JP5222123B2 - 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。

従来から、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が義務付けられており、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提供されている。このような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が各々火災を感知する機能と警報音を鳴動する機能とを有しており、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。

ここで、上述の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、その際に各火災警報器が勝手に無線信号を伝送すると無線信号が衝突する虞がある。このような衝突を回避するものとして、複数の火災警報器がＴＤＭＡ（時分割多元接続）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知られており、例えば特許文献１に開示されている。この従来例では、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。但し、上記従来例では、常時同期信号を送信するために火災警報器の電源を電池とした場合に電池の消耗が激しく、長期間に亘ってメンテナンス無しに使用する用途に適さない。そこで、全ての無線通信をＴＤＭＡ方式による同期通信にするのではなく、火災を検知して各火災警報器が連動するまでは間欠送信・間欠受信による非同期通信で無線通信を行うのが望ましい。
特開２００６−３４３９８３号公報

ところで、上述のような火災警報システムでは、一乃至複数の子器と、全ての子器との間で通信可能な位置に配設される親器とからシステムが構成されるのが一般的である。このような構成では、親器は、何れかの子器から送信された火災警報メッセージを含む無線信号を受信した場合に全ての子器に対して火災警報メッセージを含む無線信号を送信するとともに、各子器が正常に動作しているか否かの確認を行うために定期的に定期監視メッセージを含む無線信号を全ての子器に対して送信する。各子器では、火災警報メッセージ若しくは定期監視メッセージを含む無線信号を受信すると、メッセージを受信した旨を知らせる応答メッセージを親器に対して返信する。この各子器からの応答メッセージを含む無線信号を親器において全て受信することで、親器と各子器との間の通信パスの正常性を確認する。

しかしながら、上述のように間欠送信・間欠受信による非同期通信で無線通信を行う場合には、各子器から親器へ返信する応答メッセージを含む無線信号が衝突する可能性があり、衝突した場合には親器に応答メッセージを含む無線信号が届かず、親器は再度火災警報メッセージ若しくは定期監視メッセージを含む無線信号を送信しなければならない。このため、全ての子器からの応答メッセージを含む無線信号を受信するまでに要する時間が長くなる虞があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、全ての子器からの応答メッセージを含む無線信号を受信するまでに要する時間を短縮することのできる火災警報システムを提供することを目的とする。

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、その火災警報器のうち他の全ての火災警報器との間で通信可能な位置に配設される火災警報器を親器とするとともに、親器を除いた全ての火災警報器を子器とし、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、無線信号を送受信する送受信手段と、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させ、且つ他の火災警報器から送信される無線信号を受信して火災警報メッセージを受け取った時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を具備し、親器の制御手段は、何れかの子器から送信された火災警報メッセージを含む無線信号を受信した場合に予め設定された特定の子器に対して火災警報メッセージを含む無線信号を送信するとともに、各子器が正常に動作しているか否かの確認を行うために定期的に定期監視メッセージを含む無線信号を前記特定の子器に対して送信し、前記特定の子器の制御手段は、親器から送信された火災警報メッセージ又は定期監視メッセージを含む無線信号を受信すると親器に対してメッセージを受信した旨を知らせる応答メッセージを含む無線信号を返信し、前記親器の制御手段は、各子器から送信される無線信号の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に基づいて所望の電波を受信できるか否かを確認し、受信信号強度表示信号が最も小さい子器を前記特定の子器に設定することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、特定の子器のみから応答メッセージを含む無線信号を返信させることで、複数の子器から応答メッセージを含む無線信号を返信させる場合のように無線信号が衝突することがなく、更に応答メッセージを含む無線信号を受信するまでに要する時間を短縮することができる。また、受信信号強度表示信号が最も小さい、即ち、最も無線環境の悪い子器を特定の子器に設定することで、当該子器から応答メッセージを含む無線信号の返信があれば他の全ての子器においても火災警報メッセージ若しくは定期監視メッセージを含む無線信号を受信できているとみなすことができる。

以下、本発明に係る火災警報システムの実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図２に示すように、複数台（図示では２台）の火災警報器ＴＲから構成されている。尚、以下の説明では、火災警報器ＴＲを個別に示す場合には火災警報器ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲｎと表記し、総括して示す場合には火災警報器ＴＲと表記するものとする。

火災警報器ＴＲは、アンテナ３を介して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を介して受信する無線送受信部２と、ブザー音や音声メッセージ等による火災警報（以下、「警報音」と呼ぶ）をスピーカから鳴動する等して報知する警報部５と、マイコンや書換可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ等）を主構成要素とし火災感知部４で火災を感知した時に警報部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（以下、単に「火災警報メッセージ」と呼ぶ）を無線送受信部２より送信させる制御部１と、警報音の鳴動を停止するための操作入力等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。尚、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おり、図示しないＲＯＭ等の記憶手段に記憶されている。

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、炎等を検出することで火災を感知するものである。尚、無線送受信部２及び火災感知部４は従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略するものとする。

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機能を実現する。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る、或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」等）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。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場合でも、制御部１は警報部５を制御して警報音を鳴動させる。

