JP4881438B2 - 無線式火災警報システム - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線式火災警報システム、特に親局と複数の電池駆動式火災検知端末とを備える無線通信火災警報システムに関係する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、親局とそれぞれ火災感知器を備える複数の電池駆動式火災検知端末とで構成される火災警報システムが開示されている。火災検知端末は、火災発生データを送信するために互いに無線通信によって親局にリンクされる。火災検知端末間で衝突を起こさずに信頼できる高精度な情報交換を達成するために、火災検知端末と親局との間の同期無線通信に、ＴＤＭＡ（時間分割多重アクセス）方式が用いられる。一方、火災警報システムは、長期間に亘って動作し続けることが要求される。ＴＭＤＡ方式は、どちらかといえば電力を消費し、電池寿命を短くする。そのため、ＴＤＭＡ方式では、電池交換を頻繁に行う必要がある。このようなＴＤＭＡ方式は、その寿命の間にめったに火災が発生しないようなシステムに不向きである。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】
特開２００６−３４３９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の問題を考慮して、本発明は、火災の発生を検知すると火災情報を交換するために信頼できる無線通信を確実に行え、しかも電池寿命を延ばすことができる無線式火災警報システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る無線式火災警報システムは、火災の発生を検知するための火災センサおよび火災警報を出力するための警報装置を具備し互いに無線通信するようにリンクされた複数の電池駆動式のモジュールを備える。前記複数のモジュールのうち親局として指定される一のモジュールであって、他のモジュールの何れかからの火災検知メッセージを受信することにより火災の発生を把握したモジュールは、火災警報を出力するように自身の警報装置を動作させ、かつ他のモジュールに対して、火災警報を出力させるためのウェークアップメッセージを送信し、その後、多重同期通信を開始させるための火災情報メッセージを送信するように構成される。あるいは、前記複数のモジュールのうち親局として指定される一のモジュールであって、自身の火災センサで火災の発生を検知することにより火災の発生を把握したモジュールは、火災警報を出力するように自身の警報装置を動作させ、かつ他のモジュールに対して、火災警報を出力させるためのウェークアップメッセージを送信し、その後、多重同期通信を開始させるための火災情報メッセージを送信するように構成される。
【０００６】
前記複数のモジュールは、受信器を休止期間と交互する限定された受信期間で動作させる間欠受信モードと、受信器を常時準備させる常時受信モードを選択的に与えるように構成された電力コントローラを備え、前記他のモジュールの前記電力コントローラは、前記ウェークアップメッセージまたは前記火災検知メッセージを受信する迄は、前記間欠受信モードを選択し、それ以後は前記常時受信モードを選択するとともに警報装置に火災警報を出力させ、かつ前記火災情報メッセージを受信してから所定時間後に応答メッセージを返信するように構成される。この構成によれば、実際に火災発生の情報を受信するまでは火災検知端末が間欠的に動作するので、電池の電力消費を減らして電池寿命を延ばすことができ、しかも火災発生が認められた後は信頼できる情報交換のために各火災検知端末の間で多重同期通信が確実に行われる。
【０００７】
本発明の有利な特徴は、以下の好ましい実施形態の説明と添付した図面とから明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る無線式火災警報システムの使用用途を示す概略図である。
【図２】上述のシステムに用いられる親局のブロック図である。
【図３】上述のシステムに親局とともに用いられる火災検知端末のブロック図である。
【図４】上述のシステムの火災検知動作を示すタイムチャートである。
【図５】親局と火災検知端末との間で送信されるメッセージのデータ構造の概略図である。
【図６】上述のシステムのデータ処理動作を示すタイムチャートである。
【図７】上述のシステムのデータ処理動作を示すフローチャートである。
【図８】上述の実施形態の変形例に係る火災検知動作を示すタイムチャートである。
【図９】本発明の実施形態２に係る火災検知動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態に係る無線式火災警報システムの典型的な使用用途が示されている。簡単に言えば、火災警報システムは、建物の特定の部屋に設置される親局１０Ａと、他の部屋にそれぞれ設置される複数の火災検知端末１０Ｂとを備える。火災検知端末１０Ｂは、火災の発生を検知し、火災の発生を検知すると各火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａで火災警報を発するために他の火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａとに火災検知メッセージを送信するように構成される。火災検知メッセージは、火災検知端末で生成され、無線通信を介して送信される。後述するように、親局１０Ａと火災検知端末１０Ｂは、共通するモジュールにより実現され、親／子セレクタによって親局と火災検知端末とのそれぞれの機能を与えるように構成される。
【００１０】
図２および図３は、親局１０Ａと火災検知端末１０Ｂの機能的な構成要素を示す。
【００１１】
図２に示すように、親局１０Ａは、内蔵された電池１４Ａによって給電され、火災検知メッセージを受信するための受信器２０Ａと、火災検知端末１０Ｂの何れかからの火災検知メッセージの受信後にウェークアップメッセージと火災情報メッセージを発生させるための情報発生器３０Ａと、ウェークアップメッセージと火災情報メッセージを各火災検知端末に送信するための送信器（４０Ａ）とを備える。火災情報メッセージは、各火災検知端末からの応答メッセージを受信するようにそれぞれ割り当てられた一連のタイムスロットに関する時間基準を規定し、タイムスロットを介して各火災検知端末との間の多重同期通信を開始させるように構成される。時間基準は、親局１０Ａからの火災情報メッセージに含まれるユニークワードの開始点によって与えられ、各火災検知端末１０Ｂは、時間基準に基づいて自身のタイムスロットを予測する。火災情報メッセージは、タイムスロットの数とタイムスロットの識別について説明する記述を任意に含んでいても良い。多重同期通信は、周知の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式によって実現される。親局１０Ａは、さらに、火災検知端末１０Ｂの何れかからの火災検知メッセージの受信時に、火災警報を音声で出力する警報装置５０Ａを備える。さらに、親局１０Ａは、それ自体に、火災の発生を検知して、火災の発生を検知した時に火災警報を出力するように警報装置５０Ａを動作させる火災センサ１２Ａを備える。
【００１２】
図３に示すように、火災検知端末１０Ｂは、内蔵された電池１４Ｂによって給電され、火災の発生を検知するための火災センサ（１２Ｂ）と、火災の発生を検知すると火災検知メッセージを発生させるための情報発生器（３０Ｂ）と、火災検知メッセージを送信するための送信器（４０Ｂ）と、他の火災検知端末の何れかからの火災検知メッセージ・親局１０Ａからのウェークアップメッセージおよび火災情報メッセージを受信するための受信器（７０Ｂ）と、火災検知メッセージ・ウェークアップメッセージ・火災の発生を示す火災情報メッセージを受信すると火災警報を音声で出力するように構成される警報装置５０Ｂとを備える。
