JP5044470B2 - 火災警報システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の火災警報器が電波を媒体とする無線信号を送受信するようにした火災警報システムに関するものである。

我が国で使用する無線局については、占有周波数帯幅や隣接チャンネル漏洩電力などの使用電波の特性（ＲＦ特性）が電波法の規定を満たしていなくてはならない。また、電波法では使用目的ごとに異なる規格（通信規格）が規定されている。例えば、電波法施行規則第６条に規定される「特定小電力無線局」には、電波を利用して遠隔地点における測定機の測定結果を自動的に表示し、又は記録するためのテレメータ用、電波を利用して遠隔地点における装置の機能を始動、変更又は終止させることを目的とする信号の伝送を行うテレコントロール用、及び主として機械によって処理される情報の伝送又は処理された情報の伝送を行うデータ伝送用無線設備について規定された「特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備 標準規格（社団法人電波産業会 標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６７）」、あるいは、主として火災、盗難その他異常の通報又はこれに付随する制御を行う小電力セキュリティシステムの無線設備について規定された「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備 標準規格（社団法人電波産業会 標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−３０）」などがある。

一方、住宅火災による犠牲者を減らすことを目的として住宅への火災警報器の設置義務が法制化されたため、既存住宅への施工性の観点から無線信号を利用して複数の火災警報器を連動させる火災警報システムが望まれている。かかる火災警報システムは、多箇所に設置された複数台の火災警報器（無線局）がそれぞれに火災を感知する機能と警報音を鳴動する機能を有しており、何れかの火災警報器が火災を感知すると、当該火災警報器が警報音を鳴動するとともに火災感知を知らせる情報（火災感知情報）を無線信号で他の火災警報器に伝送することにより、火元の火災警報器だけでなく複数台の火災警報器が連動して一斉に警報音を鳴動することにより、火災の発生を迅速且つ確実に知らせることができる。このような火災警報器は、火災感知情報を無線信号で伝送するという特性を活かすために電池を電源として駆動され、しかも、通常は室内の天井のようにメンテナンス（電池交換）のし難い場所に設置されることから、例えば数年といった長期間にわたってメンテナンス無しに使用できることが望ましい。

ここで、上述のような火災警報システムでは火災が感知されると複数の火災警報器の間で相互に無線信号が伝送されるのであるが、その際、各火災警報器が勝手に（非同期に）無線信号を送信すると無線信号が衝突してしまうことになる。このような衝突を回避するものとして、例えば、特許文献１には複数の火災警報器がＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）方式で無線信号を伝送するようにした火災警報システムが記載されている。特許文献１に記載されている従来例では、各火災警報器が自器に割り当てられたタイムスロットに無線信号を格納して送信するため、上述のような衝突を回避することができる。

ここで、特許文献１に記載されている従来例では、火災警報器が正常に動作しているか否かを確認するために特定の火災警報器（親局）から他の火災警報器（子局）に対して定期的に定期監視メッセージを送信し、当該定期監視メッセージに対して応答メッセージを返信してきた子局は正常、応答メッセージを返信してこない子局は異常と判断するようになっている。尚、定期監視メッセージの送信は、せいぜい１日に１回の周期で実用上十分である。
特開２００６−３４３９８３号公報

しかしながら、宅内に設置されている家電機器から電磁波ノイズが放射されるタイミングと何れかの火災警報器に対する定期監視のタイミングがたまたま一致した場合、当該火災警報器が実際は正常であるにも関わらず、電磁波ノイズの影響で定期監視メッセージを受信できずに異常と誤判断されてしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、突発的に発生する電磁波ノイズなどの影響によって定期監視で異常と誤判断されるのを防ぐことができる火災警報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、複数の火災警報器を備え、これら複数の火災警報器の間で電波を媒体とする無線信号を伝送する火災警報システムであって、各火災警報器は、火災を感知する火災感知手段と、火災警報を報知する警報手段と、無線信号を送信する送信手段と、無線信号を受信する受信手段と、火災感知手段で火災を感知したときに警報手段に火災警報を報知させるとともに他の火災警報器に火災警報を報知させるための火災警報メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させ、さらに受信手段により他の火災警報器から送信される無線信号を受信して前記火災警報メッセージを受け取ったときに警報手段に火災警報を報知させる制御手段とを具備し、特定の火災警報器の制御手段は、他の全ての火災警報器に対して定期監視メッセージを含む無線信号を略一日の第１周期で送信手段から送信させ、当該他の火災警報器の制御手段は、前記定期監視メッセージを受け取ったときに応答メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させ、特定の火災警報器の制御手段は、応答メッセージを受け取った他の火災警報器を正常と判断するとともに、何れかの火災警報器から応答メッセージを受け取らなかった場合は当該火災警報器に対して前記第１周期よりも短い第２周期で再度定期監視メッセージを含む無線信号を送信手段から１乃至複数回送信させ、第２周期で１乃至複数回再送された定期監視メッセージに対して前記火災警報器から応答メッセージを受け取った場合は当該火災警報器を正常と判断し、第２周期で１乃至複数回再送された定期監視メッセージに対して前記火災警報器から応答メッセージを受け取らなかった場合は当該火災警報器を異常と判断してなり、さらに、正常と判断した時点から当該火災警報器に対する定期監視メッセージ送信の第１周期を再開させ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、特定の火災警報器は、音又は光の少なくとも何れか一方で異常を知らせる異常報知手段を備え、当該特定の火災警報器の制御手段は、定期監視によって他の何れかの火災警報器が異常と判断した場合に前記異常報知手段に異常を報知させることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、音又は光の少なくとも何れか一方で異常を知らせる異常報知装置を備え、特定の火災警報器の制御手段は、定期監視によって他の何れかの火災警報器が異常と判断した場合に前記異常報知装置に異常を報知させることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、特定の火災警報器を除く他の火災警報器の制御手段は、当該特定の火災警報器から定期監視メッセージを含む無線信号を受信しない期間が、第１周期に第２周期を再送回数倍した時間を足した時間よりも長くなった場合に当該特定の火災警報器を異常と判断することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、特定の火災警報器を除く他の火災警報器の制御手段は、当該特定の火災警報器から定期監視メッセージを含む無線信号を受信しない期間が、第１周期に第２周期を再送回数倍した時間を足した時間に達した時点から第１周期の１乃至複数倍の時間が経過した場合に当該特定の火災警報器を異常と判断することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４又は５の発明において、特定の火災警報器を除く他の火災警報器は、音又は光の少なくとも何れか一方で異常を知らせる異常報知手段を備え、当該他の火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器を異常と判断した場合に前記異常報知手段に異常を報知させることを特徴とする。

