JP4507990B2

JP4507990B2 - 火災報知システム

Info

Publication number: JP4507990B2
Application number: JP2005168718A
Authority: JP
Inventors: 隆藤井; 秀樹笠井; 聡平田; 厳茂住
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: JP2006343982A

Description

本発明は、火災を感知する複数の火災感知器と、火災感知器との間で電波を媒体とする無線通信を行う受信装置とを有する火災報知システムに関するものである。

従来、火災を感知する複数の火災感知器と、火災を感知した火災感知器から有線で送信される火災感知信号を受信する受信装置とを有する火災報知システムが種々提供されてきた。これに対して、既存の施設等に新たに導入する場合に火災感知器と受信装置との間の配線が不要になるという利点から、火災感知器と受信装置との間で無線通信を行うようにした火災報知システムが提案されている（特許文献１参照）。

一方、有線式又は無線式の何れの通信方式においても、複数の火災感知器が正常に動作していることを確認するために、受信装置から各火災感知器に対して定期的に返信要求メッセージを送信し、各火災感知器が自器の動作状態を示す応答メッセージを受信装置に返信し、応答メッセージに基づいて当該火災感知器で電池切れなどの故障が生じているか否かを判断している。

ここで、火災報知システムの信頼性を向上するためには、上述のような定期的な送信要求メッセージと応答メッセージの交換をできるだけ頻繁に行う必要がある。例えば、ＥＮ規格（欧州統一規格）においては、３００秒に１回の割合で上記メッセージ交換を行うことを義務づけた規格（ＥＮ５４−２５）が策定される予定である。

ところで、定期的なメッセージ交換が上述のように頻繁に行われ、しかも、システムに含まれる火災感知器の台数が多ければ多いほど火災感知器同士の送信タイミングが重なって衝突が生じる確率が高くなるので、かかる衝突を回避する必要がある。そのために特許文献１に記載のものでは、無線通信に使用されるキャリアが検出されている間は無線信号の送信を行わずにキャリアが検出されていないときに無線信号を送信するキャリアセンス方式が採用されている。
特許第２８４０３６７号公報

しかしながら、キャリアセンス方式では無線回路の送信／受信の切り替えに一定の時間を要するために完全に衝突を回避することはできない。そこで、他の衝突回避方法として受信装置と複数の火災感知器との間の無線通信を時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式で行うことが考えられる。つまり、ＴＤＭＡ方式であれば、複数の火災感知器がそれぞれ個別に割り当てられるタイムスロットでメッセージを送信するために衝突が回避できるものである。しかしながら、かかるＴＤＭＡ方式を採用した場合においても、外部環境（外来ノイズや妨害波など）の影響によって火災感知器からのメッセージが受信装置で受信できない場合が起こり得る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、火災感知器から返信される応答メッセージを受信装置で確実に受信することができる火災報知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、火災を感知する複数の火災感知器と、火災感知器との間で電波を媒体とする無線通信を行う受信装置とを有し、火災感知器は、火災に伴って発生する温度変化や煙を検出することで火災を感知する感知手段と、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、少なくとも感知手段で火災が感知されたときに無線送信手段を制御して火災感知情報を無線信号により送信させる制御手段とを備え、受信装置は、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、無線送信手段並びに無線受信手段を制御する制御手段とを備え、受信装置の制御手段は、所定の応答を要求する送信要求メッセージを全ての火災感知器に対して無線送信手段から定期的に無線信号で送信し、火災感知器の制御手段は、送信要求メッセージを受け取ったときに自器の動作状態を示す所定の応答メッセージを受信装置に対して無線送信手段から無線信号で返信し、受信装置並びに火災感知器の制御手段は、受信装置から火災感知器への１つの下り方向のタイムスロットと、各火災感知器毎に割り当てられた火災感知器から受信装置への複数の上り方向のタイムスロットとで構成されるフレームが一定数集まったスーパーフレームの中で送信要求メッセージと応答メッセージを交換するとともに、各火災感知器に割り当てられた固有の感知器ＩＤに基づいて応答メッセージの送信元の火災感知器が識別される火災報知システムであって、受信装置の制御手段は、応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤに対応する応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージを全ての火災感知器に対して下り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信し、火災感知器の制御手段は、他の火災感知器から送信され且つ無線受信手段で受信できた無線信号の応答メッセージを当該応答メッセージの送信元の感知器ＩＤと対応付けて記憶し、受信装置から転送要求メッセージを受け取った場合、当該転送要求メッセージに含まれる感知器ＩＤに対応する応答メッセージを記憶していれば、当該記憶している応答メッセージを自器に割り当てられている上り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、火災感知器の制御手段は、自器に割り当てられた上り方向タイムスロットより前の上り方向タイムスロットで転送要求メッセージに含まれる感知器ＩＤに対する応答メッセージの無線信号を無線受信手段で受信したら自器に割り当てられた上り方向タイムスロットで無線信号を送信しないことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、無線受信手段で受信する無線信号の信号強度を検出する信号強度検出手段を受信装置に備え、受信装置の制御手段は、前回以前のスーパーフレームの中で応答メッセージが受信できなかった火災感知器と、当該火災感知器の応答メッセージを転送した他の複数の火災感知器のうちで信号強度検出手段で検出する信号強度が最も高い火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせを記憶し、今回以降のスーパーフレームの中で再度同じ感知器ＩＤの火災感知器の応答メッセージが受信できなかったときは当該応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤとの組み合わせを記憶している感知器ＩＤの火災感知器に対してのみ転送要求メッセージを送信することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、受信装置の制御手段は、前回以前のスーパーフレームの中で応答メッセージが受信できなかった火災感知器と、当該火災感知器の応答メッセージを転送した他の複数の火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせを記憶し、今回以降のスーパーフレームの中で再度同じ感知器ＩＤの火災感知器の応答メッセージが受信できなかったときは当該応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤとの組み合わせを記憶している何れか１つの感知器ＩＤの火災感知器に対してのみ転送要求メッセージを送信するとともに転送要求メッセージの送信先とする感知器ＩＤをスーパーフレーム毎に前記組み合わせを記憶している他の感知器ＩＤに順次交代することを特徴とする。

