JP5149684B2 - 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、電波法第４条ただし書きにおいて免許を要しない無線局の一つとして規定される「小電力無線局」には、「コードレス電話の無線局」、「特定小電力無線局」、「小電力セキュリティシステム」、「小電力データ通信システムの無線局」などがあり、それぞれの無線局の無線設備について同法施行規則の設備規則によって規格が規定されている。

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。
特開２００６−３４３９８３号公報

ところで、火災警報器同士が互いに無線信号を送受信するためには送信元並びに送信先のアドレスを指定する必要があり、一般的には、製造段階で各火災警報器に割り当てられているユニークな（固有の）識別符号がアドレスに用いられることが多い。しかしながら、この種の識別符号はユニークであるという条件を満たすために相対的にビット長を長く（例えば、４８ビット）する必要があるため、送信元及び送信先のアドレスとしてそれぞれ火災警報器の識別符号を指定すると、アドレスだけでも４８＋４８＝９６ビットのビット長が必要になる。その結果、無線信号の送信時間が相対的に長くなるために電池がより早く消耗してしまうことになる。

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、電池の消耗を抑える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、且つ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、電源供給用の電池と、全ての火災警報器に対して他の火災警報器と重複しないように割り当てられた固有のビット列からなる識別符号、並びに同一システム内においては重複しないように各火災警報器に割り当てられ、且つ識別符号よりもビット長の短いビット列からなる機器番号を記憶している記憶手段とを具備し、何れかの火災警報器から火災警報メッセージを含む無線信号が送信された場合、当該無線信号を受信した特定の火災警報器の制御手段が他の全ての火災警報器に対して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、特定の火災警報器の制御手段は、自らに割り当てられた機器番号と、他の全ての火災警報器に対して割り当てた機器番号と当該他の火災警報器に割り当てた識別符号との対応関係とを記憶し、他の全ての火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器に割り当てられた識別符号並びに当該特定の火災警報器に割り当てられた機器番号と、特定の火災警報器によって割り当てられた自己の機器番号とを記憶し、各火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器の識別符号と機器番号の組み合わせによって無線信号の送信元並びに送信先を判別することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、各火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器の識別符号と機器番号の組み合わせによって無線信号の送信元並びに送信先を判別するので、各火災警報器に予め割り当てられている固有の識別符号のみを用いて送信元並びに送信先のアドレスを指定する場合と比較して、識別符号よりも充分に情報量が少なくてもよい機器番号を使用することで無線信号の送信時間が短縮される。その結果、電池の消耗を抑えることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、各火災警報器は、操作入力を受け付ける操作入力受付手段を具備し、特定の火災警報器の制御手段は、記憶内容の消去を指示する操作入力が操作入力受付手段で受け付けられたときに他の全ての火災警報器に対して割り当てた固有の機器番号並びに当該他の火災警報器の識別符号を全て消去し、他の全ての火災警報器の制御手段は、記憶内容の消去を指示する操作入力が操作入力受付手段で受け付けられたときに特定の火災警報器から割り当てられた固有の機器番号並びに特定の火災警報器の識別符号を消去し、特定の火災警報器の制御手段は、記憶内容を消去する毎にカウント値を更新するカウンタを有し、他の全ての火災警報器の制御手段は、機器番号の割り当てと同時に通知される前記カウント値を記憶し、各火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器の識別符号と機器番号と前記カウント値の組み合わせによって無線信号の送信元並びに送信先を判別することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、特定の火災警報器の制御手段が有するカウンタのカウント値と他の火災警報器の制御手段が記憶しているカウント値が一致しなければ、当該他の火災警報器の制御手段が無線信号を受信して火災警報メッセージを受け取ることができないので、同一の機器番号が複数の火災警報器に重複して割り当てられた場合の不具合を回避することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、特定の火災警報器の制御手段は、他の火災警報器に機器番号を割り当てる際に当該他の火災警報器の識別符号を送信先のアドレスとし且つ当該他の火災警報器に割り当てる固有の機器番号を含む無線信号を送信手段から送信させ、他の火災警報器の制御手段は、受信手段で受信する無線信号の送信先のアドレスが記憶手段に記憶している識別符号と一致する場合に当該無線信号に含まれる機器番号と、当該無線信号の送信元のアドレスである特定の火災警報器の識別符号とを記憶することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、特定の火災警報器から他の複数の火災警報器に対して同一の機器番号が重複して割り当てられるのを防ぐことができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、特定の火災警報器の制御手段は、他の火災警報器に機器番号を割り当てるための前記無線信号に機器番号の割当であることを示す情報を含め、他の火災警報器の制御手段は、受信手段で受信する無線信号の送信先のアドレスが記憶手段に記憶している識別符号と一致し且つ当該無線信号に前記情報が含まれている場合にのみ、当該無線信号に含まれる機器番号と、当該無線信号の送信元のアドレスである特定の火災警報器の識別符号とを記憶することを特徴とする。

