信号変化判定することを特徴とする。

本発明の無線通報装置は、上記した構成によって、温度や天候等の環境が変化しても確実に人体を検出することが可能であり、且つ無線通報装置が本来所有している基本的な受信機能を人体検出機能の一部として兼用することにより、安価で確実に作動する無線通報装置を提供できる。

以下本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、従来の実施例と同様の機能の構成要素については同一の符号を付している。
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の実施例の無線通報装置のブロック図を示すものであり、図３と同一の符号を付したものは従来例と全く同一機能を有するので説明を省略する。

図１において、３は受信同調手段であるが従来例と異なるのは受信同調周波数切替スイッチ１０が接続されている点であり、それぞれ受信同調切替スイッチ１０の２個の接点ａ及び接点ｂが接続されている。上記受信同調手段３は、受信同調周波数切替スイッチ１０が接点ａに接続されている場合は無線通報送信手段６が通報を送信するときに使用する周波数と同じ周波数ｆａを同調周波数として、また受信同調周波数切替スイッチ１０が接点ｂに接続されている場合は別の周波数ｆｂを同調周波数として受信同調動作を行うものとする。受信同調周波数切替スイッチ１０を接点ａに接続するか接点ｂに接続するかは制御手段８の出力端子ｖの論理レベルによって決定される。１１は信号変化判定手段で信号強度検出手段４の出力に接続され、信号強度検出手段４によって検出された信号強度が定常状態より高くなった場合若しくは低くなった場合に信号強度が変化したと判定してその判定結果を出力する。信号変化判定手段１１は信号強度が変化しない場合は論理レベルＬを、また信号強度が変化した場合は論理レベルＨをそれぞれ出力するものとする。

制御手段８は、出力端子ｙと入力端子ｘ及び入力端子ｚを有している点は従来例と同じであるが、別の出力端子ｖを新たに有している。制御手段８の出力端子ｖは受信同調周波数切替スイッチ１０の切替信号として機能し、制御手段８の出力端子ｖが論理レベルＨを出力する場合には受信同調周波数切替スイッチ１０は接点ａに接続され、制御手段８の出力端子ｖが論理レベルＬを出力する場合には受信同調周波数切替スイッチ１０は接点ｂに接続される。制御手段８の出力端子ｖは、入力端子ｚが論理レベルＨを出力した場合に、論理レベルＨを出力して受信同調周波数切替スイッチ１０を接点ａに接続するものとする。

制御手段８の出力端子ｙの論理レベルＨ及びＬに対する無線通報送信手段６の動作は従来例と全く同じであり、送信する場合の周波数も従来例と同じで周波数ｆａとする。また１２は無線電波送信手段で、送信アンテナ１３によって特定の周波数ｆｂの無線電波を一定の輻射電力で連続的に送信しているものとする。

以上のように構成された無線通報装置について、以下図１及び図２を用いてその動作を説明する。

まず図２は無線電波の特性の説明図であって、１３は特定の周波数の電波を輻射する送信アンテナで、１は上記送信アンテナによって輻射された電波を受信する受信アンテナである。１４は地面、１５及び１６はビル等の電波を反射する障害物である。図２において、送信アンテナ１３が送信した無線電波は空間へ輻射されるが、その経路は無数に存在し、受信アンテナ１には例えば次のような成分が到達して合成される。
（１）受信アンテナ１に直接到達する成分。
（２）地面１４に反射して受信アンテナ１に到達する成分。
（３）障害物１５に反射して受信アンテナ１に到達する成分。
（４）障害物１６に反射して受信アンテナ１に到達する成分。
（５）障害物１５で反射した後、さらに障害物１６に反射して受信アンテナ１に到達する成分。

送信アンテナ１３及び受信アンテナ１の位置関係、電波の周波数、電波を反射する周囲の障害物等により、無数の電波到達経路が形成されるが、結果的に、それらの経路を経由して到達した電波が受信アンテナ１の地点で合成され、ある一定の起電力が受信アンテナ１に生じる。

ここで、上記した無数の電波到達経路の中に人体が侵入した場合、一方ではある経路が遮断され、また一方では侵入した人体に電波が反射して新たな経路を形成する。その結果、受信アンテナ１の地点で合成された電波の強度に変化が生じる。この場合、強度が弱くなるとは限らず、条件によっては強くなる場合もあるが、いずれにせよ人体が侵入すれば受信点における電波の強度に変化が生じる。また受信点における電波の強度は、温度や天候等に左右されることが極めて少ない。