【００１３】
また、火災検知端末１０Ｂは、図４に示すように、休止時間と交互する限定された受信時間Ｒｐで受信器２０Ｂを動作させる間欠受信モードとデータやメッセージを受信できるように受信器２０Ｂを常時準備させる常時受信モードとを選択的に与えるように構成される電力コントローラ６０Ｂを備える。電力コントローラ６０Ｂは、火災検知メッセージとウェークアップメッセージとの何れか早い方を受信するまでは間欠受信モードを選択し、それ以降は、親局１０Ｂとの多重同期ＴＤＭＡ通信を確立する火災情報メッセージを受信するために常時受信モードを選択するように構成される。ＴＤＭＡ通信中の電池消費を減らすために、各火災検知端末１０Ｂの電力コントローラ６０Ｂは、親局１０Ａから受信した火災情報メッセージのタイムスロットに対応する時間の間だけ受信器２０Ｂを動作させ、ＴＤＭＡ通信の残りの時間は受信器２０Ｂを停止させるように構成されていてもよい。
【００１４】
メッセージの内容を決定するために、火災検知端末１０Ｂは、受信したメッセージが他の火災検知端末の何れかからの火災検知メッセージかそれとも親局１０Ａからのウェークアップメッセージであるとき、電力コントローラ６０Ｂに常時受信モードを選択させるためのトリガ信号を発生させるデータ解析器２６Ｂを備える。後述するように、電力コントローラ６０は、受信したデータの受信信号強度（ＲＳＳＩ）のチェックが行われる数十マイクロ秒の受信時間Ｒｐを設定する。受信時間Ｒｐは、５〜１０秒の所定の時間間隔（Ｔ）、例えば、タイマ６２Ｂからのタイミング信号に応じて繰り返される。
【００１５】
上述した構成要素に加えて、親局１０Ａと火災検知端末１０Ｂのそれぞれ、すなわち、共通のモジュールは、共通のモジュールを親局１０Ａまたは火災検知端末１０Ｂとして選択的に指定するための親／子セレクタ７０Ａ（７０Ｂ）を備える。また、共通のモジュールは、システム内でのマルチキャスト通信のために決定された役割に加えて共同する端末のアドレスを記憶するように構成されるセットアップメモリ７２Ａ（７２Ｂ）を備える。さらに、共通のモジュールは、情報発生器３０Ａ（３０Ｂ）で用意された送信メッセージに宛先アドレスを含むデータを火災検知端末または親局が送信する毎にセットアップメモリ７２Ａ（７２Ｂ）からアドレスを取り出す送信コントローラ４２Ａ（４２Ｂ）を備える。さらに、共通モジュールは、ボタンやキーボードなどのインターフェースを用いたユーザの入力に応答して停止要求を発生させるように構成される要求発生器８０Ａ（８０Ｂ）を備える。火災検知端末１０Ｂからの要求は、情報発生器３０Ｂで発生させる応答メッセージに含まれて、多重同期通信を通じて親局１０Ａに送信される。停止要求に応答し、親局１０Ａは、火災検知端末からの火災警報の出力を所定の停止時間にわたって停止することを目的として、停止指令を発生し、停止指令を含む火災情報メッセージを送信する。
【００１６】
ここで、図４を参照してシステムの動作を説明する。図４では、動作を容易に理解するために、ＦＴ１〜ＦＴ４の符号が付された４つの火災検知端末１０Ｂと、ＭＳの符号が付された親局１０Ａとを有する火災警報システムを例示する。常時は、各火災検知端末ＦＴ１〜ＦＴ４および親局ＭＳそれぞれは、個々の電力コントローラ６０Ｂ（６０Ａ）が休止時間と交互する限られた受信時間（Ｒｐ）に対応する受信器２０Ｂ（２０Ａ）を動作させる、すなわち、３〜１０秒の定期的な間隔（Ｔ）で受信器を動作させる間欠受信モードに設定される。いずれか１つの火災検知端末１０Ｂで最初に火災条件が検出されると、例えばＦＴ１の火災検知端末が時刻ｔ０において火災条件を検出すると、これに対応して、端末ＦＴ１は、火災検知メッセージを発生し、自身の警報装置５０Ｂから火災警報を出力する。火災検知メッセージは、他全ての火災検知端末ＦＴ２，ＦＴ３，ＦＴ４および親局ＭＳ宛とされ、受信時間と交互する送信時間（Ｔｐ）に繰り返し送信される。自身の間欠受信期間（Ｒｐ）のいずれかが送信期間（Ｔｐ）のいずれかと一致する他の火災検知端末ＦＴ２，ＦＴ３および親局ＭＳは、火災検知メッセージを確実に受信する。図示例では、火災検知端末ＦＴ２は時刻ｔ１で、火災検知端末ＦＴ４は時刻ｔ２でそれぞれ火災検知メッセージを受信し、親局ＭＳは時刻ｔ３で火災検知メッセージを受信する。一方、端末ＦＴ４は、送信端末ＦＴ１との距離が最大通信距離を越えているとき・端末ＦＴ１からのメッセージを妨害するノイズを端末ＦＴ４が同時に受信したとき・端末ＦＴ４の受信時間Ｒｐと端末ＦＴ１の送信時間Ｔｐとが一致しないとき、火災検知メッセージを受信できない。
【００１７】
火災検知メッセージを受信すると、端末ＦＴ２およびＦＴ３は、これに対応して、それぞれの警報装置５０Ｂから火災警報を出力し、火災情報メッセージと応答メッセージの送受信を行うために、親局ＭＳとの多重ＴＤＭＡ通信に備える常時受信モードにそれぞれ切り替わる。時間ｔ３で火災検知メッセージを受信した親局ＭＳは、ウェークアップメッセージを発生して全ての端末ＦＴ１〜ＦＴ４に送信するウェークアップモードに切り替わる。ウェークアップメッセージは、端末ＦＴ１からの火災検知メッセージによって常時受信モードに未だ切り替わっていない残りの端末ＦＴ４を起動させるために用いられ、確実に時刻ｔ５で端末Ｔ４を常時受信モードに切り替えて、端末Ｔ４に火災警報を出力させるために限られた回数だけ繰り返される。この場合、親局ＭＳとの無線通信を確実に行える最大通信距離以内に各火災検知端末ＦＴ１〜ＦＴ４が配置されていても、火災検知端末ＦＴ１〜ＦＴ４の１つは、１つ以上のある火災検知端末から最大通信距離を越えて配置され得る。例えば、端末ＦＴ４が火災検知メッセージを出力する検知端末ＦＴ１から親局ＭＳよりも離れている場合、端末ＦＴ４は、火災検知メッセージを受信できない。しかしながら、親局ＭＳからの最大通信距離内に端末ＦＴ４があれば、端末ＦＴ４は、親局ＭＳからのウェークアップメッセージを確実に受信でき、その結果、常時受信モードに切り替えられる。さらに、ノイズによる妨害やＦＴ１の送信時間Ｔｐと端末ＦＴ４の受信時間Ｒｐとの間のずれのために端末ＦＴ１からの火災検知メッセージによって端末ＦＴ４を起動できなかったときでも、親局ＭＳから繰り返し送信されるウェークアップメッセージによって端末ＦＴ４を確実に起動できる。
【００１８】
時刻ｔ４でウェークアップメッセージを受信すると、端末ＦＴ１は、火災検知メッセージの送信を終了し、親局ＭＳとの多重ＴＤＭＡ通信に備えて常時受信モードになる。所定の回数だけウェークアップメッセージを送信した後、親局ＭＳもまた全ての端末ＦＴ１〜ＦＴ４との多重ＴＤＭＡ通信に備えて常時受信モードになる。
【００１９】
時刻ｔ６以降、親局ＭＳは、個別のタイムスロットを通じた各端末ＦＴ１〜ＦＴ４からの応答メッセージまたは確認要求を含む火災情報メッセージを発生して送信する。この通信の間、端末ＦＴ１〜ＦＴ４は、火災警報システムを実現するための情報および指令をやりとりするために、親局と常時通信する。
【００２０】
火災検知端末１０Ｂのいずれか１つが火災警報の停止を要求する停止要求を含む応答メッセージを送信すると、親局１０Ａは、これに対応して、情報発生器３０Ａにおいて停止指令を発生させる。限られた停止時間、例えば３〜６分間、個々の警報装置５０Ｂからの火災警報の出力を停止している全ての火災検知端末１０Ｂに向けて親局１０Ａから送信される以後の火災情報メッセージには、停止指令が含まれる。この停止時間内に火災の発生を示す情報を受信すると、警報装置５０Ｂは、火災警報の出力を再開する。火災の発生を示す情報には、火災センサによる火災の発生の検知や、火災の発生を含む火災情報メッセージの受信が含まれる。
【００２１】