本発明によれば、特定の火災警報器の制御手段が、応答メッセージを受け取った他の火災警報器を正常と判断するとともに、何れかの火災警報器から応答メッセージを受け取らなかった場合は当該火災警報器に対して前記第１周期よりも短い第２周期で再度定期監視メッセージを含む無線信号を送信手段から１乃至複数回送信させ、第２周期で１乃至複数回再送された定期監視メッセージに対して前記火災警報器から応答メッセージを受け取った場合は当該火災警報器を正常と判断し、第２周期で１乃至複数回再送された定期監視メッセージに対して前記火災警報器から応答メッセージを受け取らなかった場合は当該火災警報器を異常と判断してなり、さらに、正常と判断した時点から当該火災警報器に対する定期監視メッセージ送信の第１周期を再開させるので、１日のうちで家電機器などから電磁波ノイズが放射されている可能性の低いタイミングで定期監視メッセージを送信することができ、その結果、突発的に発生する電磁波ノイズなどの影響によって定期監視で異常と誤判断されるのを防ぐことができる。

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１は本実施形態のシステム構成図であり、複数台（図示は２台のみ）の火災警報器ＴＲで火災警報システムが構成されている。なお、以下の説明では、火災警報器ＴＲを個別に示す場合は火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲｎと表記し、総括して示す場合は火災警報器ＴＲと表記する。

火災警報器ＴＲは、アンテナ３から電波を媒体とした無線信号を送信するとともに他の火災警報器ＴＲが送信した無線信号をアンテナ３で受信する無線送受信部２と、音（ブザー音や音声メッセージなど）による火災警報（以下、「警報音」と呼ぶ。）を報知（スピーカから鳴動）する警報部５と、マイコンを主構成要素とし火災感知部４で火災を感知したときに警報部５に警報音を鳴動させるとともに他の火災警報器ＴＲに対して火災警報を報知させるための火災警報メッセージを含む無線信号を無線送受信部２より送信させる制御部１と、後述するように警報音の鳴動を停止するための操作入力などを受け付ける操作入力受付部６と、乾電池等の電池を電源として各部に動作電源を供給する電池電源部７とを具備している。操作入力受付部６は１乃至複数のスイッチ（例えば、押釦スイッチ）を有しており、スイッチが操作されることで各スイッチに対応した操作入力を受け付けるとともに当該操作入力に対応した操作信号を制御部１に出力する。なお、各火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…には固有の識別符号が割り当てられており、当該識別符号によって無線信号の宛先並びに送信元の火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…が特定できる。

無線送受信部２は、電波法施行規則第６条に規定される「特定小電力無線局」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信するものである。また火災感知部４は、例えば、火災に伴って発生する煙や熱、炎などを検出することで火災を感知するものである。但し、無線送受信部２並びに火災感知部４の詳細な構成については、従来周知であるから詳細な説明は省略する。

制御部１は、メモリに格納されたプログラムをマイコンで実行することによって後述する各種の機能を実現している。火災感知部４で火災の発生が感知されると、制御部１は警報部５が備えるブザーを駆動して警報音を鳴動させたり、あるいは予めメモリ等に格納されている警報用の音声メッセージ（例えば、「火事です」など）をスピーカに鳴動させることで火災警報を報知するとともに、他の火災警報器ＴＲにおいても火災警報を報知させるため、火災警報メッセージを含む無線信号を無線送受信部２より送信させる。また、他の火災警報器ＴＲから送信された無線信号を無線送受信部２で受信することにより火災警報メッセージを受け取ったときも、制御部１は警報部５を制御して警報音を鳴動させる。つまり、制御部１では火災感知部４が火災を感知したときに警報部５から警報音を鳴動させて火災警報を報知するとともに火災警報メッセージを含む無線信号を無線送受信部２より送信させる機能を有している。

ここで、電波法施行規則第６条に規定される「特定小電力無線局」には、主として火災、盗難その他異常の通報又はこれに付随する制御を行う小電力セキュリティシステムの無線設備について規定された「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備 標準規格（社団法人電波産業会 標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−３０）」があり、当該標準規格では、無線信号を連続して送信してもよい期間（送信期間）が３秒以下、送信期間と送信期間の間に設けられた、無線信号を送信してはいけない期間（休止期間）が２秒以上と規定されている。このために本実施形態における制御部１では、上記標準規格に適合する送信期間に無線信号を送信させるとともに休止期間に送信を停止し且つ受信可能な状態としている。