請求項５の発明は、上記目的を達成するために、火災を感知する複数の火災感知器と、火災感知器との間で電波を媒体とする無線通信を行う受信装置とを有し、火災感知器は、火災に伴って発生する温度変化や煙を検出することで火災を感知する感知手段と、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、少なくとも感知手段で火災が感知されたときに無線送信手段を制御して火災感知情報を無線信号により送信させる制御手段とを備え、受信装置は、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、無線送信手段並びに無線受信手段を制御する制御手段とを備え、受信装置の制御手段は、所定の応答を要求する送信要求メッセージを全ての火災感知器に対して無線送信手段から定期的に無線信号で送信し、火災感知器の制御手段は、送信要求メッセージを受け取ったときに自器の動作状態を示す所定の応答メッセージを受信装置に対して無線送信手段から無線信号で返信し、受信装置並びに火災感知器の制御手段は、受信装置から火災感知器への１つの下り方向のタイムスロットと、各火災感知器毎に割り当てられた火災感知器から受信装置への複数の上り方向のタイムスロットとで構成されるフレームが一定数集まったスーパーフレームの中で送信要求メッセージと応答メッセージを交換するとともに、各火災感知器に割り当てられた固有の感知器ＩＤに基づいて応答メッセージの送信元の火災感知器が識別される火災報知システムであって、各火災感知器毎に当該火災感知器と他の１乃至複数の火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせを記憶する記憶手段を受信装置に備え、各火災感知器の制御手段は、他の火災感知器から送信され且つ無線受信手段で受信できた無線信号の応答メッセージを当該応答メッセージの送信元の感知器ＩＤと対応付けて記憶し、受信装置の制御手段は、応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤと組み合わされた他の火災感知器の感知器ＩＤを記憶手段から検索し、当該応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージを記憶手段から検索した感知器ＩＤの火災感知器に対して下り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信し、転送要求メッセージを受け取った火災感知器の制御手段は、当該転送要求メッセージに含まれる、応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤに対応する応答メッセージを記憶していれば、当該記憶していた応答メッセージを自器に割り当てられている上り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、受信装置の記憶手段に記憶する火災感知器の感知器ＩＤの組み合わせは、火災感知器同士の見通し距離若しくは無線信号の信号強度に基づいて決定されることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５の発明において、受信装置の記憶手段に記憶する火災感知器の感知器ＩＤの組み合わせは、一の火災感知器と当該火災感知器の周囲に設置される複数の他の火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせからなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、各火災感知器が他の火災感知器の応答メッセージを受信して当該応答メッセージとともに当該応答メッセージの送信元の感知器ＩＤを対応付けて記憶し、受信装置で何れかの火災感知器の応答メッセージを受け取ることができなかった場合に当該火災感知器の感知器ＩＤに対応する応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージを全ての火災感知器に対して送信し、当該要求に応じて他の火災感知器から受信装置に前記感知器ＩＤに対応した応答メッセージが転送されるので、火災感知器から返信される応答メッセージを受信装置で確実に受信することができる。

請求項２の発明によれば、他の複数の火災感知器が転送要求メッセージに対する応答メッセージの転送を重複して行わないので、トラフィックを減少させることができる。

請求項３の発明によれば、応答メッセージの受信ミスが同じ火災感知器で再び発生した場合、初回の受信ミスにおいて当該火災感知器の応答メッセージを転送した実績のある他の火災感知器のうちで信号強度が最も高い火災感知器に対して転送要求メッセージを送信し、当該他の火災感知器のみが応答メッセージを転送するので、応答メッセージを受信装置でより確実に受信できるとともにトラフィックを減少させることができる。