この関係において、火災検知端末１０Ｂは、火災センサ１２Ｂが火災の発生を検知しないときに、情報発生器３０Ｂで回復要求を発生させる。回復要求は、情報発生器３０Ａが復旧指令を発生させて復旧指令を以後の火災情報メッセージに含ませるという応答をする親局１０Ａに送信される応答メッセージに含まれる。このような火災情報を火災検知端末１０Ｂが受信すると、各端末の電力コントローラ６０Ｂが間欠受信モードにリセットされると同時に親局１０Ａも間欠受信モードにリセットされ、これによって、火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａのそれぞれにおいて電池が節約される。
【００２２】
上述の電力の節約のための取り決めに加えて、火災警報システムは、電池の消費を最小にするために、受信したデータがノイズであることが分かると火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａとの現在の受信時間（Ｒｐ）を迅速に終了させるという電力の節約の仕組みをさらに備える。すなわち、受信したデータが有効なデータ、即ち火災検知メッセージやウェークアップメッセージでない場合、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）はこれに応答して現在の受信時間（Ｒｐ）を終了する。そうしなければ、受信時間（Ｒｐ）は、受信を続行してノイズを読み取ろうとするために所定の時間継続される。
【００２３】
起こり得るノイズから有効なデータを区別するために、情報発生器３０Ａ（３０Ｂ）で生成される有効なメッセージは、図５に示すようなデータ構造を有する。データは、基本的に、８バイトの同期ビット列を含むプリアンブルに続く２バイトのユニークワードと、６バイトの宛先アドレスと、６バイトのソースアドレスと、１００バイトのメッセージ内容と、２バイトのＣＲＣ（cyclic redundancy check：巡回冗長検査）とを有するデータ構造とされる。ノイズからメッセージを区別するため、チェックビットパターンがＣＲＣで終わるデータフレーム（例えばユニークワード）の先頭から始まり、データの１ビット分と交互するビット挿入メッセージを与えるように、”０１０１０１０１”というチェックビットパターンが所定の周期（例えば１バイト長周期）でメッセージに挿入される。受信したデータにチェックビットパターンがない場合、システムは、受信したデータが単なるノイズであると判定し、現在の受信時間（Ｒｐ）を迅速に終了して休止時間の経過後に次の受信時間を設定するという動作をする。
【００２４】
このために、共通モジュール１０Ａ（１０Ｂ）は、受信したデータの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を与えるように構成される信号強度検出器２２Ａ（２２Ｂ）に加えて、図５に示すビット挿入メッセージを与えるために”０１０１０１０１”というチェックビットパターンをメッセージの１フレームに挿入するように構成されるチェックビット挿入器３２Ａ（３２Ｂ）と、受信したデータにチェックビットパターンが所定の周期で存在するかどうかを検出するように構成されるチェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）とを備える。
【００２５】
上述したように、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、休止時間と交互する受信時間に対応するタイマ６２Ａ（６２Ｂ）からのタイミング信号によって与えられる５〜１０秒の所定の間隔で繰り返される数十ミリ秒の受信時間（Ｒｐ）の間だけ対応する受信器２０Ａ（２０Ｂ）を間欠的に駆動するように構成される。したがって、受信器は、信号またはデータの受信に備えて受信時間の間だけ電池の消費が最小のアイドリングモードになり、電池を消費しない休止時間では停止する。各受信時間で信号またはデータを受信すると、受信器は、信号またはデータの読み込みの確認を開始するために動作を開始し、ある程度電池を消費する。
【００２６】
図６に示すように、システムは、常時受信モードが利用可能になるまで、火災検知メッセージまたはウェークアップメッセージを連続して送信するように構成される。火災検知メッセージまたはウェークアップメッセージは、時系列で連続したデータとして送信される。受信側では、受信した信号のＲＳＳＩが閾値を超えるかどうかが各受信時間Ｒｐにおいて最初に確認される。受信時間Ｒｐ内に信号強度検出器２２Ａ（２２Ｂ）によってＲＳＳＩが閾値より大きいと判定されると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、入力された信号またはメッセージに少なくとも１つのチェックビットパターン”０１０１０１０１”が含まれているかどうかを確認するために、３バイト長の長さの第１の延長受信時間（Ｒｐ＝Ｅｘ１）まで受信時間Ｒｐを延長する。チェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）がチェックビットパターンを確認できなければ、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、受信器２０Ａ（２０Ｂ）とこれに関係する構成要素を次の受信時間（Ｒｐ）まで停止するために第１の延長受信時間（Ｅｘ１）を迅速に終了させる。第１の延長時間（Ｒｐ＝Ｅｘ１）内にチェックビットパターンが確認されると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、受信したメッセージにユニークワードが含まれているかどうかを確認するために、メッセージの１フレーム長以上の長さまで受信時間を延長する（Ｒｐ＝Ｅｘ２）。第２の延長時間（Ｅｘ２）内にユニークワードが見つからない場合、すなわち、受信したメッセージが本システムに特別に意図されたメッセージではない場合、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、第２の延長受信時間（Ｅｘ２）を迅速に終了して、次の受信時間（Ｒｐ）まで受信器２０Ａ（２０Ｂ）とこれに関係する構成要素の動作を停止させる。第２の延長時間内にユニークワードが見つかった場合、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、メッセージが本物であることを確認して、メッセージの読み込みを完了するために、見つかったユニークワードの開始時点から１フレーム長以上の時間が経過した時点で終了する第３の延長受信時間まで受信時間を延長する（Ｒｐ＝Ｅｘ３）。尚、延長受信時間Ｅｘ２または延長受信時間Ｅｘ３の間の各２バイト長以内にチェックビットパターンが現れないとき、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、受信したメッセージがノイズまたは本システムのために用意されていないデータであるとみなして、延長受信時間を終了する。
【００２７】