また電池電源部７の電池寿命をできるだけ長くするため、制御部１ではマイコンに内蔵するタイマで所定の間欠受信間隔を繰り返しカウントするとともに間欠受信間隔のカウントが完了する毎に無線送受信部２を起動して所望の電波（他の火災警報器ＴＲが送信した無線信号）が受信できるか否かをチェックし、当該電波が捉えられなければ直ちに無線送受信部２を停止して待機状態に移行させることで平均消費電力を大幅に低減している。なお、電波の受信チェックは、無線送受信部２から出力される、受信信号強度の大小に比例した直流電圧信号である受信信号強度表示信号（Receiving Signal Strength Indication：ＲＳＳＩ信号）に基づいて制御部１が行っており、詳細については従来周知であるから省略する。

さらに特定の火災警報器ＴＲ１（以下、親局と呼ぶ。）の制御部１では、略１日の第１周期（例えば、２４時間）で定期的に無線送受信部２を起動して他の火災警報器ＴＲ２，ＴＲ３，…（以下、子局と呼ぶ。）が正常に動作しているか否かの確認（定期監視）を行うために定期監視メッセージを含む無線信号を送信させる。子局ＴＲ２，…においては、制御部１が火災感知部４の故障の有無及び電池電源部７の電池切れの有無を一定周期で（例えば、１時間毎に）監視するとともに、その監視結果（故障の有無及び電池切れの有無）を図示しないメモリに記憶しており、親局ＴＲ１から定期監視メッセージを受け取ったときに、メモリに記憶している監視結果を親局ＴＲ１に報告し且つ当該定期監視メッセージに応答するための応答メッセージを含む無線信号を親局ＴＲ１に返信する。親局ＴＲ１の制御部１は、定期監視メッセージを含む無線信号を送信した後、無線送受信部２を受信状態に切り換えて各火災警報器ＴＲ２，…から送信される無線信号を受信し、定期監視メッセージを含む無線信号を送信してから所定時間内に応答メッセージを含む無線信号を送信してこない子局ＴＲ２，…があったり、あるいは、何れかの子局ＴＲ２，…が送信してきた応答メッセージが故障有り若しくは電池切れ有りの監視結果を通知するものである場合に、警報部５が備えるブザーを駆動して報知音を鳴動させるなどして子局ＴＲ２，…に異常（通信不可や故障有り、電池切れなど）が発生したことを知らせる機能も有している。尚、親局ＴＲ１及び子局ＴＲ２，…の制御部１は、故障若しくは電池切れが生じていると判断した場合、直ちに警報部５から異常（故障若しくは電池切れ）の発生を知らせるための警告音（ブザー音や音声メッセージなど）を警報部５のスピーカから鳴動させるようになっている。尚、警告音の代わり、若しくは警告音とともに発光ダイオードなどの表示素子を点滅させることで光による警告を行うようにしても構わない。

ここで、図２のフローチャートを参照し、親局ＴＲ１の制御部１による定期監視の処理についてさらに詳しく説明する。

まず、制御部１はマイコンに内蔵するタイマによって第１周期（例えば、２４時間）をカウントし、第１周期が経過する毎（すなわち、２４時間毎）に無線送受信部２を起動して定期監視メッセージを含む無線信号を全ての子局ＴＲ２，…宛てに送信する（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、制御部１は定期監視メッセージを含む無線信号を送信した後、無線送受信部２を受信状態に切り換えて各子局ＴＲ２，…から送信される無線信号を受信し、定期監視メッセージを含む無線信号を送信してから所定時間内に応答メッセージを含む無線信号を送信してこない子局ＴＲ２，…があるか否かを判断し（ステップＳ３）、応答メッセージを送信してきた子局ＴＲ２，…については正常と判断して図示しないメモリに格納する。一方、応答メッセージを送信してこない子局ＴＲ２，…があれば、前記所定時間が経過した時点から別のタイマによって第２周期（例えば、３時間）をカウントし、第２周期が経過したとき（すなわち、２４時間周期の定期監視から３時間が経過したとき）に無線送受信部２を起動し、先ほど応答メッセージを送信してこなかった子局ＴＲ２，…に対して定期監視メッセージを含む無線信号を再送信する（ステップＳ４，Ｓ５）。そして、制御部１は定期監視メッセージを含む無線信号を再送信（１回目）した後、無線送受信部２を受信状態に切り換え、定期監視メッセージを含む無線信号を再送信してから所定時間内に当該子局ＴＲ２，…から応答メッセージを含む無線信号を受信するか否かを判断し（ステップＳ６）、当該子局ＴＲ２，…から応答メッセージを受信すれば正常と判断してメモリに格納する。一方、所定時間が経過しても当該子局ＴＲ２，…から無線信号を受信することができなければ、制御部１は定期監視メッセージを再送信した回数がしきい値Ｎ（例えば、２回）を超えたか否か判断し（ステップＳ７）、超えていなければ、ステップＳ４に戻って第２周期が経過したときに定期監視メッセージを含む無線信号を再送信する。そして、制御部１は定期監視メッセージの再送信回数がしきい値Ｎを超えても応答メッセージを受信できなければ、当該子局ＴＲ２，…を異常と判断してメモリに格納する（ステップＳ８）。