請求項４の発明によれば、応答メッセージの受信ミスが同じ火災感知器で再び発生した場合、初回の受信ミスにおいて当該火災感知器の応答メッセージを転送した実績のある他の火災感知器に対して転送要求メッセージを送信し、当該他の火災感知器のみが応答メッセージを転送するので、応答メッセージを受信装置でより確実に受信できるとともにトラフィックを減少させることができ、しかも、転送要求メッセージの送信先の火災感知器を順次交代させるから、特定の火災感知器のトラフィックのみが増大するのを防ぐことができる。

請求項５の発明によれば、各火災感知器が予め組み合わされた他の火災感知器の応答メッセージを受信して当該応答メッセージとともに当該応答メッセージの送信元の感知器ＩＤを対応付けて記憶し、受信装置で何れかの火災感知器の応答メッセージを受け取ることができなかった場合に当該火災感知器の感知器ＩＤに対応する応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージを組み合わされた感知器ＩＤが割り当てられている他の火災感知器に対して送信し、当該要求に応じて他の火災感知器から受信装置に前記感知器ＩＤに対応した応答メッセージが転送されるので、火災感知器から返信される応答メッセージを受信装置で確実に受信することができる。なお、前記感知器ＩＤの組み合わせは、請求項６の発明のように、火災感知器同士の見通し距離若しくは無線信号の信号強度に基づいて決定するか、あるいは、請求項７の発明のように、一の火災感知器の感知器ＩＤとその周囲に設置される複数の他の火災感知器の感知器ＩＤとを組み合わせることが望ましい。

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、それぞれに複数台の火災感知器１０との間で無線通信を行う複数台の受信装置（無線中継器１）が信号線Ｌｓを介して中央監視盤１００に接続されることで火災報知システムが構成されている。すなわち、火災感知器１０から送信される火災感知情報が無線中継器１から信号線Ｌｓを介して中央監視盤１００に伝送され、中央監視盤１００の制御の下で警報音の鳴動や火災発生場所の報知、消防署への通報等の必要な対処が行われるものである。なお、以下では、複数台の火災感知器１０を個別に示す場合は火災感知器１０₁，１０₂，…，１０_ｎと表記し、総括して示す場合は火災感知器１０と表記する。

火災感知器１０は、例えば施設の天井に設置されるものであって、図１に示すように火災に伴って発生する温度変化や煙を検出することで火災を感知する感知手段（図示せず）と、電波を媒体とする無線信号を送受信するためのアンテナ１１と、後述するデータフォーマットを規定の周波数の搬送波に変調してアンテナ１１に出力する感知器送信手段１２と、アンテナ１１で受信した無線信号からデータフォーマットを復調する感知器受信手段１３と、感知器送信手段１２並びに感知器受信手段１３を制御して後述する火災感知情報や返信要求メッセージ並びに応答メッセージを無線信号により授受する感知器制御手段１４とを備える。感知器制御手段１４はマイコンとＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを主構成要素とし、不揮発性メモリに格納されているプログラムを実行することで後述する各種の処理を実行するものである。なお、各火災感知器１０には固有のアドレスが製造時若しくは施工時に付与され、感知器制御手段１４の不揮発性メモリに格納されている。

一方、無線中継器１は、例えば火災感知器１０との通信圏内に設置され、施設の管理室などに設置される中央監視盤１００と信号線Ｌｓで接続されるものであって、図１に示すように無線信号を送受信するためのアンテナ２と、データフォーマットを規定の周波数の搬送波に変調してアンテナ２に出力する中継器送信手段３と、アンテナ２で受信した無線信号からデータフォーマットを復調する中継器受信手段４と、中継器送信手段３並びに中継器受信手段４を制御して火災感知情報や返信要求メッセージ並びに応答メッセージを無線信号により授受する中継器制御手段５とを備える。中継器制御手段５はマイコンとＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを主構成要素とし、不揮発性メモリに格納されているプログラムを実行することで後述する各種の処理を実行するものである。なお、無線中継器１にも火災感知器１０と異なる固有のアドレスが製造時若しくは施工時に付与され、中継器制御手段５の不揮発性メモリに格納されている。

ここで、無線中継器１と火災感知器１０との間の無線通信には免許が不要な周波数を利用する。例えば、日本では小電力セキュリティや特定小電力無線規格、米国ではFCC Regulations Part15 SubpartC、欧州ではShort Range Device規格に準拠した無線特性を満足しなければならない。

無線中継器１と火災感知器１０との間で授受されるデータのデータフォーマットを図３に示す。このデータフォーマットは、１と０が交番する３２ビットのプリアンブル（ビット同期パターン）ＰＲと、規定のビット列からなる１６ビットのユニークワード（フレーム同期パターン）ＵＷと、１台の無線中継器１並びにその無線中継器１と無線通信する複数台の火災感知器１０からなるサブシステムに割り当てられる３２ビットの固有のＩＤ（システムＩＤ）ＳｙｓＩＤと、各火災感知器１０に割り当てられた８ビットの固有のＩＤ（感知器ＩＤ）ＮｏｄｅＩＤと、１６ビットのメッセージＭｓｇと、１６ビットの誤り検出符号ＣＲＣとで構成される。すなわち、火災感知器１０の固有アドレスはシステムＩＤ＋感知器ＩＤとなり、無線中継器１の固有アドレスはシステムＩＤとなる。