図７に示すフローチャートは、上述のノイズまたは非システムメッセージを排除する動作を詳細に説明する。まず、受信を中断する休止時間が過ぎると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、データの受信に備えて受信器２０Ａ（２０Ｂ）を動作させる。その後のステップでは、信号強度検出器２２Ａ（２２Ｂ）において、受信した信号のＲＳＳＩが所定の閾値を超えるかどうかが決定される。ＲＳＳＩが閾値より大きい場合、メッセージを受信するために、受信時間Ｒｐは、約数十ミリ秒の第１の延長受信時間（Ｅｘ１）まで延長される。次に、チェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）は、３バイト長の第１の延長時間（Ｅｘ１）内にチェックビットパターン”０１０１０１０１”が１回または２回現れるかどうかを確認する。チェックビットパターンが現れなければ、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、受信時間と現在の受信動作とを停止するための停止信号を与え、電池を節約する。チェックビットパターンが確認されると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）がプリアンブルを読み込んで、第２の延長受信時間内にユニークワードが見つかるかどうかを決定できるようにするために、１フレーム長以上の第２の延長受信時間まで受信時間をさらに延長する（Ｒｐ＝Ｅｘ２）。ユニークワードが見つからなければ、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、第２の延長時間（Ｅｘ２）を終了して、受信器２０Ａ（２０Ｂ）およびこれに関連する構成要素の動作を停止するための停止信号を与え、電池を節約する。ユニークワードが見つかった場合、ユニークワードから始まる１フレーム長以上の検出時間以内に１フレームのメッセージを完全に読み込むために、受信時間は、第３の受信時間（Ｅｘ３）までさらに延長される。第２または第３の延長時間の間にチェックビットパターンが所定の周期、すなわち２バイト長周期で現れなかった場合、電力コントローラは、受信したデータが無効であると認めて、現在の受信動作を迅速に終了するための停止信号を与え、同様に電池を節約する。
【００２８】
このように、受信したデータは次々に確認される。第３の延長受信時間内にチェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）がこれ以上データを検出しなければ、電力コントローラは、次に受信器が起動するまで、現在の受信動作を終了するための停止信号を与える。一方、弟３の延長時間（Ｅｘ３）内においてデータが続く場合、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、受信したデータ内の宛先アドレスが送信端末（局）の自身のアドレスまたはその他の端末（局）のアドレスを指定しているかどうかを確認する。アドレスが、自分自身または他の受信端末（親局）へのマルチキャストのためのアドレスであると判断すると、シーケンスは、１フレームのデータの受信が完了したかどうかを確認するステップに進み、さらにＣＲＣが正しいかどうかを確認するステップに進む。１フレームのデータを完全に受信できなかった場合、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、受信器２０Ａ（２０Ｂ）の動作を続行するように電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）に要求し、残りのデータを１バイトずつ読み込む。ＣＲＣが正しくないことが確認されると、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、現在の受信動作を迅速に終了させるために電力コントローラに別の停止信号を出力する。ＣＲＣが正しいと確認されると、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、有効なデータの受信を完了したと認識して受信動作を停止し、データ処理を開始して、受信したデータによる指示通りの情報を情報発生器５０Ａ（５０Ｂ）から出力させる。
【００２９】
尚、プリアンブルに基づいてデータを受信するためのビット同期を行う機能とチェックビットパターンを検出する機能とをチェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）に持たせるために、ノンリターンゼロ符号化によりデータが構成される。
【００３０】
上述の実施形態は、チェックビットパターンがユニークワードから始まるデータ列に挿入されることを説明するが、本発明のシステムは、簡単な符号化設計でユニークワードを十分に区別できるようにするために、ユニークワードの後のデータ列にチェックビットパターンが挿入される構成を有していても良い。
【００３１】
図８は、上述のシステムの変形例を示す。この変形例は、親局１０Ａ（ＭＳ）がウェークアップメッセージを発生させる機能を有していない点を除いて上述のシステムと同一である。その代わりに、火災センサが火災の発生を検知する火災検知端末ＦＴ１が、他の火災検知端と親局とを起動するのに十分な限られた回数だけ火災検知メッセージを送信するように構成される。上記の回数は、火災検知端末の数と、受信時間（Ｒｐ）と、受信時間（Ｒｐ）が繰り返される間隔（Ｔ）とに応じて決定される。
【００３２】
図９は、本発明の第２実施形態に係る別の火災検知システムを示す。当該別の火災検知システムは、各火災検知端末１０Ｂ（ＦＴ１〜ＦＴ４）が自身の火災センサで火災の発生を検知したときに火災検知メッセージを親局１０Ａ（ＭＳ）だけに送信するように構成される点を除いて上述の実施形態と同一である。これに関連して、火災検知端末１０Ｂは、ウェークアップメッセージを親局１０Ａ（ＭＳ）から受信したときに、間欠受信モードから常時受信モードに切り替えられる。このために、親局は、全ての火災検知端末を確実に起動するために、ウェークアップメッセージを所定の回数繰り返し送信するように構成される。回数または時間は、火災検知端末の数と、受信時間（Ｒｐ）と、受信時間（Ｒｐ）が繰り返される間隔（Ｔ）とに応じて選択される。火災の発生を検知した火災検知端末ＦＴ１は、親局（ＭＳ）からのウェークアップメッセージを受信すると、火災検知メッセージの送信を停止した後に、親局（ＭＳ）との多重同期通信に備えて常時受信モードに切り替わる。その他の機能は前の実施形態と同一であり、重複する記載は省略する。しかしながら、ここで、火災警報システムは、火災検知端末が、他の火災検知端末から火災検知メッセージまたは親局からウェークアップメッセージとして送信される火災の発生を示す情報を受信すると、間欠受信モードから常時受信モードに切り替わるという発明概念に基づいているということに留意すべきである。
【００３３】
さらに、親局は、自身の火災センサによって火災の発生を検知すると、火災検知メッセージを自身に与えるとともに火災検知端末に送信する機能を備えるように構成されていてもよい。この例では、親局は、親局自身で発生された火災検知メッセージに応じてウェークアップメッセージと火災情報メッセージとを発生させるから、火災検知端末から火災検知メッセージを受信した場合と同様の機能を実現する。
【００３４】
本発明は、上述したように、基本的に図示された実施形態を参照して説明されるが、本発明は、特定の実施形態に限定されず、上記で開示された個々の特徴の組み合わせを含むことができる。
【０００１】
本発明は、無線式火災警報システム、特に親局と複数の電池駆動式火災検知端末とを備える無線通信火災警報システムに関係する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、親局とそれぞれ火災感知器を備える複数の電池駆動式火災検知端末とで構成される火災警報システムが開示されている。火災検知端末は、火災発生データを送信するために互いに無線通信によって親局にリンクされる。火災検知端末間で衝突を起こさずに信頼できる高精度な情報交換を達成するために、火災検知端末と親局との間の同期無線通信に、ＴＤＭＡ（時間分割多重アクセス）方式が用いられる。一方、火災警報システムは、長期間に亘って動作し続けることが要求される。ＴＭＤＡ方式は、どちらかといえば電力を消費し、電池寿命を短くする。そのため、ＴＤＭＡ方式では、電池交換を頻繁に行う必要がある。このようなＴＤＭＡ方式は、その寿命の間にめったに火災が発生しないようなシステムに不向きである。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】