ここで、子局ＴＲ２，…が応答メッセージを返信してこない原因として、子局ＴＲ２，…の故障以外に、親局ＴＲ１と子局ＴＲ２，…との間の無線通信が電磁波ノイズの影響で不能になっていることが考えられる。但し、電磁波ノイズが定常的に生じている場合であれば、子局ＴＲ２，…の設置時に親局ＴＲ１との無線通信が可能か否かを確認することで対処できるが、宅内に設置されている家電製品（例えば、電子レンジやコードレス電話機など）から突発的に電磁波ノイズが放射される場合があり、このような電磁波ノイズが放射されるタイミングと定期監視のタイミングとがたまたま一致することで子局ＴＲ２，…との無線通信ができないことがある。

そこで本実施形態においては、親局ＴＲ１の制御部１において、定期監視メッセージを再送信して全ての子局ＴＲ２，…が正常と判断した場合、第１周期のカウントをリセットして、最後に正常と判断した時点（最後に子局ＴＲ２，…から応答メッセージを受信した時点）から第１周期のカウントを再開するようにしている。つまり、人の１日の行動パターンの中で家電製品を使用する時間帯（タイミング）がほぼ決まっていると考えられ、しかも、第１周期を略１日の周期としているので、全ての子局ＴＲ２，…が正常と判断できた時点を起点として定期監視の第１周期をカウントすれば、定期監視のタイミングと家電製品から突発的に電磁波ノイズが放射されるタイミングとが一致する確率が非常に低くなる。その結果、親局ＴＲ１の制御部１が突発的に発生する電磁波ノイズなどの影響によって子局ＴＲ２，…を定期監視異常と誤判断するのを防ぐことができる。

一方、親局ＴＲ１から全ての子局ＴＲ２，…に対して行う定期監視メッセージの送信によって親局ＴＲ１の生死確認も同時に行うことができる。つまり、各子局ＴＲ２，…の制御部１は、親局ＴＲ１から定期監視メッセージを含む無線信号を受信しない期間が、第１周期（２４時間）に第２周期（３時間）を再送回数倍（２倍）した時間を足した時間（＝２４＋３×２＝３０時間）よりも長く、例えば、３０時間＋α（αは数分〜十数分）になったときに親局ＴＲ１を異常と判断する。但し、最後に受信した定期監視メッセージが再送信の１回目である場合、子局ＴＲ２，…の制御部１は、親局ＴＲ１から定期監視メッセージを含む無線信号を受信しない期間が、第１周期（２４時間）に第２周期（３時間）を再送回数−１倍（１倍）した時間を足した時間（＝２４＋３＝２７時間）よりも長く、例えば、２７時間＋αになったときに親局ＴＲ１を異常と判断し、さらに、最後に受信した定期監視メッセージが再送信の２回目である場合、子局ＴＲ２，…の制御部１は、親局ＴＲ１から定期監視メッセージを含む無線信号を受信しない期間が、第１周期（２４時間）に第２周期（３時間）を再送回数−２倍（０倍）した時間を足した時間（＝２４時間）よりも長く、例えば、２４時間＋αになったときに親局ＴＲ１を異常と判断する。そして、子局ＴＲ２，…の制御部１は、親局ＴＲ１を異常と判断した場合、直ちに警報部５から異常の発生を知らせるための警告音を警報部５のスピーカから鳴動させる。尚、警告音の代わり、若しくは警告音とともに発光ダイオードなどの表示素子を点滅させることで光による警告を行うようにしても構わない。

ところで、親局ＴＲ１の制御部１は、火災感知部４が火災を感知して警報部５から警報音を鳴動させるとともに各子局ＴＲ２，…に火災警報メッセージを送信した後、若しくは何れかの子局ＴＲ２，…から火災警報メッセージを受信した後においては、無線送信部２に一定周期で同期信号を送信させる。この同期信号は、複数の火災警報器ＴＲ同士でＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式の無線通信を行うために必要なタイムスロットを規定する信号であって、その１周期（サイクル）が複数のタイムスロットに分割され、全ての子局ＴＲ２，…にそれぞれ互いに異なるタイムスロットが１つずつ割り当てられる。そして、親局ＴＲ１から子局ＴＲ２，…へのメッセージは同期信号に含めて送信され、子局ＴＲ２，…から親局ＴＲ１へのメッセージを含む無線信号は、各子局ＴＲ２，…に割り当てられているタイムスロットに格納されて送信される。故に、複数台の火災警報器ＴＲ（親局ＴＲ１並びに子局ＴＲ２，…）から送信される無線信号の衝突を確実に回避することができる。なお、各火災警報器ＴＲに対するタイムスロットの割当は固定であってもよいが、親局ＴＲ１から送信する同期信号によってタイムスロットの割当情報を各子局ＴＲ２，…に通知しても構わない。

図３は火災警報器ＴＲが送受信する無線信号のフレームフォーマットを示しており、同期ビット（プリアンブル：ＰＡ）、フレーム同期パターン（ユニークワード：ＵＷ）、宛先アドレスＤＡ、送信元アドレスＳＡ、メッセージＭ、ＣＲＣ符号で１フレームが構成されている。ここで、宛先アドレスＤＡとして各火災警報器ＴＲの識別符号を設定すれば当該識別符号の火災警報器ＴＲのみが無線信号を受信してメッセージを取得することになるが、宛先アドレスＤＡとして何れの火災警報器ＴＲにも割り当てられていない特殊なビット列（例えば、すべてのビットを１としたビット列）を設定することで無線信号を同報（マルチキャスト）して全ての火災警報器ＴＲにメッセージを取得させることができる。例えば、火災警報メッセージを含む無線信号が親局ＴＲ１から全ての子局ＴＲ２，…に同報される。なお、制御部１は、非同期で無線信号を伝送しているときには１フレーム分の無線信号を１回の送信期間内で送信可能な数だけ連続して無線送受信部２から送信させるが、無線信号をＴＤＭＡ方式で送受信するときは１つのタイムスロットに複数フレーム分の無線信号を格納する必要はない。