無線中継器１がサブシステム内の特定の火災感知器１０を指定してメッセージを送信する場合は、データフォーマットの感知器ＩＤに当該火災感知器１０の感知器ＩＤを指定し、サブシステム内の全ての火災感知器１０に対してメッセージを同報送信する場合は、データフォーマットの感知器ＩＤに「０」を指定して送信すればよい。また火災感知器１０が無線中継器１に対して返信する場合、自器の感知器ＩＤをデータフォーマットの感知器ＩＤに設定して送信すればよい。

一方、無線信号を受信した火災感知器１０並びに無線中継器１では、感知器受信手段１３および中継器受信手段４において受信信号を増幅し且つデータフォーマットを復調して感知器制御手段１４および中継器制御手段５に出力する。感知器制御手段１４および中継器制御手段５では、感知器受信手段１３および中継器受信手段４で復調されたデータをマイコンが具備するデジタルの入力ポートでサンプリングし、プリアンブルＰＲの受信中にビットタイミングを抽出して、次に連続する１６ビット分の受信ビットを規定のユニークワードと一致するまで１ビットずつシフトすることでユニークワードを検出する。さらに感知器受信手段１３および中継器受信手段４は、受信したシステムＩＤと感知器ＩＤを不揮発性メモリに格納されている固有アドレスと照合し、これらが一致し且つビット誤りが検出されなかった場合にメッセージＭｓｇを受理する。

ところで本実施形態においては、無線中継器１と複数の火災感知器１０との間の無線通信を時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式で行っている。すなわち、図４に示すように１つの下り方向（無線中継器１→火災感知器１０）のタイムスロットＢと、複数（図示例では９９）の上り方向（火災感知器１０→無線中継器１）のタイムスロットＤ１〜Ｄ９９とからなる複数（図示例では３０）のフレームＦ１〜Ｆ３０を集めてスーパーフレームＳＦを構成し、各フレームＦ１〜Ｆ３０における上り方向のタイムスロットＤ１〜Ｄ９９を各火災感知器１０に個別に割り当てることによって、定期的なメッセージ交換（返信要求メッセージと応答メッセージの交換）の間隔が相対的に短い場合、例えば、上述のＥＮ規格における３００秒に１回というような場合であっても、火災感知器１０から送信される無線信号同士の衝突を確実に回避することができる。下り方向及び上り方向のタイムスロットＢ，Ｄｉ（ｉ＝１〜９９）は周期が１００ミリ秒であり、その内訳は上記データフォーマットに５０ミリ秒、無線中継器１の中継器送信手段３並びに火災感知器１０の感知器送信手段１２が起動し安定した搬送波周波数で送信可能となるまでの時間（起動時間）に２０ミリ秒、ガードタイムに前後各々１５ミリ秒ずつが割り当てられている。なお、ガードタイムは火災感知器１０と無線中継器１の動作クロック周波数（感知器制御手段１４並びに中継器制御手段５を構成するマイコンの動作クロック周波数）の誤差に起因するタイミングの差を吸収するための空き時間である。また、各火災感知器１０に対する上り方向のタイムスロットＤ１〜Ｄ９９の割り当ては、例えば、火災感知器１０に設けたディップスイッチによって設定したり、製造工程において感知器制御手段１４の不揮発性メモリに予め格納しておいたり、あるいは、設置時に無線通信を用いて無線中継器１から順番に各火災感知器１０に割り当てて感知器制御手段１４の不揮発性メモリに格納するなどの方法で行えばよい。

次に、本実施形態の動作を説明する。最初に、無線中継器１から全ての火災感知器１０に対して返信要求メッセージを定期的に送信し、各火災感知器１０から返信される応答メッセージを無線中継器１で受信することによって、各火災感知器１０が正常に動作しているか否かを確認する動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。

電源がオンされると無線中継器１の中継器制御手段５はスーパーフレームＳＦの先頭のフレームＦ１の下り方向タイムスロットＢにおいて、データフォーマットの感知器ＩＤを「０」に設定し、メッセージＭｓｇとして返信要求メッセージを全ての火災感知器１０に向けて同報送信する。一方、火災感知器１０では、電源オン直後に感知器制御手段１４が感知器受信手段１３を起動し、同期信号（返信要求メッセージ）を受信するまでの間は連続受信状態とする（図５のステップＳ１，Ｓ２）。返信要求メッセージが受信できれば、火災感知器１０の感知器制御手段１４は、マイコンに内蔵された第１のタイマ、第２のタイマ、第３のタイマを起動する（図５のステップＳ３）。第１のタイマは、先頭のフレームＦ１における下り方向タイムスロットＢが終了した時点から当該スーパーフレームＳＦが終了するまでの時間（例えば、フレームＦ１〜Ｆ３０が各々１０秒、スーパーフレームＳＦが３００秒、下り及び上りの各方向のタイムスロットが１００ミリ秒とすれば、３００−０．１＝２９９．９秒）をカウントする。また第２のタイマは、各フレームＦｋ（ｋ＝１〜３０）において下り方向タイムスロットＢが終了した時点から各火災感知器１０に個別に割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉ（ｉ＝１〜９９）の開始時点までの時間（例えば、０．１×（上り方向タイムスロットＤｉの番号ｉ−１））をカウントする。さらに第３のタイマは、各フレームＦｋ（ｋ＝１〜３０）において下り方向タイムスロットＢが終了した時点から当該フレームＦｋが終了する時点までの時間（例えば、１０−０．１＝９．９秒）をカウントする。