特開２００６−３４３９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の問題を考慮して、本発明は、火災の発生を検知すると火災情報を交換するために信頼できる無線通信を確実に行え、しかも電池寿命を延ばすことができる無線式火災警報システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る無線式火災警報システムは、火災の発生を検知するための火災センサおよび火災警報を出力するための警報装置を具備し互いに無線通信するようにリンクされた複数の電池駆動式のモジュールを備える。前記複数のモジュールのうち親局として指定される一のモジュールであって、他のモジュールの何れかからの火災検知メッセージを受信することにより火災の発生を把握したモジュールは、火災警報を出力するように自身の警報装置を動作させ、かつ他のモジュールに対して、火災警報を出力させるためのウェークアップメッセージを送信し、その後、多重同期通信を開始させるための火災情報メッセージを送信するように構成される。あるいは、前記複数のモジュールのうち親局として指定される一のモジュールであって、自身の火災センサで火災の発生を検知することにより火災の発生を把握したモジュールは、火災警報を出力するように自身の警報装置を動作させ、かつ他のモジュールに対して、火災警報を出力させるためのウェークアップメッセージを送信し、その後、多重同期通信を開始させるための火災情報メッセージを送信するように構成される。
【０００６】
前記複数のモジュールは、受信器を休止期間と交互する限定された受信期間で動作させる間欠受信モードと、受信器を常時準備させる常時受信モードを選択的に与えるように構成された電力コントローラを備え、前記他のモジュールの前記電力コントローラは、前記ウェークアップメッセージまたは前記火災検知メッセージを受信する迄は、前記間欠受信モードを選択し、それ以後は前記常時受信モードを選択するとともに警報装置に火災警報を出力させ、かつ前記火災情報メッセージを受信してから所定時間後に応答メッセージを返信するように構成される。この構成によれば、実際に火災発生の情報を受信するまでは火災検知端末が間欠的に動作するので、電池の電力消費を減らして電池寿命を延ばすことができ、しかも火災発生が認められた後は信頼できる情報交換のために各火災検知端末の間で多重同期通信が確実に行われる。
【０００７】
本発明の有利な特徴は、以下の好ましい実施形態の説明と添付した図面とから明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る無線式火災警報システムの使用用途を示す概略図である。
【図２】上述のシステムに用いられる親局のブロック図である。
【図３】上述のシステムに親局とともに用いられる火災検知端末のブロック図である。
【図４】上述のシステムの火災検知動作を示すタイムチャートである。
【図５】親局と火災検知端末との間で送信されるメッセージのデータ構造の概略図である。
【図６】上述のシステムのデータ処理動作を示すタイムチャートである。
【図７】上述のシステムのデータ処理動作を示すフローチャートである。
【図８】上述の実施形態の変形例に係る火災検知動作を示すタイムチャートである。
【図９】本発明の実施形態２に係る火災検知動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態に係る無線式火災警報システムの典型的な使用用途が示されている。簡単に言えば、火災警報システムは、建物の特定の部屋に設置される親局１０Ａと、他の部屋にそれぞれ設置される複数の火災検知端末１０Ｂとを備える。火災検知端末１０Ｂは、火災の発生を検知し、火災の発生を検知すると各火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａで火災警報を発するために他の火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａとに火災検知メッセージを送信するように構成される。火災検知メッセージは、火災検知端末で生成され、無線通信を介して送信される。後述するように、親局１０Ａと火災検知端末１０Ｂは、共通するモジュールにより実現され、親／子セレクタによって親局と火災検知端末とのそれぞれの機能を与えるように構成される。
【００１０】
図２および図３は、親局１０Ａと火災検知端末１０Ｂの機能的な構成要素を示す。
【００１１】
図２に示すように、親局１０Ａは、内蔵された電池１４Ａによって給電され、火災検知メッセージを受信するための受信器２０Ａと、火災検知端末１０Ｂの何れかからの火災検知メッセージの受信後にウェークアップメッセージと火災情報メッセージを発生させるための情報発生器３０Ａと、ウェークアップメッセージと火災情報メッセージを各火災検知端末に送信するための送信器（４０Ａ）とを備える。火災情報メッセージは、各火災検知端末からの応答メッセージを受信するようにそれぞれ割り当てられた一連のタイムスロットに関する時間基準を規定し、タイムスロットを介して各火災検知端末との間の多重同期通信を開始させるように構成される。時間基準は、親局１０Ａからの火災情報メッセージに含まれるユニークワードの開始点によって与えられ、各火災検知端末１０Ｂは、時間基準に基づいて自身のタイムスロットを予測する。火災情報メッセージは、タイムスロットの数とタイムスロットの識別について説明する記述を任意に含んでいても良い。多重同期通信は、周知の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式によって実現される。親局１０Ａは、さらに、火災検知端末１０Ｂの何れかからの火災検知メッセージの受信時に、火災警報を音声で出力する警報装置５０Ａを備える。さらに、親局１０Ａは、それ自体に、火災の発生を検知して、火災の発生を検知した時に火災警報を出力するように警報装置５０Ａを動作させる火災センサ１２Ａを備える。
【００１２】
図３に示すように、火災検知端末１０Ｂは、内蔵された電池１４Ｂによって給電され、火災の発生を検知するための火災センサ（１２Ｂ）と、火災の発生を検知すると火災検知メッセージを発生させるための情報発生器（３０Ｂ）と、火災検知メッセージを送信するための送信器（４０Ｂ）と、他の火災検知端末の何れかからの火災検知メッセージ・親局１０Ａからのウェークアップメッセージおよび火災情報メッセージを受信するための受信器（７０Ｂ）と、火災検知メッセージ・ウェークアップメッセージ・火災の発生を示す火災情報メッセージを受信すると火災警報を音声で出力するように構成される警報装置５０Ｂとを備える。
【００１３】
また、火災検知端末１０Ｂは、図４に示すように、休止時間と交互する限定された受信時間Ｒｐで受信器２０Ｂを動作させる間欠受信モードとデータやメッセージを受信できるように受信器２０Ｂを常時準備させる常時受信モードとを選択的に与えるように構成される電力コントローラ６０Ｂを備える。電力コントローラ６０Ｂは、火災検知メッセージとウェークアップメッセージとの何れか早い方を受信するまでは間欠受信モードを選択し、それ以降は、親局１０Ｂとの多重同期ＴＤＭＡ通信を確立する火災情報メッセージを受信するために常時受信モードを選択するように構成される。ＴＤＭＡ通信中の電池消費を減らすために、各火災検知端末１０Ｂの電力コントローラ６０Ｂは、親局１０Ａから受信した火災情報メッセージのタイムスロットに対応する時間の間だけ受信器２０Ｂを動作させ、ＴＤＭＡ通信の残りの時間は受信器２０Ｂを停止させるように構成されていてもよい。
【００１４】