次に、図４のタイムチャートを参照して、ＴＤＭＡ方式の無線通信に移行する際の本実施形態の送受信動作を説明する。

例えば、子局ＴＲ２において火災感知部４が火災を感知すると、子局ＴＲ２の制御部１は警報部５より警報音を鳴動させるとともに無線送受信部２を起動し、火災警報メッセージを含む無線信号を他の全ての火災警報器ＴＲ（親局ＴＲ１及び他の子局ＴＲ３，…）に宛てて送信する。この際、送信元の子局ＴＲ２の制御部１は、送信期間内で送信可能なフレーム数だけ無線信号を連続して送信し、送信期間後の休止期間（受信期間）には無線送受信部２を受信状態に切り換える。尚、各火災警報器ＴＲは非同期で間欠受信しているが、ある程度の回数（例えば、３回）の送信期間を繰り返せば、火災警報メッセージを含む無線信号を受信することができる。

ここで、特定小電力無線を利用すれば、無線通信距離としては通常の住宅ひとつのエリア内であれば十分カバーできるので、火災元の子局ＴＲ２が、他の火災警報器ＴＲ（親局ＴＲ１及び他の子局ＴＲ３，…）に対しメッセージを送信することは通常は十分可能である。しかしながら、上述したように親局ＴＲ１は各子局ＴＲ２〜ＴＲ５に対して定期監視を行っており、親局ＴＲ１と各子局ＴＲ３〜ＴＲ５との間では通信パスの正常性が確認されているが、子局ＴＲ２〜ＴＲ５間の通信パスは確認されていないため、例えば障害物などの影響によって、ある子局にはメッセージが届いていない可能性もある。

そこで、火災警報メッセージを受信した親局ＴＲ１の制御部１は、送信元の子局ＴＲ２を除く他の子局ＴＲ３〜ＴＲ５に対して火災警報メッセージを含む無線信号を複数回連続して送信する。他の子局ＴＲ３〜ＴＲ５の制御部１では、子局ＴＲ２又は親局ＴＲ１から送信された火災警報メッセージを受け取ると直ちに警報部５より警報音を鳴動させるとともに無線送受信部２より火災警報メッセージの受信を確認する応答メッセージ（ＡＣＫ）を無線信号によって返信する。尚、このように少なくとも１台の火災警報器ＴＲで火災が感知されることで全ての火災警報器ＴＲが火災警報を報知（警報音を鳴動）することを、以下では「火災連動」と呼ぶ。

親局ＴＲ１の制御部１は、他の全ての子局ＴＲ３〜ＴＲ５からＡＣＫを受け取れば、タイムスロットを規定するための同期信号を一定の周期で無線送受信部２から送信させる。尚、本実施形態では先頭のタイムスロットＴＳ１を子局ＴＲ２に、２番目のタイムスロットＴＳ２を子局ＴＲ３に、３番目のタイムスロットＴＳ３を子局ＴＲ４に、４番目のタイムスロットＴＳ４を子局ＴＲ５にそれぞれ割り当てている。

ここで、親局ＴＲ１は各子局ＴＲ２〜ＴＲ５に対して定期監視を行っており、親局ＴＲ１と各子局ＴＲ３〜ＴＲ５との間では通信パスの正常性が確認されているが、子局ＴＲ２〜ＴＲ５間の通信パスは確認されていない。したがって、子局ＴＲ２，…が多数配置された場合、子局ＴＲ２，…間の通信パスの数は非常に多くなる為、子局ＴＲ２，…間の通信パスの正常性の確認を行うと電池消耗が激しくなるので、上述のように特定の火災警報器ＴＲ１を親局とし、その他の火災警報器ＴＲ２，…を子局として親局ＴＲ１から各子局ＴＲ２，…に火災警報メッセージやその他のメッセージ（後述する）を通知することで相互に通信パスが確立できない子局ＴＲ２，…が存在する場合でも確実に火災連動させることができるものである。

また、全ての火災警報器ＴＲが警報音を鳴動することにより連動が開始されると、上述のように親局ＴＲ１から一定周期で同期信号が送信されてＴＤＭＡ方式の通信に移行するのであるが、親局ＴＲ１の制御部１では、同期信号に含めることで火災警報メッセージを一定周期で全ての子局ＴＲ２，…に繰り返し送信している。そして、各子局ＴＲ２，…の制御部１では、親局ＴＲ１から送信される火災警報メッセージを受け取る度に警報部５の状態を確認し、仮に警報部５が停止していたとしたら警報部５に再度警報音を鳴動させる。したがって、全ての火災警報器ＴＲで火災警報が報知され始めてからは特定の火災警報器（親局）ＴＲ１が送信する同期信号によって規定される複数のタイムスロットに他の全ての火災警報器（子局）ＴＲ２，…を割り当てて時分割多元接続（ＴＤＭＡ）による無線通信を行うことで衝突を回避することができ、さらに、特定の火災警報器（親局）ＴＲ１から他の全ての火災警報器（子局）ＴＲ２，…に対して火災警報メッセージを同期信号に含めて周期的に送信することで確実に火災警報を報知することができる。その結果、無線信号の衝突を回避しつつ複数の火災警報器ＴＲを効果的に連動させることができる。