各火災感知器１０の感知器制御手段１４では、第２のタイマのカウントが終了するまで感知器受信手段１３を動作させて自器に割り当てられた上り方向タイムスロットより前の上り方向タイムスロットで無線信号を受信して他の火災感知器１０からの応答メッセージを取得し、さらに取得した応答メッセージを当該他の火災感知器１０の感知器ＩＤと対応づけて不揮発性メモリに記憶する（図５のステップ４）。また感知器制御手段１４においては、第２のタイマのカウントが終了することで自器に割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉの開始時点を決定することができ、割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉで無線中継器１の返信要求メッセージに対する自器の応答メッセージを感知器送信手段１２から送信させ、その後、マイコンに内蔵された第４のタイマを起動し（図５のステップＳ５，Ｓ６）、さらに感知器受信手段１３を動作させて自器に割り当てられた上り方向タイムスロットより後の上り方向タイムスロットで無線信号を受信して他の火災感知器１０からの応答メッセージを取得するとともに、取得した応答メッセージを当該他の火災感知器１０の感知器ＩＤと対応づけて不揮発性メモリに記憶する（図５のステップ７）。なお、第４のタイマは、あるフレームＦｋにおいて自器に割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉの終了時点から次のフレームＦｋ＋１において自器に割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉの開始時点までの時間（例えば、１０−０．１＝９．９秒）をカウントする。

一方、無線中継器１の中継器制御手段５は、返信要求メッセージを送信した先頭フレームＦ１における上り方向タイムスロットＤ１〜Ｄ９９で各火災感知器１０から返信される応答メッセージを受信する。応答メッセージの内容は、火災感知器１０における異常（例えば、電池電圧がしきい値以下まで低下、あるいは感知部１１の動作不良など）の有無であり、異常有りの応答メッセージを返信した火災感知器１０の感知器ＩＤを信号線Ｌｓを介して中央監視盤１００に伝送してシステム管理者に知らせるようになっている。

火災感知器１０の感知器制御手段１４は、第３のタイマが終了したら感知器受信手段１３を動作させることにより２番目のフレームＦ２における下り方向タイムスロットＢを受信する（図５のステップＳ８，Ｓ９）。

ところで、火災感知器１０が正常であっても外来ノイズや妨害波などの影響により無線中継器１で火災感知器１０からの応答メッセージが受信できない場合が起こり得る。例えば、２番目の上り方向タイムスロットＤ２の応答メッセージが無線中継器１で受信できなかったとすれば、無線中継器１の中継器制御手段５は、応答メッセージが受信できなかった上り方向タイムスロットＤ２が割り当てられている火災感知器１０₂の感知器ＩＤに対応する応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージをデータフォーマットのメッセージＭｓｇとして、２番目のフレームＦ２の下り方向タイムスロットＢで全ての火災感知器１０に対して同報送信する。

ここで、全ての火災感知器１０からの応答メッセージが正常に無線中継器１で受信されていれば、２番目のフレームＦ２における下り方向タイムスロットＢで転送要求メッセージを受信しないはずである。従って、火災感知器１０の感知器制御手段１４では転送要求メッセージを受信しなかった場合（図５のステップＳ１０）、第１のタイマが終了するまで感知器送信手段１２並びに感知器受信手段１３の動作を停止し（図５のステップＳ１１）、第１のタイマが終了して次のスーパーフレームＳＦが開始されたら、再び感知器送信手段１２を動作させることにより先頭のフレームＦ１における下り方向タイムスロットＢを受信し（図５のステップＳ１２）、第１〜第３のタイマを起動して上述の処理を各スーパーフレームＳＦ毎に繰り返す。

一方、２番目のフレームＦ２における下り方向タイムスロットＢで転送要求メッセージを受理した場合、他の火災感知器１０₁，１０₃，…の感知器制御手段１４は、転送要求メッセージに含まれる感知器ＩＤに対応する応答メッセージが不揮発性メモリに記憶されているか否かを調べ、記憶されていれば当該応答メッセージを読み出した後に第４のタイマが終了するまで待機し（図５のステップＳ１３）、第４のタイマが終了したら、２番目のフレームＦ２において自器に割り当てられている上り方向タイムスロット（Ｄ１，Ｄ３，…）で読み出した応答メッセージを送信（転送）する（図５のステップＳ１４）。なお、感知器制御手段１４では、無線中継器１から転送要求メッセージを受け取ったフレーム（例えば、Ｆ２）においてはステップＳ１３，Ｓ１４の処理を繰り返し、転送要求メッセージを受け取らなかったフレーム（例えば、Ｆ３）から最後のフレームＦ３０まで、すなわち、次のスーパーフレームＳＦが始まるまでは感知器送信手段１２並びに感知器受信手段１３の動作を停止させる。