請求項４の発明によれば、別の火災警報システムから送信された無線信号を受信した場合に当該無線信号の送信元である別の火災警報システムの火災警報器に誤って機器番号が割り当てられるのを防ぐことができる。

本発明によれば、電池の消耗を抑えることができる。

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、マイコンや書換可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭなど）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、その製造段階において固有の識別符号が割り当てられて記憶手段（図示しないＲＯＭなど）に記憶されている。

無線送受信部２は、電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「小電力セキュリティシステムの無線局」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が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、電波法施行規則の無線設備規則第４９条の１７「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備」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秒以上とすることが規定されている（同条第５号参照）。このために本実施形態における制御部１では、上記無線設備規則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（但し、間欠受信間隔は前記送信期間よりも長い時間とする）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、定期的（例えば、２５時間毎）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通知するための通知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、通知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通知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，…が送信してきた通知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。

また親局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、後述する親局ＴＲ１への子局ＴＲ２，…の登録時に行われる。

図２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）、ヘッダＨＤ、データＤａｔａ、ＣＲＣ符号で１フレームが構成されている。ヘッダＨＤには、親局ＴＲ１の識別符号（以下、「親局ＩＤ」と呼ぶ。）、後述する登録カウンタのカウント値ＲＣ、送信元アドレスＳＡ、送信先アドレスＤＡが含まれている。

ここで、送信先アドレスＤＡとして各火災警報器ＴＲに割り当てられる機器番号（後述する）を指定すれば当該機器番号の火災警報器ＴＲのみが無線信号を受信してデータ（メッセージ）を取得することになるが、送信先アドレスＤＡとして何れの機器番号とも異なる特殊なビット列（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３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、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４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５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６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７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８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。

ところで、既に説明したように親局ＴＲ１並びに子局ＴＲ２，…には製造段階において親局と子局の区別無くユニークな（固有の）識別符号が割り当てられてメモリに記憶されているが、無線信号の送信元アドレスＳＡ及び送信先アドレスＤＡとして識別符号を指定した場合、ヘッダＨＤのビット長が相対的に長くなることで無線信号の送受信時間が増えるために電池の消耗が早くなってしまう。そこで本実施形態では、１台の親局ＴＲ１と１乃至複数台の子局ＴＲ２，…からなる１つの火災警報システムを識別するために親局ＴＲ１の識別符号（親局ＩＤ）をヘッダＨＤに含めるとともに、各子局ＴＲ２，…に対しては機器番号を割り当て、送信元アドレスＳＡ及び送信先アドレスＤＡに指定される機器番号と親局ＩＤとの組み合わせによって、同一システム内の各火災警報器ＴＲを識別して無線信号を送受信するようにしている。尚、本実施形態ではタイムスロットの順番に対応したスロット番号１，２，…を機器番号として用いており、子局ＴＲ２〜ＴＲ５に各々「１」〜「４」の機器番号（スロット番号）を割り当てるとともに、親局ＴＲ１には「０」の機器番号を割り当てている。

次に、親局ＴＲ１に子局ＴＲ２，…の識別符号（以下、「子局ＩＤ」と呼ぶ。）を記憶させるとともに各子局ＴＲ２，…に対して重複の無いように機器番号を割り当てる処理（以下、「登録」と呼ぶ。）について、図９のシーケンス図を参照しながら説明する。

まず、親局ＴＲ１の操作入力受付部６で登録を行うためのモード（登録モード）に切り換える操作入力が受け付けられると、操作入力受付部６から登録モードへの切換の操作信号が制御部１に出力され、当該操作信号に応じて、制御部１が登録モードに移行する。一方、登録対象の子局（例えば、ＴＲ２）の操作入力受付部６で登録メッセージを送信するための操作入力が受け付けられると、操作入力受付部６から登録メッセージの送信を指示する操作信号が制御部１に出力され、当該操作信号に応じて、制御部１が自己の子局ＩＤを送信元アドレスＳＡとし、マルチキャストのアドレスを送信先アドレスＤＡとし、登録メッセージをデータＤａｔａとした無線信号を無線送受信部２から送信させる。

親局ＴＲ１の制御部１は、子局ＴＲ２から登録メッセージを受け取ると、送信元アドレスＳＡに指定されている子局ＩＤに対して機器番号（例えば、スロット番号の「１」）を割り当てるとともに当該子局ＩＤと機器番号を対応付けてメモリ部１ａに記憶する。ここで親局ＴＲ１の制御部１は、後述するように登録内容（メモリ部１ａに記憶した子局ＩＤと機器番号）を消去する毎にインクリメントされる登録カウンタを有しており、送信元アドレスＳＡを親局ＩＤとし、送信先アドレスＤＡを登録メッセージの送信元である子局ＴＲ２の子局ＩＤとし、割り当てた機器番号及び登録カウンタのカウント値（初期値は０）からなる登録メッセージをデータＤａｔａとする無線信号を子局ＴＲ２に対して無線送受信部２より送信させる。但し、データＤａｔａの先頭部分には機器番号の割当であることを示す情報（以下、「登録モード情報」と呼ぶ。）が含まれている。