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と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、本実施形態の制御部１では、上記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限り長くするため、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期間とする）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。尚、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が行っている。この受信チェックは従来周知であるので、ここでは詳細な説明は省略するものとする。

更に、特定の火災警報器ＴＲ１（以下、「親器」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、「子器」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（以下、単に「定期監視メッセージ」と呼ぶ）を送信させる。尚、親器ＴＲ１は全ての子器ＴＲ２，…との間で通信可能な位置に配設され、親器ＴＲ１と全ての子器ＴＲ２，…との間で通信パスを確立できるようになっている。子器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（例えば、１時間毎）で監視するとともに、その監視結果をメモリに記憶している。そして、親器ＴＲ１から定期監視メッセージを受け取った時に、定期監視メッセージを受信した旨を知らせるとともにメモリに記憶している監視結果を通知するための応答メッセージを含む無線信号（以下、単に「応答メッセージ」と呼ぶ）を親器ＴＲ１に返信する。

親器ＴＲ１の制御部１は、定期監視メッセージを送信した後、無線送受信部２を受信状態に切り換えて各子器ＴＲ２，…から送信される無線信号を受信する。ここで、親器ＴＲ１の制御部１は、定期監視メッセージを送信してから所定時間内に応答メッセージを送信してこない子器ＴＲ２，…がある場合、或いは、何れかの子器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等して子器ＴＲ２，…に異常が発生したことを知らせる機能も有している。尚、親器ＴＲ１及び子器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ようになっている。

また、親器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器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器ＴＲ２，…から火災警報メッセージを受信した後においては、無線送受信部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周期が複数のタイムスロットに分割され、全ての子器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、親器ＴＲ１から子器ＴＲ２，…へのメッセージは同期信号に含めて送信され、子器ＴＲ２，…から親器ＴＲ１へのメッセージを含む無線信号は、各子器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。尚、各火災警報器ＴＲに対するタイムスロットの割り当ては、後述する親器ＴＲ１への子器ＴＲ２，…の登録時に行われる。

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は、図３に示すように、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、親器ＴＲ１の識別符号（以下、「親器ＩＤ」と呼ぶ）、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、全てのビットを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が親器ＴＲ１から全ての子器ＴＲ２，…に同報される。尚、制御部１は非同期で無線信号を伝送している時には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方式で送受信する時は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。

以下、図１（ａ）のタイムチャートを用いて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について説明する。例えば、子器ＴＲ２において火災感知部４が火災を感知すると、子器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Ｍ１を全ての火災警報器ＴＲに宛てて送信する。この際、送信元の子器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Ｍ１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、火災元の子器ＴＲ２が他の火災警報器ＴＲに対しメッセージを送信することが十分可能である。しかしながら、上述したように親器ＴＲ１は各子器ＴＲ２〜ＴＲ５に対して定期監視を行っており、親器ＴＲ１と各子器ＴＲ２〜ＴＲ５との間では通信パスの正常性が確認されているが、子器ＴＲ３〜ＴＲ５間の通信パスは確認されていないため、例えば障害物等の影響によっては何れかの子器ＴＲ２〜ＴＲ５にメッセージが届かない可能性もある。

そこで、火災警報メッセージＭ１を受信した親器ＴＲ１の制御部１は、送信元の子器ＴＲ２を除く他の子器ＴＲ３〜ＴＲ５に対して火災警報メッセージＭ１を複数回連続して送信する。他の子器ＴＲ３〜ＴＲ５の制御部１では、子器ＴＲ２又は親器ＴＲ１から送信された火災警報メッセージＭ１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Ｍ１を受信した旨を知らせる応答メッセージＡＣＫを無線信号によって送信する。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が火災警報を報知することを、以下では「火災連動」と呼ぶ。

親器ＴＲ１の制御部１は、他の全ての子器ＴＲ３〜ＴＲ５から応答メッセージＡＣＫを受け取ると、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を子器ＴＲ２に、２番目のタイムスロットを子器ＴＲ３に、３番目のタイムスロットを子器ＴＲ４に、４番目のタイムスロットを子器ＴＲ５にそれぞれ割り当てている。

ここで、親器ＴＲ１は各子器ＴＲ２〜ＴＲ５に対して定期監視を行っており、親器ＴＲ１と各子器ＴＲ３〜ＴＲ５との間では通信パスの正常性が確認されているが、子器ＴＲ２〜ＴＲ５間の通信パスは確認されていない。したがって、子器ＴＲ２，…が多数配置された場合、子器ＴＲ２，…間の通信パスの数は非常に多くなり、子器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を親器とし、その他の火災警報器ＴＲ２，…を子器として親器ＴＲ１から各子器ＴＲ２，…に火災警報メッセージやその他のメッセージを送信することで、相互に通信パスが確立できない子器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。