次に、何れかの火災感知器１０で火災を感知した場合の動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、火災を感知した場合に火災感知器１０の制御部１３が行う以下の処理は、常時に繰り返し行う上記処理（図５のフローチャートで示したメインルーチン）に対する割り込み処理（サブルーチン）である。

火災感知器１０の感知器制御手段１４は、図示しない感知手段で火災を感知したら第２のタイマのカウント中であるか否かを判断する（図６のステップＳ１）。つまり、第２のタイマがカウント中であれば、当該フレームＦｋにおいて割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉがまだ経過していないから、第２のタイマが終了した時点で自器に割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉにより火災感知情報をメッセージＭｓｇとして無線中継器１に送信し、送信後に第４のタイマを起動する（図６のステップＳ２，Ｓ３）。また、第２のタイマがカウント中でなければ当該フレームＦｋにおいて割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉが既に経過しているから、感知器制御手段１４は第４のタイマが終了した時点、すなわち、次のフレームＦｋ＋１において割り当てられた上り方向タイムスロットＤｉにより火災感知情報をメッセージＭｓｇとして無線中継器１に送信し、送信後に第４のタイマを起動する（図６のステップＳ７，Ｓ３）。

火災感知器１０から火災感知情報を受信した無線中継器１の中継器制御手段５は、信号線Ｌｓを介して中央監視盤１００に火災感知情報を伝送するとともに、火災感知情報の送信元の火災感知器１０の感知器ＩＤを指定し、火災感知情報を受信したことを示す受信完了メッセージをメッセージＭｓｇとして、火災感知情報を受信したフレームＦｋ（又はＦｋ＋１）の次のフレームＦｋ＋１（又はＦｋ＋２）における下り方向タイムスロットＢで送信する。

火災感知情報を送信した火災感知器１０の感知器制御手段１４では、第３のタイマが終了したら感知器受信手段１３を動作させることにより次のフレームＦｋ＋１（又はＦｋ＋２）における下り方向タイムスロットＢを受信するとともに、第３のタイマを再び起動する（図６のステップＳ４，Ｓ５）。さらに感知器制御手段１４は、当該下り方向タイムスロットＢで無線中継器１から受信完了メッセージを受信すれば火災感知情報の再送信は行わずにメインルーチン（図５のフローチャート）に戻る。しかしながら、外来ノイズや妨害波などの影響により無線中継器１で火災感知器１０からの火災感知情報が受信できなければ受信完了メッセージが無線中継器１から送信されないので、感知器制御手段１４は、受信完了メッセージを受信しなければさらに次のフレームＦｋ＋２（又はｋ＋３）において自器に割り当てられた上り方向タイムスロットで火災感知情報を再度送信し（図６のステップＳ８）、無線中継器１から受信完了メッセージを受信するまで火災感知情報の再送信を繰り返して無線中継器１に確実に火災発生を知らせるようにしている。すなわち、感知手段で火災を感知した火災感知器１０が、遅くとも火災を感知した時点のフレームＦｋの次のフレームＦｋ＋１で火災感知情報を無線中継器１に送信するので、火災を感知してからフレーム周期の１０秒以内に火災感知情報を無線中継器１に送信することができて、欧州のＥＮ規格（ＥＮ５４−２５）の規格値（検出から１０秒以内）を満足させることができる。

上述のように本実施形態によれば、全ての火災感知器１０において他の火災感知器１０から送信された応答メッセージを受信して記憶しておき、何れかの火災感知器１０の応答メッセージが無線中継器１で受信できなかった場合に、当該火災感知器１０の応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージを無線中継器１から全ての火災感知器１０に対して同報送信し、転送要求メッセージに応じて、当該他の火災感知器１０の応答メッセージを受信して記憶していた他の火災感知器１０が応答メッセージを転送するので、火災感知器１０から返信される応答メッセージを無線中継器１で確実に受信することができる。

ところで、本実施形態では該当する応答メッセージを記憶している他の全ての火災感知器１０から転送要求メッセージに応じて応答メッセージを転送しているが、他の火災感知器１０が応答メッセージを転送する無線信号を感知器受信手段１３で受信した場合、感知器制御手段１４が自器に割り当てられた上り方向タイムスロットでの応答メッセージの転送を行わないようにすれば、複数台の火災感知器１０が転送要求メッセージに対する応答メッセージの転送を重複して行わないのでトラフィックを減少させることができる。