メッセージの内容を決定するために、火災検知端末１０Ｂは、受信したメッセージが他の火災検知端末の何れかからの火災検知メッセージかそれとも親局１０Ａからのウェークアップメッセージであるとき、電力コントローラ６０Ｂに常時受信モードを選択させるためのトリガ信号を発生させるデータ解析器２６Ｂを備える。後述するように、電力コントローラ６０は、受信したデータの受信信号強度（ＲＳＳＩ）のチェックが行われる数十マイクロ秒の受信時間Ｒｐを設定する。受信時間Ｒｐは、５〜１０秒の所定の時間間隔（Ｔ）、例えば、タイマ６２Ｂからのタイミング信号に応じて繰り返される。
【００１５】
上述した構成要素に加えて、親局１０Ａと火災検知端末１０Ｂのそれぞれ、すなわち、共通のモジュールは、共通のモジュールを親局１０Ａまたは火災検知端末１０Ｂとして選択的に指定するための親／子セレクタ７０Ａ（７０Ｂ）を備える。また、共通のモジュールは、システム内でのマルチキャスト通信のために決定された役割に加えて共同する端末のアドレスを記憶するように構成されるセットアップメモリ７２Ａ（７２Ｂ）を備える。さらに、共通のモジュールは、情報発生器３０Ａ（３０Ｂ）で用意された送信メッセージに宛先アドレスを含むデータを火災検知端末または親局が送信する毎にセットアップメモリ７２Ａ（７２Ｂ）からアドレスを取り出す送信コントローラ４２Ａ（４２Ｂ）を備える。さらに、共通モジュールは、ボタンやキーボードなどのインターフェースを用いたユーザの入力に応答して停止要求を発生させるように構成される要求発生器８０Ａ（８０Ｂ）を備える。火災検知端末１０Ｂからの要求は、情報発生器３０Ｂで発生させる応答メッセージに含まれて、多重同期通信を通じて親局１０Ａに送信される。停止要求に応答し、親局１０Ａは、火災検知端末からの火災警報の出力を所定の停止時間にわたって停止することを目的として、停止指令を発生し、停止指令を含む火災情報メッセージを送信する。
【００１６】
ここで、図４を参照してシステムの動作を説明する。図４では、動作を容易に理解するために、ＦＴ１〜ＦＴ４の符号が付された４つの火災検知端末１０Ｂと、ＭＳの符号が付された親局１０Ａとを有する火災警報システムを例示する。常時は、各火災検知端末ＦＴ１〜ＦＴ４および親局ＭＳそれぞれは、個々の電力コントローラ６０Ｂ（６０Ａ）が休止時間と交互する限られた受信時間（Ｒｐ）に対応する受信器２０Ｂ（２０Ａ）を動作させる、すなわち、３〜１０秒の定期的な間隔（Ｔ）で受信器を動作させる間欠受信モードに設定される。いずれか１つの火災検知端末１０Ｂで最初に火災条件が検出されると、例えばＦＴ１の火災検知端末が時刻ｔ０において火災条件を検出すると、これに対応して、端末ＦＴ１は、火災検知メッセージを発生し、自身の警報装置５０Ｂから火災警報を出力する。火災検知メッセージは、他全ての火災検知端末ＦＴ２，ＦＴ３，ＦＴ４および親局ＭＳ宛とされ、受信時間と交互する送信時間（Ｔｐ）に繰り返し送信される。自身の間欠受信期間（Ｒｐ）のいずれかが送信期間（Ｔｐ）のいずれかと一致する他の火災検知端末ＦＴ２，ＦＴ３および親局ＭＳは、火災検知メッセージを確実に受信する。図示例では、火災検知端末ＦＴ２は時刻ｔ１で、火災検知端末ＦＴ４は時刻ｔ２でそれぞれ火災検知メッセージを受信し、親局ＭＳは時刻ｔ３で火災検知メッセージを受信する。一方、端末ＦＴ４は、送信端末ＦＴ１との距離が最大通信距離を越えているとき・端末ＦＴ１からのメッセージを妨害するノイズを端末ＦＴ４が同時に受信したとき・端末ＦＴ４の受信時間Ｒｐと端末ＦＴ１の送信時間Ｔｐとが一致しないとき、火災検知メッセージを受信できない。
【００１７】
火災検知メッセージを受信すると、端末ＦＴ２およびＦＴ３は、これに対応して、それぞれの警報装置５０Ｂから火災警報を出力し、火災情報メッセージと応答メッセージの送受信を行うために、親局ＭＳとの多重ＴＤＭＡ通信に備える常時受信モードにそれぞれ切り替わる。時間ｔ３で火災検知メッセージを受信した親局ＭＳは、ウェークアップメッセージを発生して全ての端末ＦＴ１〜ＦＴ４に送信するウェークアップモードに切り替わる。ウェークアップメッセージは、端末ＦＴ１からの火災検知メッセージによって常時受信モードに未だ切り替わっていない残りの端末ＦＴ４を起動させるために用いられ、確実に時刻ｔ５で端末Ｔ４を常時受信モードに切り替えて、端末Ｔ４に火災警報を出力させるために限られた回数だけ繰り返される。この場合、親局ＭＳとの無線通信を確実に行える最大通信距離以内に各火災検知端末ＦＴ１〜ＦＴ４が配置されていても、火災検知端末ＦＴ１〜ＦＴ４の１つは、１つ以上のある火災検知端末から最大通信距離を越えて配置され得る。例えば、端末ＦＴ４が火災検知メッセージを出力する検知端末ＦＴ１から親局ＭＳよりも離れている場合、端末ＦＴ４は、火災検知メッセージを受信できない。しかしながら、親局ＭＳからの最大通信距離内に端末ＦＴ４があれば、端末ＦＴ４は、親局ＭＳからのウェークアップメッセージを確実に受信でき、その結果、常時受信モードに切り替えられる。さらに、ノイズによる妨害やＦＴ１の送信時間Ｔｐと端末ＦＴ４の受信時間Ｒｐとの間のずれのために端末ＦＴ１からの火災検知メッセージによって端末ＦＴ４を起動できなかったときでも、親局ＭＳから繰り返し送信されるウェークアップメッセージによって端末ＦＴ４を確実に起動できる。
【００１８】
時刻ｔ４でウェークアップメッセージを受信すると、端末ＦＴ１は、火災検知メッセージの送信を終了し、親局ＭＳとの多重ＴＤＭＡ通信に備えて常時受信モードになる。所定の回数だけウェークアップメッセージを送信した後、親局ＭＳもまた全ての端末ＦＴ１〜ＦＴ４との多重ＴＤＭＡ通信に備えて常時受信モードになる。
【００１９】
時刻ｔ６以降、親局ＭＳは、個別のタイムスロットを通じた各端末ＦＴ１〜ＦＴ４からの応答メッセージまたは確認要求を含む火災情報メッセージを発生して送信する。この通信の間、端末ＦＴ１〜ＦＴ４は、火災警報システムを実現するための情報および指令をやりとりするために、親局と常時通信する。
【００２０】
火災検知端末１０Ｂのいずれか１つが火災警報の停止を要求する停止要求を含む応答メッセージを送信すると、親局１０Ａは、これに対応して、情報発生器３０Ａにおいて停止指令を発生させる。限られた停止時間、例えば３〜６分間、個々の警報装置５０Ｂからの火災警報の出力を停止している全ての火災検知端末１０Ｂに向けて親局１０Ａから送信される以後の火災情報メッセージには、停止指令が含まれる。この停止時間内に火災の発生を示す情報を受信すると、警報装置５０Ｂは、火災警報の出力を再開する。火災の発生を示す情報には、火災センサによる火災の発生の検知や、火災の発生を含む火災情報メッセージの受信が含まれる。
【００２１】
この関係において、火災検知端末１０Ｂは、火災センサ１２Ｂが火災の発生を検知しないときに、情報発生器３０Ｂで回復要求を発生させる。回復要求は、情報発生器３０Ａが復旧指令を発生させて復旧指令を以後の火災情報メッセージに含ませるという応答をする親局１０Ａに送信される応答メッセージに含まれる。このような火災情報を火災検知端末１０Ｂが受信すると、各端末の電力コントローラ６０Ｂが間欠受信モードにリセットされると同時に親局１０Ａも間欠受信モードにリセットされ、これによって、火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａのそれぞれにおいて電池が節約される。
【００２２】
上述の電力の節約のための取り決めに加えて、火災警報システムは、電池の消費を最小にするために、受信したデータがノイズであることが分かると火災検知端末１０Ｂと親局１０Ａとの現在の受信時間（Ｒｐ）を迅速に終了させるという電力の節約の仕組みをさらに備える。すなわち、受信したデータが有効なデータ、即ち火災検知メッセージやウェークアップメッセージでない場合、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）はこれに応答して現在の受信時間（Ｒｐ）を終了する。そうしなければ、受信時間（Ｒｐ）は、受信を続行してノイズを読み取ろうとするために所定の時間継続される。