上記したように、電波には、送信アンテナと受信アンテナの間に人体等の電波を反射する物体が侵入した場合に受信アンテナに生じる起電力を変化させる性質があるとともに、変化する起電力は、温度や天候に左右されにくい。

次に、図１を参照しながら実施例の動作について説明する。図１において、初期状態として、制御手段８の出力端子ｖは論理レベルＬを出力しており、受信同調周波数切替スイッチ１０は接点ｂに接続されているものとする。従って、受信同調手段３の同調周波数は無線電波送信手段１２が送信する電波の周波数ｆｂと同じである。また、無線電波送信手段１２は送信アンテナ１３によって周波数ｆｂの無線電波を連続的に輻射しており、送信アンテナ１３とアンテナ１の間には人体はないものとする。

この状態においては、図２を用いて説明した通り、送信アンテナ１３から輻射された無線電波は無数の経路を経てアンテナ１に到達して一定レベルの起電力を発生させる。この起電力は受信同調手段３によって受信同調され、更に信号強度検出手段４によってその強度が検出され、信号変化判定手段１１に入力される。信号変化判定手段１１は人体の侵入のないこの時点での信号強度を記憶しておく。人体の侵入のない定常状態においては信号強度に変化がないので、信号変化判定手段１１の出力の論理レベルはＬである。

次に、人体９が送信アンテナ１３とアンテナ１の間に侵入したとする。この場合、図２を用いて説明した通り、アンテナ１に生じる起電力が変化する。従って、信号強度検出手段４によって検出された信号の強度が変化するので、信号変化判定手段１１は定常状態での信号強度と比較することにより信号強度が変化したと判定するので、信号変化判定手段１１の出力の論理レベルはＨに切り替わる。

従って、制御手段８の入力端子ｚが、論理レベルＬからＨに変化するので制御手段８は人体が侵入したものと判断して、出力端子ｖを論理レベルＨに切り替える。制御手段８の出力端子ｖの論理レベルがＨになるので、受信同調周波数切替スイッチ１０は接点ｂから接点ａに切り替わり、受信同調手段３の同調周波数はｆａとなる。受信同調周波数がｆａとなり、無線通報送信手段６が通報を送信使用とする電波の周波数と同じなので、以後の動作は従来例と全く同じである。

即ち、信号強度判定手段５の出力がＨであれば当該周波数ｆａが他の無線局によって使用されているので制御手段８の出力端子ｙは論理レベルＬのままであり、信号強度判定手段５の出力が論理レベルＬになるのを待つ。当該周波数ｆａの電波が無くなると信号強度判定手段５の出力がＬになるので制御手段８は当該周波数ｆａにおいて送信可能と判断し、出力端子ｙを論理レベルＨに切り替える。従って、無線通報手段６は無線通報を送信し、アンテナ切替スイッチ２がＴＸ側に接続されるので無線通報手段６が送信した通報はアンテナ１によって周波数ｆａの無線電波となって空間へ発射される。

＜第２の実施形態＞
図４は本発明の別の実施例の無線通報装置のブロック図を示すものであり、図３と同一の符号を付したものは従来例と全く同一機能を有するので説明を省略する。

図４において、特定周波数として受信同調手段で公共放送用電波に同調するもので、具体例として、テレビ電波を受信する場合で説明する。

アンテナ１は特に高性能なアンテナを使う必要はなく簡素なロッドアンテナで代用でき、簡素なアンテナで弱めの受信状態にする方が人体等障害物の影響を確実に検出でき、アンテナを回転式のロットアンテナを使う事で容易に検出場所の選択ができる。
従って、アンテナは周波数ｆａに共振する周波数に合わせておいても、離れたテレビ電波周波数ｆｃでも使用可能である。

また、映像を送る電波は情報量が多く広い帯域の電波を必要とするため、人体等の小型障害物に対しても大きく信号劣化方向に反応する。１８はテレビ電波を検波する信号検波手段で、ここで映像信号を取り出し１１の信号変化判定手段に送る。

信号変化判定手段１１では、通常正常に電波を受けている状態では映像信号から正常な同期信号を取り出せるが、受信電波が弱くなると同期信号が取り出せなくなり、いわいる同期不良の状態になる。アナログテレビ信号の場合には、この判定用に同期信号分離集積回路が安価に市販されていて、これを利用すれば簡単に判定出力を取り出す事ができる。また、デジタル化されたテレビ信号では同期信号として規定の同期パルスが用いられるが、この場合、同期パルスデーターが規定値かどうかを判別して判定する。