また、例えば同一の火災感知器１０₂において無線中継器１で応答メッセージが受信できない状況が続いた場合、無線中継器１の中継器制御手段５では、初回の転送要求メッセージに対して他の火災感知器１０₁，１０₃，…が転送した応答メッセージ（無線信号）の信号強度を計測し、そのうちで信号強度が最も高い火災感知器（例えば、１０₃）との組み合わせを不揮発性メモリに記憶しておき、２回目以降の転送要求メッセージを信号強度が最も高いとして組み合わされた１台の火災感知器１０₃に対してだけ送信し、当該１台の火災感知器１０₃のみが応答メッセージを転送するように構成すれば、毎回複数台の火災感知器１０₁，１０₃，…に応答メッセージを転送させるよりも、応答メッセージを無線中継器１でより確実に受信できるとともにトラフィックを減少させることができる。

あるいは、応答メッセージが受信された無かった火災感知器（例えば、１０₂）と、初回の転送要求メッセージに対して応答メッセージを転送した他の火災感知器１０₁，１０₃，…との組み合わせを中継器制御手段５が不揮発性メモリに記憶しておき、２回目以降の転送要求メッセージについては記憶した組み合わせから順番に選択した１台、例えば、１回目は火災感知器１０₁、２回目は火災感知器１０₃に対してだけ送信し、当該１台の火災感知器１０₁，１０₃，…のみが応答メッセージを転送するように構成すれば、応答メッセージを無線中継器１でより確実に受信できるとともにトラフィックを減少させることができ、しかも、転送要求メッセージの送信先の火災感知器１０を順次交代させるから、特定の火災感知器１０のトラフィックのみが増大するのを防ぐことができる。

ところで、各火災感知器１０について、応答メッセージが無線中継器１で受信されなかったときにその火災感知器１０の応答メッセージを転送する他の火災感知器１０との組み合わせ、例えば、火災感知器１０₁と１０₂、１０₂と１０₃、…というような１台ずつのペア、あるいは１０₁に対して１０₂と１０₃、１０₂に対して１０₃と１０₄、…というように１台について複数台の組み合わせを予め決めて中継器制御手段５の不揮発性メモリに記憶しておき、何れかの火災感知器１０からの応答メッセージが受信できなかった場合、中継器制御手段５が不揮発性メモリに記憶している当該火災感知器１０と組み合わせされた何れか１台の火災感知器１０に対してのみ転送要求メッセージを送信し、当該火災感知器１０のみが応答メッセージを転送するように構成することも可能である。この場合、各火災感知器１０の感知器制御手段１４は、自器に割り当てられた上り方向タイムスロット以外の全ての上り方向タイムスロットを全て受信する必要はなく、組み合わされた１乃至複数台の火災感知器１０に割り当てられている上り方向タイムスロットのみを受信して応答メッセージを記憶しておけばよい。

なお、中継器制御手段５が不揮発性メモリに記憶する火災感知器１０の前記組み合わせは、設置状態における火災感知器１０同士の見通し距離、若しくは火災感知器１０が他の火災感知器１０の無線信号を受信したときの信号強度に基づいて決定するか、あるいは、１台の火災感知器１０とその周囲に設置される複数台の他の火災感知器１０とを組み合わせることが望ましく、１台の火災感知器１０に対して複数台の火災感知器１０を組み合わせれば、より確実に応答メッセージを転送させることができる。

本発明の実施形態を示すブロック図である。同上のシステム構成図である。同上におけるデータフォーマットの説明図である。同上におけるスーパーフレームの構成図である。同上における定期的なメッセージ交換の動作を説明するためのフローチャートである。同上における火災感知時の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１無線中継器（受信装置）
５中継器制御手段
１０火災感知器
１２感知器送信手段
１３感知器受信手段
１４感知器制御手段