【００２３】
起こり得るノイズから有効なデータを区別するために、情報発生器３０Ａ（３０Ｂ）で生成される有効なメッセージは、図５に示すようなデータ構造を有する。データは、基本的に、８バイトの同期ビット列を含むプリアンブルに続く２バイトのユニークワードと、６バイトの宛先アドレスと、６バイトのソースアドレスと、１００バイトのメッセージ内容と、２バイトのＣＲＣ（cyclic redundancy check：巡回冗長検査）とを有するデータ構造とされる。ノイズからメッセージを区別するため、チェックビットパターンがＣＲＣで終わるデータフレーム（例えばユニークワード）の先頭から始まり、データの１ビット分と交互するビット挿入メッセージを与えるように、”０１０１０１０１”というチェックビットパターンが所定の周期（例えば１バイト長周期）でメッセージに挿入される。受信したデータにチェックビットパターンがない場合、システムは、受信したデータが単なるノイズであると判定し、現在の受信時間（Ｒｐ）を迅速に終了して休止時間の経過後に次の受信時間を設定するという動作をする。
【００２４】
このために、共通モジュール１０Ａ（１０Ｂ）は、受信したデータの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を与えるように構成される信号強度検出器２２Ａ（２２Ｂ）に加えて、図５に示すビット挿入メッセージを与えるために”０１０１０１０１”というチェックビットパターンをメッセージの１フレームに挿入するように構成されるチェックビット挿入器３２Ａ（３２Ｂ）と、受信したデータにチェックビットパターンが所定の周期で存在するかどうかを検出するように構成されるチェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）とを備える。
【００２５】
上述したように、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、休止時間と交互する受信時間に対応するタイマ６２Ａ（６２Ｂ）からのタイミング信号によって与えられる５〜１０秒の所定の間隔で繰り返される数十ミリ秒の受信時間（Ｒｐ）の間だけ対応する受信器２０Ａ（２０Ｂ）を間欠的に駆動するように構成される。したがって、受信器は、信号またはデータの受信に備えて受信時間の間だけ電池の消費が最小のアイドリングモードになり、電池を消費しない休止時間では停止する。各受信時間で信号またはデータを受信すると、受信器は、信号またはデータの読み込みの確認を開始するために動作を開始し、ある程度電池を消費する。
【００２６】
図６に示すように、システムは、常時受信モードが利用可能になるまで、火災検知メッセージまたはウェークアップメッセージを連続して送信するように構成される。火災検知メッセージまたはウェークアップメッセージは、時系列で連続したデータとして送信される。受信側では、受信した信号のＲＳＳＩが閾値を超えるかどうかが各受信時間Ｒｐにおいて最初に確認される。受信時間Ｒｐ内に信号強度検出器２２Ａ（２２Ｂ）によってＲＳＳＩが閾値より大きいと判定されると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、入力された信号またはメッセージに少なくとも１つのチェックビットパターン”０１０１０１０１”が含まれているかどうかを確認するために、３バイト長の長さの第１の延長受信時間（Ｒｐ＝Ｅｘ１）まで受信時間Ｒｐを延長する。チェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）がチェックビットパターンを確認できなければ、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、受信器２０Ａ（２０Ｂ）とこれに関係する構成要素を次の受信時間（Ｒｐ）まで停止するために第１の延長受信時間（Ｅｘ１）を迅速に終了させる。第１の延長時間（Ｒｐ＝Ｅｘ１）内にチェックビットパターンが確認されると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、受信したメッセージにユニークワードが含まれているかどうかを確認するために、メッセージの１フレーム長以上の長さまで受信時間を延長する（Ｒｐ＝Ｅｘ２）。第２の延長時間（Ｅｘ２）内にユニークワードが見つからない場合、すなわち、受信したメッセージが本システムに特別に意図されたメッセージではない場合、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、第２の延長受信時間（Ｅｘ２）を迅速に終了して、次の受信時間（Ｒｐ）まで受信器２０Ａ（２０Ｂ）とこれに関係する構成要素の動作を停止させる。第２の延長時間内にユニークワードが見つかった場合、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、メッセージが本物であることを確認して、メッセージの読み込みを完了するために、見つかったユニークワードの開始時点から１フレーム長以上の時間が経過した時点で終了する第３の延長受信時間まで受信時間を延長する（Ｒｐ＝Ｅｘ３）。尚、延長受信時間Ｅｘ２または延長受信時間Ｅｘ３の間の各２バイト長以内にチェックビットパターンが現れないとき、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、受信したメッセージがノイズまたは本システムのために用意されていないデータであるとみなして、延長受信時間を終了する。
【００２７】
図７に示すフローチャートは、上述のノイズまたは非システムメッセージを排除する動作を詳細に説明する。まず、受信を中断する休止時間が過ぎると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、データの受信に備えて受信器２０Ａ（２０Ｂ）を動作させる。その後のステップでは、信号強度検出器２２Ａ（２２Ｂ）において、受信した信号のＲＳＳＩが所定の閾値を超えるかどうかが決定される。ＲＳＳＩが閾値より大きい場合、メッセージを受信するために、受信時間Ｒｐは、約数十ミリ秒の第１の延長受信時間（Ｅｘ１）まで延長される。次に、チェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）は、３バイト長の第１の延長時間（Ｅｘ１）内にチェックビットパターン”０１０１０１０１”が１回または２回現れるかどうかを確認する。チェックビットパターンが現れなければ、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、受信時間と現在の受信動作とを停止するための停止信号を与え、電池を節約する。チェックビットパターンが確認されると、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）がプリアンブルを読み込んで、第２の延長受信時間内にユニークワードが見つかるかどうかを決定できるようにするために、１フレーム長以上の第２の延長受信時間まで受信時間をさらに延長する（Ｒｐ＝Ｅｘ２）。ユニークワードが見つからなければ、電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）は、これに対応して、第２の延長時間（Ｅｘ２）を終了して、受信器２０Ａ（２０Ｂ）およびこれに関連する構成要素の動作を停止するための停止信号を与え、電池を節約する。ユニークワードが見つかった場合、ユニークワードから始まる１フレーム長以上の検出時間以内に１フレームのメッセージを完全に読み込むために、受信時間は、第３の受信時間（Ｅｘ３）までさらに延長される。第２または第３の延長時間の間にチェックビットパターンが所定の周期、すなわち２バイト長周期で現れなかった場合、電力コントローラは、受信したデータが無効であると認めて、現在の受信動作を迅速に終了するための停止信号を与え、同様に電池を節約する。