ところで、定期監視はほぼ１日に１回の頻度で行われているが、前記の定期監視で通信パスが正常であったとしても、何からの原因（新たなノイズ源の発生や突然の故障など）によって何れかの子局ＴＲ３〜ＴＲ５と親局ＴＲ１との通信パスが確立できないことがある。そこで親局ＴＲ１の制御部１では、何れかの子局ＴＲ３〜ＴＲ５（例えば、ＴＲ５）からＡＣＫを受け取らなかった場合に再度火災警報メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させ、当該子局ＴＲ５からＡＣＫを受け取った時点で無線送受信部２に同期信号を送信させるようにしている。但し、火災警報メッセージを所定の複数回数送信しても子局ＴＲ５からＡＣＫを受け取ることができなければ、親局ＴＲ１の制御部１は、火災警報メッセージの再送を中止して無線送受信部２に同期信号を送信させる。また、定期監視において通信パスが確立できなかったり、あるいは定期監視において電池切れ有りの通知メッセージを受け取った子局ＴＲ２，…に対して、親局ＴＲ１の制御部１が上述した火災警報メッセージを含む無線信号の再送を行わないようにしたり、再送回数を減らしたり、あるいは当該子局ＴＲ２，…からの応答メッセージを受け取ったか否かに関わらずに同期信号を送信させるようにしても構わない。但し、定期監視における通知メッセージによって故障有りの監視結果のみを通知してきた子局ＴＲ２，…については、火災警報メッセージに対して警報部５から警報音を鳴動させることが可能である場合も考えられるので、親局ＴＲ１の制御部１が火災警報メッセージを含む無線信号の再送を行うことが望ましい。

ところで、本実施形態の火災警報システムは、何れの火災警報器ＴＲにおいても火災が検出されていない状態（待機状態）と、全ての火災警報器ＴＲが警報音を鳴動している状態（連動鳴動状態）と、後述するように火災を検出している（火元の）火災警報器ＴＲのみが警報音を鳴動し、火元以外の火災警報器ＴＲが警報音を停止している状態（連動停止状態）との間で動作状態を遷移させている。すなわち、待機状態において少なくとも何れか１台の火災警報器ＴＲで火災が検出されると、上述したように火元の子局ＴＲ２並びに親局ＴＲ１から他の全ての子局ＴＲ３，…に火災警報メッセージが送信されることで親局ＴＲ１と子局ＴＲ２，…を含む全ての火災警報器ＴＲで警報音が鳴動されて連動鳴動状態に遷移する。

そして、連動鳴動状態において何れかの火災警報器ＴＲの操作入力受付部６で警報音の鳴動を停止するための操作入力が受け付けられた場合、当該火災警報器ＴＲが親局ＴＲ１であれば親局ＴＲ１から全ての子局ＴＲ２，…に対して警報音の停止を要求するメッセージ（警報停止メッセージ）を送信することにより、あるいは、当該火災警報器ＴＲが子局ＴＲ２，…であれば当該子局ＴＲ２，…から警報停止メッセージを受け取った親局ＴＲ１が他の子局ＴＲ２，…に対して警報停止メッセージを送信することにより、火元以外の火災警報器ＴＲで警報音が停止されて連動停止状態に遷移する。但し、火元の火災警報器ＴＲの操作入力受付部６で警報音停止の操作入力が受け付けられた場合、当該火元の火災警報器ＴＲにおいても警報音を停止する。ここで、親局ＴＲ１の制御部１は図示しないメモリに親局ＴＲ１並びに各子局ＴＲ２，…毎の火災検出状況を随時更新しながら保持しており、後述するように全ての火災警報器ＴＲで火災が検出されなくなったときに火災連動状態から待機状態に遷移する。

また、連動鳴動状態から連動停止状態に遷移した場合、親局ＴＲ１の制御部１では所定の警報音停止時間（例えば、５分間）の限時を開始する。そして、警報音停止時間が経過したのち、親局ＴＲ１の制御部１はメモリに保持している火災検出状況を参照し、全ての火災警報器ＴＲで火災を検出していなければ、同期信号によって復旧通知のメッセージを送信することで火災連動状態から待機状態に遷移し、仮に少なくとも１台の火災警報器ＴＲで火災を検出していれば、同期信号によって火災警報メッセージを送信することで連動停止状態から連動鳴動状態へ遷移させる。尚、連動停止状態において何れかの火災警報器ＴＲが新たに火災を検出した場合にも親局ＴＲ１の制御部１が同期信号によって火災警報メッセージを送信することで連動停止状態から連動鳴動状態へ遷移させる。

例えば、図５のタイムチャートに示すように、親局ＴＲ１を火元とする火災連動状態（連動鳴動状態）において、火元でない子局ＴＲ４の操作入力受付部６で警報音停止の操作入力が受け付けられることで当該子局ＴＲ４から警報停止メッセージが送信されると、警報停止メッセージを受け取った親局ＴＲ１の制御部１は同期信号によって警報停止メッセージＭ２を送信しつつ警報音停止時間の限時を行う。但し、火元である親局ＴＲ１では警報部５による警報音の鳴動は継続される。そして、警報音停止時間が経過したのち、親局ＴＲ１の制御部１は自らの火災感知部４による火災検出状況並びに子局ＴＲ２，…おける火災検出状況を確認し、少なくとも何れか１台の火災警報器ＴＲが火災を検出しているときは再度火災警報メッセージを同期信号により各子局ＴＲ２，…に送信することで連動停止状態から連動鳴動状態へ遷移させる。