本実施例では同期信号の乱れを検出したが、映像信号や音声信号の乱れを検出する方法も使用でき、また公共放送電波としてテレビ電波を例に説明したが、各種の公共放送電波を利用できる。信号変化判定手段１１は正常な同期信号では論理レベルＬを、また同期信号が乱れた場合は論理レベルＨをそれぞれ出力するものとする。

上記の様に、第２実施例は第１実施例に比べ、無線電波送信手段１２を持たず公共放送用電波を利用するもので、無線電波の特性等基本原理は第１実施例と同じであり、
制御手段８の入力端子ｘ及び出力端子ｙ及び出力端子ｚの論理レベルや無線通報送信手段６の動作は第１実施例と全く同じである。

以上のように本実施の形態によれば、特定周波数の電波を連続的若しくは断続的に送信する無線電波送信手段と、上記特定周波数の電波を受信するためのアンテナと、複数の電波の周波数に同調することが出来るものであって上記無線電波送信手段が送信する無線電波の周波数を同調周波数の一つとする受信同調手段と、上記受信同調手段によって受信同調された上記特定周波数の電波の信号強度を検出する信号強度検出手段と、上記信号強度検出手段によって検出された信号強度が定常状態より高くなった場合若しくは低くなった場合に上記アンテナの近傍にある人体や金属等の導電物体が移動したものと判定する信号変化判定手段と、上記信号変化判定手段によって導電物体が移動したと判定された場合に無線電波で通報を送信するための無線通報手段とを設けることにより、温度、天候等の環境が変化しても確実に人体を検出することが可能となり、且つ無線通報装置が本来所有している基本的な受信機能を人体検出機能の一部として兼用することが出来るので、安価で確実に作動する無線通報装置を提供することができる。

又，第２実施例においては第１実施例の無線電波送信手段の代わりに、公共の放送電波を利用したもので同等の利用価値がある。

また、本発明の第１実施例では信号強度判定手段５と信号変化判定手段１１は別々のものとして説明したが、信号強度検出手段４で得られた信号強度をＤ／Ａ変換して数値化し、その数値の変化量に応じて信号強度を判定したり、信号変化を判定したりする方法でも同様の効果が得られることは言うまでもない。

本発明の実施形態を示す無線通報手段のブロック図 無線電波の特性説明図 従来の無線通報手段のブロック図 本発明の別の実施形態を示す無線通報手段のブロック図

符号の説明

１ アンテナ
２ アンテナ切替スイッチ
３ 受信同調手段
４ 信号強度検出手段
５ 信号強度判定手段
６ 無線通報送信手段
７ 赤外線人体センサー
８ 制御手段
９ 人体
１０ 受信同調周波数切替スイッチ
１１ 信号変化判定手段
１２ 無線電波送信手段
１３ 送信アンテナ
１４ 地面
１５、１６ 障害物
１７ 放送電波送信アンテナ
１８ 信号検波手段

Claims (1)

1. 特定周波数の電波を連続的若しくは断続的に送信する無線電波送信手段と、上記特定周波数の電波を受信するためのアンテナと、複数の電波の周波数に同調することが出来るものであって上記無線電波送信手段が送信する無線電波の周波数を同調周波数の一つとする受信同調手段と、上記受信同調手段によって受信同調された上記特定周波数の電波の信号強度を検出する信号強度検出手段と、上記信号強度検出手段によって検出された信号強度が定常状態より高くなった場合若しくは低くなった場合に上記アンテナの近傍にある人体や金属等の導電物体が移動したものと判定する信号変化判定手段と、上記信号変化判定手段によって導電物体が移動したと判定された場合に無線電波で通報を送信するための無線通報手段とを備えた無線通報装置において、
   上記受信同調手段は、同調周波数の切り替えに用いる切り替えスイッチであって、
   （ａ）第１の周波数を同調周波数に設定して上記アンテナの近傍にある人体や金属等の導電物体を検出するための受信同調動作を行うことと、
   （ｂ）上記第１の周波数とは異なる第２の周波数を同調周波数として設定して上記信号変化判定手段によって導電物体が移動したと判定された場合に無線電波で通報を行うことと
   を選択的に切り替える切り替えスイッチを備えたことを特徴とする無線通報装置。

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