子局ＴＲ２の制御部１は、無線送受信部２で受信する無線信号のデータＤａｔａの先頭部分に登録モード情報が含まれていれば、当該無線信号の送信元アドレスＳＡである親局ＩＤと、無線信号で受け取った登録メッセージに含まれている機器番号並びに登録カウンタのカウント値とを対応付けてメモリ部１ａに記憶する。その結果、親局ＴＲ１の制御部１が子局ＴＲ２の子局ＩＤと機器番号並びに登録カウンタのカウント値をメモリ部１ａに記憶し、子局ＴＲ２の制御部１が親局ＴＲ１の親局ＩＤと機器番号並びに登録カウンタのカウント値をメモリ部１ａに記憶することで親局ＴＲ１に対する子局ＴＲ２の登録が完了する。尚、他の子局ＴＲ３，…についても同様の手順で登録すればよい。また、親局ＴＲ１の操作入力受付部６で登録モードから通常の動作モードへ復帰するための操作入力が受け付けられて操作入力受付部６から制御部１に操作信号が出力されれば、制御部１は登録モードを終了して通常の動作モードに切り換わる。

ここで、登録モードにおいて親局ＴＲ１と子局ＴＲ２，…との間で無線信号を送受信する際、送信元アドレスＳＡ及び送信先アドレスＤＡに子局ＴＲ２，…の識別符号（子局ＩＤ）を指定しているので、例えば、複数台の子局ＴＲ２，…から登録メッセージがほぼ同時に送信された場合においてもこれら複数台の子局ＴＲ２，…に対して同一の機器番号が重複して割り当てられるのを防ぐことができる。

ところで、一旦登録された親局ＩＤや子局ＩＤ、機器番号、カウント値をメモリ部１ａから消去することも可能である。図９に示すように、親局ＴＲ１の操作入力受付部６で登録内容を消去するためのモード（消去モード）に切り換える操作入力が受け付けられると、操作入力受付部６から消去モードへの切換の操作信号が制御部１に出力され、当該操作信号に応じて、制御部１が消去モードに移行する。この消去モードにおいて、親局ＴＲ１の操作入力受付部６で消去確定の操作入力が受け付けられると、操作入力受付部６から消去確定の操作信号が制御部１に出力され、当該操作信号に応じて、制御部１がメモリ部１ａに記憶している子局ＩＤ並びに機器番号を消去するとともに登録カウンタのカウント値をインクリメントする。そして、親局ＴＲ１の操作入力受付部６で消去モードから通常の動作モードへ復帰するための操作入力が受け付けられて操作入力受付部６から制御部１に操作信号が出力されれば、制御部１は消去モードを終了して通常の動作モードに切り換わる。

一方、子局ＴＲ２，…の操作入力受付部６で消去の操作入力が受け付けられると、操作入力受付部６から消去の操作信号が制御部１に出力され、当該操作信号に応じて、制御部１がメモリ部１ａに記憶している親局ＩＤ並びに機器番号とカウント値を消去する。

而して、親局ＴＲ１の登録内容を消去したにも関わらず、登録されていた子局ＴＲ２，…の登録内容を消去しなかった場合であっても、新たに登録される子局ＴＲ２，…に対しては登録カウンタのカウント値がインクリメントされて変更されているため、異なる子局ＴＲ２，…に同一の機器番号が割り当てられたとしても、親局ＴＲ１の登録カウンタのカウント値によって現在有効である機器番号を特定することができる。故に、登録内容が消去されずに残っている子局ＴＲ２，…は、親局ＴＲ１から送信される無線信号のヘッダＨＤに含まれるカウント値が一致しないために当該無線信号を受信することがないから、複数の子局ＴＲ２，…が同時に応答メッセージを含む無線信号を返信して衝突が生じるといった不具合が回避できる。

而して、既に説明した通常の動作モードにおいては、図２に示すようにヘッダＨＤの親局ＩＤに親局ＴＲ１の親局ＩＤを指定するとともにカウント値ＲＣに親局ＴＲ１及び子局ＴＲ２，…のメモリ部１ａに記憶しているカウント値を指定し、送信元アドレスＳＡ及び送信先アドレスＤＡにはそれぞれ割り当てられた機器番号を指定した無線信号を送受信するので、各火災警報器ＴＲに予め割り当てられている固有の識別符号のみを用いて送信元並びに送信先のアドレスを指定する場合と比較して、識別符号よりも充分に情報量が少なくてもよい機器番号（例えば、識別符号が通常４８ビットであるのに対して、機器番号は４〜８ビットでよい）を使用することで１フレームの長さが相対的に短くなり、その結果、無線信号の送信時間が短縮されて電池の消耗を抑えることができる。