一方、図６のタイムチャートに示すように、警報音停止時間内に火災が鎮火して火災感知部４が火災を検出しなくなっていれば、親局ＴＲ１の制御部１は警報音停止時間が経過したのちに同期信号によって各子局ＴＲ２，…に復旧通知メッセージを送信し、全ての子局ＴＲ２，…から返信されるＡＣＫを受け取った時点で連動停止状態から待機状態に遷移し、同期信号の送信を停止することでＴＤＭＡ方式による無線通信（以下、「同期通信」と呼ぶ。）から間欠送信・間欠受信による無線通信（以下、「非同期通信」と呼ぶ。）に戻る。

また、図７のタイムチャートに示すように、子局ＴＲ４を火元とする連動鳴動状態において、火元の火災が鎮火して子局ＴＲ４の火災感知部４が火災を検出しなくなれば、子局ＴＲ４から親局ＴＲ１に宛てて復旧通知メッセージが送信される。当該復旧通知メッセージを受け取った親局ＴＲ１の制御部１はメモリに保持している火災検出状況を参照し、全ての火災警報器ＴＲで火災を検出していなければ同期信号によって復旧通知メッセージＭ３を各子局ＴＲ２，…に送信する。そして、全ての子局ＴＲ２，…から返信されるＡＣＫを親局ＴＲ１の制御部１が受け取れば、連動停止状態から待機状態に遷移し、同期信号の送信を停止することで同期通信から非同期通信に戻る。

一方、図８のタイムチャートに示すように、新たに別の火災警報器（例えば、子局ＴＲ３）で火災が検出された場合、初めの火元である子局ＴＲ４から復旧通知メッセージを受け取った親局ＴＲ１の制御部１は、メモリに保持している火災検出状況を参照し、子局ＴＲ３が火災検出中であることから復旧通知メッセージを送信せず、引き続き火災警報メッセージを送信することで火災連動状態を維持する。

ここで、火災連動状態における親局ＴＲ１の制御部１が行う処理について、図９のフローチャートを参照して簡単にまとめる。待機状態において何れかの子局ＴＲ２，…から火災警報メッセージを受け取ると（ステップＳ１）、親局ＴＲ１の制御部１は図示しないメモリに各子局ＴＲ２，…毎に保持している火災検出状況を更新（火災非検出から火災検出へ変更）し（ステップＳ２）、一方、火元の子局ＴＲ２，…から復旧通知メッセージを受け取れば（ステップＳ３）、当該子局ＴＲ２，…の火災検出状況を火災検出から火災非検出に更新する（ステップＳ４）。火災連動状態において何れの子局ＴＲ２，…からも復旧通知メッセージを受け取っていないときに何れかの子局ＴＲ２，…から警報停止メッセージを受け取った場合（ステップＳ５）、親局ＴＲ１の制御部１は警報を停止することを決定して無線送受信部２から警報停止メッセージを含む同期信号を送信させる（ステップＳ６）。また、連動鳴動状態から連動停止状態へ遷移してから警報音停止時間が経過するまでの間は同期信号によって定期的に警報停止メッセージを送信し（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ６）、警報音停止時間が経過したら（ステップＳ８）、メモリに保持している火災検出状況を参照して火災検出中の火災警報器（親局ＴＲ１及び子局ＴＲ２，…）が残っているか否かを判断し（ステップＳ９）、１台でも火災検出中の火災警報器が残っていれば火災連動の継続を決定して無線送受信部２から火災警報メッセージを含む同期信号を送信させ（ステップＳ１０）、一方、全ての火災警報器が火災非検出になっていれば火災連動状態から待機状態への復旧を決定して無線送受信部２から復旧通知メッセージを含む同期信号を送信させる（ステップＳ１１）。

ここで、何れかの子局ＴＲ２，…が復旧通知メッセージに対してＡＣＫを返信しなかった場合、親局ＴＲ１の制御部１は、再度復旧通知メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させ、当該子局ＴＲ２，…からＡＣＫを受け取った時点、若しくは復旧通知メッセージを所定の複数回数再送してから一定時間が経過した時点で無線送受信部２に同期信号の送信を停止させることが望ましい。また、連動鳴動状態若しくは連動停止状態において親局ＴＲ１が故障して同期信号が送信されなくなった場合、子局ＴＲ２，…の無線送受信部２が同期信号を受信するために受信状態のままとなって電池が著しく消耗してしまう虞があるので、子局ＴＲ２，…の制御部１では、同期信号が受信できない期間が所定時間（例えば、同期信号の数周期分の時間）以上継続したときに送受信部２を休止させて電池の消耗を抑えることが望ましい。

上述のように本実施形態では、何れの火災警報器ＴＲでも火災が感知されていないときは各火災警報器ＴＲが非同期で無線信号を伝送し、何れかの火災警報器ＴＲで火災が感知されて他の火災警報器ＴＲに火災発生が通知されると特定の火災警報器（親局）ＴＲ１が一定周期の同期信号を送信し、当該同期信号によって規定されるタイムスロットに各火災警報器（子局）ＴＲ２，…が割り当てられて同期通信するので、火災が発生していないために無線信号を伝送する頻度が少ないときは非同期通信することにより電力消費を抑えて電池寿命を延ばし、何れかの火災警報器ＴＲで火災が感知されたとき、つまり、無線信号を伝送する頻度が相対的に高くなったときには同期通信することで衝突を回避して情報伝送の遅延を減らすことができる。