Claims

火災を感知する複数の火災感知器と、火災感知器との間で電波を媒体とする無線通信を行う受信装置とを有し、
火災感知器は、火災に伴って発生する温度変化や煙を検出することで火災を感知する感知手段と、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、少なくとも感知手段で火災が感知されたときに無線送信手段を制御して火災感知情報を無線信号により送信させる制御手段とを備え、
受信装置は、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、無線送信手段並びに無線受信手段を制御する制御手段とを備え、
受信装置の制御手段は、所定の応答を要求する送信要求メッセージを全ての火災感知器に対して無線送信手段から定期的に無線信号で送信し、
火災感知器の制御手段は、送信要求メッセージを受け取ったときに自器の動作状態を示す所定の応答メッセージを受信装置に対して無線送信手段から無線信号で返信し、
受信装置並びに火災感知器の制御手段は、受信装置から火災感知器への１つの下り方向のタイムスロットと、各火災感知器毎に割り当てられた火災感知器から受信装置への複数の上り方向のタイムスロットとで構成されるフレームが一定数集まったスーパーフレームの中で送信要求メッセージと応答メッセージを交換するとともに、各火災感知器に割り当てられた固有の感知器ＩＤに基づいて応答メッセージの送信元の火災感知器が識別される火災報知システムであって、
受信装置の制御手段は、応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤに対応する応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージを全ての火災感知器に対して下り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信し、
火災感知器の制御手段は、他の火災感知器から送信され且つ無線受信手段で受信できた無線信号の応答メッセージを当該応答メッセージの送信元の感知器ＩＤと対応付けて記憶し、受信装置から転送要求メッセージを受け取った場合、当該転送要求メッセージに含まれる感知器ＩＤに対応する応答メッセージを記憶していれば、当該記憶している応答メッセージを自器に割り当てられている上り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信することを特徴とする火災報知システム。
火災感知器の制御手段は、自器に割り当てられた上り方向タイムスロットより前の上り方向タイムスロットで転送要求メッセージに含まれる感知器ＩＤに対する応答メッセージの無線信号を無線受信手段で受信したら自器に割り当てられた上り方向タイムスロットで無線信号を送信しないことを特徴とする請求項１記載の火災報知システム。
無線受信手段で受信する無線信号の信号強度を検出する信号強度検出手段を受信装置に備え、
受信装置の制御手段は、前回以前のスーパーフレームの中で応答メッセージが受信できなかった火災感知器と、当該火災感知器の応答メッセージを転送した他の複数の火災感知器のうちで信号強度検出手段で検出する信号強度が最も高い火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせを記憶し、今回以降のスーパーフレームの中で再度同じ感知器ＩＤの火災感知器の応答メッセージが受信できなかったときは当該応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤとの組み合わせを記憶している感知器ＩＤの火災感知器に対してのみ転送要求メッセージを送信することを特徴とする請求項１記載の火災報知システム。
受信装置の制御手段は、前回以前のスーパーフレームの中で応答メッセージが受信できなかった火災感知器と、当該火災感知器の応答メッセージを転送した他の複数の火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせを記憶し、今回以降のスーパーフレームの中で再度同じ感知器ＩＤの火災感知器の応答メッセージが受信できなかったときは当該応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤとの組み合わせを記憶している何れか１つの感知器ＩＤの火災感知器に対してのみ転送要求メッセージを送信するとともに転送要求メッセージの送信先とする感知器ＩＤをスーパーフレーム毎に前記組み合わせを記憶している他の感知器ＩＤに順次交代することを特徴とする請求項１記載の火災報知システム。
火災を感知する複数の火災感知器と、火災感知器との間で電波を媒体とする無線通信を行う受信装置とを有し、
火災感知器は、火災に伴って発生する温度変化や煙を検出することで火災を感知する感知手段と、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、少なくとも感知手段で火災が感知されたときに無線送信手段を制御して火災感知情報を無線信号により送信させる制御手段とを備え、
受信装置は、無線信号を送信する無線送信手段と、無線信号を受信する無線受信手段と、無線送信手段並びに無線受信手段を制御する制御手段とを備え、
受信装置の制御手段は、所定の応答を要求する送信要求メッセージを全ての火災感知器に対して無線送信手段から定期的に無線信号で送信し、
火災感知器の制御手段は、送信要求メッセージを受け取ったときに自器の動作状態を示す所定の応答メッセージを受信装置に対して無線送信手段から無線信号で返信し、
受信装置並びに火災感知器の制御手段は、受信装置から火災感知器への１つの下り方向のタイムスロットと、各火災感知器毎に割り当てられた火災感知器から受信装置への複数の上り方向のタイムスロットとで構成されるフレームが一定数集まったスーパーフレームの中で送信要求メッセージと応答メッセージを交換するとともに、各火災感知器に割り当てられた固有の感知器ＩＤに基づいて応答メッセージの送信元の火災感知器が識別される火災報知システムであって、
各火災感知器毎に当該火災感知器と他の１乃至複数の火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせを記憶する記憶手段を受信装置に備え、
各火災感知器の制御手段は、他の火災感知器から送信され且つ無線受信手段で受信できた無線信号の応答メッセージを当該応答メッセージの送信元の感知器ＩＤと対応付けて記憶し、
受信装置の制御手段は、応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤと組み合わされた他の火災感知器の感知器ＩＤを記憶手段から検索し、当該応答メッセージの転送を要求する転送要求メッセージを記憶手段から検索した感知器ＩＤの火災感知器に対して下り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信し、
転送要求メッセージを受け取った火災感知器の制御手段は、当該転送要求メッセージに含まれる、応答メッセージが受信できなかった火災感知器の感知器ＩＤに対応する応答メッセージを記憶していれば、当該記憶していた応答メッセージを自器に割り当てられている上り方向タイムスロットで無線送信手段から無線信号で送信することを特徴とする火災報知システム。
受信装置の記憶手段に記憶する火災感知器の感知器ＩＤの組み合わせは、火災感知器同士の見通し距離若しくは無線信号の信号強度に基づいて決定されることを特徴とする請求項５記載の火災報知システム。
受信装置の記憶手段に記憶する火災感知器の感知器ＩＤの組み合わせは、一の火災感知器と当該火災感知器の周囲に設置される複数の他の火災感知器との感知器ＩＤの組み合わせからなることを特徴とする請求項５記載の火災報知システム。