また、住宅密集地で複数の住宅に本実施形態の火災警報システムが設置されている場合、通常の動作モードでは隣家の火災警報システムとは親局ＩＤが異なるために無線信号が混信することはないが、登録モードにおいては隣家の火災警報システムから送信された無線信号を受信した子局ＴＲ２，…が当該隣家の親局ＴＲ１の親局ＩＤを誤って記憶してしまう虞がある。そこで本実施形態では、親局ＴＲ１の制御部１が登録メッセージとともに登録モード情報を子局ＴＲ２，…に送信し、子局ＴＲ２，…の制御部１では、無線送受信部２で受信する無線信号のデータＤａｔａの先頭部分に登録モード情報が含まれている場合にのみ、当該無線信号の送信元アドレスＳＡである親局ＩＤと、無線信号で受け取った登録メッセージに含まれている機器番号並びに登録カウンタのカウント値とを対応付けてメモリ部１ａに記憶するようにしている。故に、子局ＴＲ２，…において、隣家の火災警報システムから送信される通常の動作モードの無線信号を受信しても、当該無線信号には登録モード情報が含まれていない限りは誤った情報が登録される虞がないものである。

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。 同上の登録モード及び消去モードの動作を説明するためのシーケンス図である。

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）
６ 操作入力受付部（操作入力受付手段）

Claims (4)

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、且つ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、電源供給用の電池と、全ての火災警報器に対して他の火災警報器と重複しないように割り当てられた固有のビット列からなる識別符号、並びに同一システム内においては重複しないように各火災警報器に割り当てられ、且つ識別符号よりもビット長の短いビット列からなる機器番号を記憶している記憶手段とを具備し、
   何れかの火災警報器から火災警報メッセージを含む無線信号が送信された場合、当該無線信号を受信した特定の火災警報器の制御手段が他の全ての火災警報器に対して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、
   特定の火災警報器の制御手段は、自らに割り当てられた機器番号と、他の全ての火災警報器に対して割り当てた機器番号と当該他の火災警報器に割り当てた識別符号との対応関係とを記憶し、
   他の全ての火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器に割り当てられた識別符号並びに当該特定の火災警報器に割り当てられた機器番号と、特定の火災警報器によって割り当てられた自己の機器番号とを記憶し、
   各火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器の識別符号と機器番号の組み合わせによって無線信号の送信元並びに送信先を判別することを特徴とする火災警報システム。
2. 各火災警報器は、操作入力を受け付ける操作入力受付手段を具備し、
   特定の火災警報器の制御手段は、記憶内容の消去を指示する操作入力が操作入力受付手段で受け付けられたときに他の全ての火災警報器に対して割り当てた固有の機器番号並びに当該他の火災警報器の識別符号を全て消去し、
   他の全ての火災警報器の制御手段は、記憶内容の消去を指示する操作入力が操作入力受付手段で受け付けられたときに特定の火災警報器から割り当てられた固有の機器番号並びに特定の火災警報器の識別符号を消去し、
   特定の火災警報器の制御手段は、記憶内容を消去する毎にカウント値を更新するカウンタを有し、
   他の全ての火災警報器の制御手段は、機器番号の割り当てと同時に通知される前記カウント値を記憶し、
   各火災警報器の制御手段は、特定の火災警報器の識別符号と機器番号と前記カウント値の組み合わせによって無線信号の送信元並びに送信先を判別す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. 特定の火災警報器の制御手段は、他の火災警報器に機器番号を割り当てる際に当該他の火災警報器の識別符号を送信先のアドレスとし且つ当該他の火災警報器に割り当てる固有の機器番号を含む無線信号を送信手段から送信させ、
   他の火災警報器の制御手段は、受信手段で受信する無線信号の送信先のアドレスが記憶手段に記憶している識別符号と一致する場合に当該無線信号に含まれる機器番号と、当該無線信号の送信元のアドレスである特定の火災警報器の識別符号とを記憶す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. 特定の火災警報器の制御手段は、他の火災警報器に機器番号を割り当てるための前記無線信号に機器番号の割当であることを示す情報を含め、
   他の火災警報器の制御手段は、受信手段で受信する無線信号の送信先のアドレスが記憶手段に記憶している識別符号と一致し且つ当該無線信号に前記情報が含まれている場合にのみ、当該無線信号に含まれる機器番号と、当該無線信号の送信元のアドレスである特定の火災警報器の識別符号とを記憶することを特徴とする請求項３記載の火災警報システム。

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