ところで、親局ＴＲ１による定期監視で子局ＴＲ２，…が異常と判断された場合、親局ＴＲ１の警報部５から警告音を鳴動して報知するだけでなく、火災警報器ＴＲとは別に設けられた異常報知装置（図示せず）によって報知するようにしても構わない。例えば、同一宅内に本実施形態の火災警報システムとともに別のセキュリティシステム、具体例としては、セキュリティインターホンシステムやワイヤレスセキュリティシステムなどが設置されている場合、親局ＴＲ１からセキュリティインターホンシステムの親機（インターホン親機）若しくはワイヤレスセキュリティシステムの受信機に子局ＴＲ２，…の異常を知らせる信号を有線又は無線で伝送し、当該信号を受け取った親機あるいは受信機が音（スピーカからの警告音の鳴動など）又は光（発光ダイオードの点滅など）の少なくとも何れか一方で子局ＴＲ２，…の異常を報知すればよい。

本発明の実施形態における火災警報器（親局及び子局）のブロック図である。 同上における定期監視時の親局の動作を説明するためのフローチャートである。 同上における無線信号のフレームフォーマットである。 同上の待機状態から火災連動状態へ遷移する動作を説明するためのフローチャートである。 同上の連動鳴動状態から連動停止状態へ遷移する動作を説明するためのタイムチャートである。 同上の連動鳴動状態から連動停止状態へ遷移する動作を説明するためのタイムチャートである。 同上の火災連動状態から待機状態へ遷移する動作を説明するためのタイムチャートである。 同上の火災連動状態における動作を説明するためのタイムチャートである。 同上の火災連動状態における親局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

ＴＲ１ 火災警報器（親局）
ＴＲ２ 火災警報器（子局）
１ 制御部（制御手段）
２ 無線送受信部（受信手段，送信手段）
４ 火災感知部（火災感知手段）
５ 警報部（警報手段）

Claims (6)

1. 複数の火災警報器を備え、これら複数の火災警報器の間で電波を媒体とする無線信号を伝送する火災警報システムであって、
   各火災警報器は、火災を感知する火災感知手段と、火災警報を報知する警報手段と、無線信号を送信する送信手段と、無線信号を受信する受信手段と、火災感知手段で火災を感知したときに警報手段に火災警報を報知させるとともに他の火災警報器に火災警報を報知させるための火災警報メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させ、さらに受信手段により他の火災警報器から送信される無線信号を受信して前記火災警報メッセージを受け取ったときに警報手段に火災警報を報知させる制御手段とを具備し、
   特定の火災警報器の制御手段は、他の全ての火災警報器に対して定期監視メッセージを含む無線信号を略一日の第１周期で送信手段から送信させ、
   当該他の火災警報器の制御手段は、前記定期監視メッセージを受け取ったときに応答メッセージを含む無線信号を送信手段から送信させ、
   特定の火災警報器の制御手段は、応答メッセージを受け取った他の火災警報器を正常と判断するとともに、何れかの火災警報器から応答メッセージを受け取らなかった場合は当該火災警報器に対して前記第１周期よりも短い第２周期で再度定期監視メッセージを含む無線信号を送信手段から１乃至複数回送信させ、第２周期で１乃至複数回再送された定期監視メッセージに対して前記火災警報器から応答メッセージを受け取った場合は当該火災警報器を正常と判断し、第２周期で１乃至複数回再送された定期監視メッセージに対して前記火災警報器から応答メッセージを受け取らなかった場合は当該火災警報器を異常と判断してなり、さらに、正常と判断した時点から当該火災警報器に対する定期監視メッセージ送信の第１周期を再開させることを特徴とする火災警報システム。
2. 特定の火災警報器は、音又は光の少なくとも何れか一方で異常を知らせる異常報知手段を備え、当該特定の火災警報器の制御手段は、定期監視によって他の何れかの火災警報器が異常と判断した場合に前記異常報知手段に異常を報知させることを特徴とする請求項１記載の火災警報システム。
3. 音又は光の少なくとも何れか一方で異常を知らせる異常報知装置を備え、特定の火災警報器の制御手段は、定期監視によって他の何れかの火災警報器が異常と判断した場合に前記異常報知装置に異常を報知させることを特徴とする請求項１又は２記載の火災警報システム。
4. 特定の火災警報器を除く他の火災警報器の制御手段は、当該特定の火災警報器から定期監視メッセージを含む無線信号を受信しない期間が、第１周期に第２周期を再送回数倍した時間を足した時間よりも長くなった場合に当該特定の火災警報器を異常と判断することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の火災警報システム。
5. 特定の火災警報器を除く他の火災警報器の制御手段は、当該特定の火災警報器から定期監視メッセージを含む無線信号を受信しない期間が、第１周期に第２周期を再送回数倍した時間を足した時間に達した時点から第１周期の１乃至複数倍の時間が経過した場合に当該特定の火災警報器を異常と判断することを特徴とする請求項４記載の火災警報システム。
6. 特定の火災警報器を除く他の火災警報器は、音又は光の少なくとも何れか一方で異常を知らせる異常報知手段を備え、当該他の火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器を異常と判断した場合に前記異常報知手段に異常を報知させることを特徴とする請求項４又は５記載の火災警報システム。

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