【００２８】
このように、受信したデータは次々に確認される。第３の延長受信時間内にチェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）がこれ以上データを検出しなければ、電力コントローラは、次に受信器が起動するまで、現在の受信動作を終了するための停止信号を与える。一方、弟３の延長時間（Ｅｘ３）内においてデータが続く場合、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、受信したデータ内の宛先アドレスが送信端末（局）の自身のアドレスまたはその他の端末（局）のアドレスを指定しているかどうかを確認する。アドレスが、自分自身または他の受信端末（親局）へのマルチキャストのためのアドレスであると判断すると、シーケンスは、１フレームのデータの受信が完了したかどうかを確認するステップに進み、さらにＣＲＣが正しいかどうかを確認するステップに進む。１フレームのデータを完全に受信できなかった場合、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、受信器２０Ａ（２０Ｂ）の動作を続行するように電力コントローラ６０Ａ（６０Ｂ）に要求し、残りのデータを１バイトずつ読み込む。ＣＲＣが正しくないことが確認されると、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、現在の受信動作を迅速に終了させるために電力コントローラに別の停止信号を出力する。ＣＲＣが正しいと確認されると、データ解析器２６Ａ（２６Ｂ）は、有効なデータの受信を完了したと認識して受信動作を停止し、データ処理を開始して、受信したデータによる指示通りの情報を情報発生器５０Ａ（５０Ｂ）から出力させる。
【００２９】
尚、プリアンブルに基づいてデータを受信するためのビット同期を行う機能とチェックビットパターンを検出する機能とをチェックビット検出器２４Ａ（２４Ｂ）に持たせるために、ノンリターンゼロ符号化によりデータが構成される。
【００３０】
上述の実施形態は、チェックビットパターンがユニークワードから始まるデータ列に挿入されることを説明するが、本発明のシステムは、簡単な符号化設計でユニークワードを十分に区別できるようにするために、ユニークワードの後のデータ列にチェックビットパターンが挿入される構成を有していても良い。
【００３１】
図８は、上述のシステムの変形例を示す。この変形例は、親局１０Ａ（ＭＳ）がウェークアップメッセージを発生させる機能を有していない点を除いて上述のシステムと同一である。その代わりに、火災センサが火災の発生を検知する火災検知端末ＦＴ１が、他の火災検知端と親局とを起動するのに十分な限られた回数だけ火災検知メッセージを送信するように構成される。上記の回数は、火災検知端末の数と、受信時間（Ｒｐ）と、受信時間（Ｒｐ）が繰り返される間隔（Ｔ）とに応じて決定される。
【００３２】
図９は、本発明の第２実施形態に係る別の火災検知システムを示す。当該別の火災検知システムは、各火災検知端末１０Ｂ（ＦＴ１〜ＦＴ４）が自身の火災センサで火災の発生を検知したときに火災検知メッセージを親局１０Ａ（ＭＳ）だけに送信するように構成される点を除いて上述の実施形態と同一である。これに関連して、火災検知端末１０Ｂは、ウェークアップメッセージを親局１０Ａ（ＭＳ）から受信したときに、間欠受信モードから常時受信モードに切り替えられる。このために、親局は、全ての火災検知端末を確実に起動するために、ウェークアップメッセージを所定の回数繰り返し送信するように構成される。回数または時間は、火災検知端末の数と、受信時間（Ｒｐ）と、受信時間（Ｒｐ）が繰り返される間隔（Ｔ）とに応じて選択される。火災の発生を検知した火災検知端末ＦＴ１は、親局（ＭＳ）からのウェークアップメッセージを受信すると、火災検知メッセージの送信を停止した後に、親局（ＭＳ）との多重同期通信に備えて常時受信モードに切り替わる。その他の機能は前の実施形態と同一であり、重複する記載は省略する。しかしながら、ここで、火災警報システムは、火災検知端末が、他の火災検知端末から火災検知メッセージまたは親局からウェークアップメッセージとして送信される火災の発生を示す情報を受信すると、間欠受信モードから常時受信モードに切り替わるという発明概念に基づいているということに留意すべきである。
【００３３】
さらに、親局は、自身の火災センサによって火災の発生を検知すると、火災検知メッセージを自身に与えるとともに火災検知端末に送信する機能を備えるように構成されていてもよい。この例では、親局は、親局自身で発生された火災検知メッセージに応じてウェークアップメッセージと火災情報メッセージとを発生させるから、火災検知端末から火災検知メッセージを受信した場合と同様の機能を実現する。
【００３４】
本発明は、上述したように、基本的に図示された実施形態を参照して説明されるが、本発明は、特定の実施形態に限定されず、上記で開示された個々の特徴の組み合わせを含むことができる。
Claims (2)
- 火災の発生を検知するための火災センサおよび火災警報を出力するための警報装置を具備し互いに無線通信するようにリンクされた複数の電池駆動式のモジュールを備えた無線式火災警報システムであり、
前記複数のモジュールのうち親局として指定される一のモジュールであって、他のモジュールの何れかからの火災検知メッセージを受信することにより火災の発生を把握したモジュールは、火災警報を出力するように自身の警報装置を動作させ、かつ他のモジュールに対して、火災警報を出力させるためのウェークアップメッセージを送信し、その後、多重同期通信を開始させるための火災情報メッセージを送信し、
前記複数のモジュールは、受信器を休止期間と交互する限定された受信期間で動作させる間欠受信モードと、受信器を常時準備させる常時受信モードを選択的に与えるように構成された電力コントローラを備え、
前記他のモジュールの前記電力コントローラは、前記ウェークアップメッセージまたは前記火災検知メッセージを受信する迄は、前記間欠受信モードを選択し、それ以後は前記常時受信モードを選択するとともに警報装置に火災警報を出力させ、かつ前記火災情報メッセージを受信してから所定時間後に応答メッセージを返信することを特徴とする無線式火災警報システム。 - 火災の発生を検知するための火災センサおよび火災警報を出力するための警報装置を具備し互いに無線通信するようにリンクされた複数の電池駆動式のモジュールを備えた無線式火災警報システムであり、
前記複数のモジュールのうち親局として指定される一のモジュールであって、自身の火災センサで火災の発生を検知することにより火災の発生を把握したモジュールは、火災警報を出力するように自身の警報装置を動作させ、かつ他のモジュールに対して、火災警報を出力させるためのウェークアップメッセージを送信し、その後、多重同期通信を開始させるための火災情報メッセージを送信し、
前記複数のモジュールは、受信器を休止期間と交互する限定された受信期間で動作させる間欠受信モードと、受信器を常時準備させる常時受信モードを選択的に与えるように構成された電力コントローラを備え、
前記他のモジュールの前記電力コントローラは、前記ウェークアップメッセージを受信する迄は、前記間欠受信モードを選択し、それ以後は前記常時受信モードを選択するとともに警報装置に火災警報を出力させ、かつ前記火災情報メッセージを受信してから所定時間後に応答メッセージを返信することを特徴とする無線式火災警報システム。
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