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、上述のように親器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、親器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器ＴＲ２，…に繰り返し送信している。そして、各子器ＴＲ２，…の制御部１では、親器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（親器）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（子器）ＴＲ２，…を割り当ててＴＤＭＡ方式で無線通信を行うことで衝突を回避することができる。また、親器ＴＲ１から他の全ての子器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ても、何らかの原因（例えば、新たなノイズ源の発生や突然の故障等）によって何れかの子器ＴＲ２，…と親器ＴＲ１との通信パスが確立できないことがある。そこで、親器ＴＲ１の制御部１では、何れかの子器ＴＲ３〜ＴＲ５（例えば、ＴＲ５）から応答メッセージ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無線送受信部２から送信させ、当該子器ＴＲ５から応答メッセージ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。このように構成することで、親器と各子器との間の通信パスをより確実に確立することができる。但し、火災警報メッセージを所定回数送信しても子器ＴＲ５から応答メッセージＡＣＫを受け取ることができなければ、親器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、或いは定期監視において電池切れ有りの応答メッセージを受け取った子器ＴＲ２，…に対して、親器ＴＲ１の制御部１が上述した火災警報メッセージの再送を行わないようにしたり、再送回数を減らしたり、或いは当該子器ＴＲ２，…からの応答メッセージＡＣＫ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構成しても構わない。但し、定期監視における応答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器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、親器ＴＲ１の制御部１が火災警報メッセージ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知されていない状態（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。即ち、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器（例えば、ＴＲ２）並びに親器ＴＲ１から他の全ての子器ＴＲ３，…に火災警報メッセージが送信されることで親器ＴＲ１と子器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が親器ＴＲ１であれば親器ＴＲ１から全ての子器ＴＲ２，…に対して警報音の停止を要求する警報停止メッセージを含む無線信号（以下、単に「警報停止メッセージ」と呼ぶ）を送信することにより、或いは、当該火災警報器ＴＲが子器ＴＲ２，…であれば当該子器ＴＲ２，…から警報停止メッセージを受け取った親器ＴＲ１が他の子器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、親器ＴＲ１の制御部１は図示しないメモリに親器ＴＲ１並びに各子器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、親器ＴＲ１の制御部１では所定の警報音停止時間（例えば、５分間）の計時を開始する。そして、警報音停止時間が経過した後、親器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を通知する復旧通知メッセージを含む無線信号（以下、単に「復旧通知メッセージ」と呼ぶ）を送信することで火災連動状態から待機状態に遷移する。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器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、親器ＴＲ１を火元とする火災連動状態（連動鳴動状態）において、火元でない子器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器ＴＲ４から警報停止メッセージＭ２が送信されると、警報停止メッセージＭ２を受け取った親器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計時を行う。但し、火元である親器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後、親器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器ＴＲ２〜ＴＲ４に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Ｍ１を同期信号により各子器ＴＲ２〜ＴＲ４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、親器ＴＲ１の制御部１は警報音停止時間が経過した後に同期信号によって各子器ＴＲ２〜ＴＲ４に復旧通知メッセージＭ３を送信し、全ての子器ＴＲ２〜ＴＲ４から返信される応答メッセージ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、子器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器ＴＲ４の火災感知部４が火災を検出しなくなれば、子器ＴＲ４から親器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器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を各子器ＴＲ２，…に送信する。そして、全ての子器ＴＲ２，…から返信される応答メッセージＡＣＫを親器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、子器ＴＲ３）で火災が検出された場合、初めの火元である子器ＴＲ４から復旧通知メッセージを受け取った親器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、子器ＴＲ３が火災検出中であることから復旧通知メッセージＭ３を送信せず、引き続き火災警報メッセージＭ１を送信することで火災連動状態を維持する。

以下、火災連動状態における親器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説明する。待機状態において何れかの子器ＴＲ２，…から火災警報メッセージを受け取ると（Ｓ１）、親器ＴＲ１の制御部１はメモリに各子器ＴＲ２，…で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（Ｓ２）、一方、火元の子器ＴＲ２，…から復旧通知メッセージを受け取れば（Ｓ３）、当該子器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（Ｓ４）。火災連動状態において何れの子器ＴＲ２，…からも復旧通知メッセージを受け取っていない時に何れかの子器ＴＲ２，…から警報停止メッセージを受け取った場合（Ｓ５）、親器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送信させる（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（Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）、警報音停止時間が経過したら（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が残っているか否かを判断し（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送信させ（Ｓ１０）、一方、全ての火災警報器ＴＲ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送信させる（Ｓ１１）。

ここで、何れかの子器ＴＲ２，…が復旧通知メッセージに対して応答メッセージを返信しなかった場合、親器ＴＲ１の制御部１は、再度復旧通知メッセージを無線送受信部２から送信させ、当該子器ＴＲ２，…から応答メッセージを受け取った時点、若しくは復旧通知メッセージを所定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器ＴＲ１が故障して同期信号が送信されなくなった場合、子器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、子器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無線送受信部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火災警報器ＴＲには製造段階において親器ＴＲ１と子器ＴＲ２，…の区別無く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、本実施形態の親器ＴＲ１の制御部１は、各子器ＴＲ２，…の識別符号（子器ＩＤ）をメモリに記憶させるとともに各子器ＴＲ２，…に対して重複の無い様に機器番号を割り当てる登録機能を有している。即ち、予め親器ＴＲ１に各子器ＴＲ２，…を登録しておけば、親器ＴＲ１の識別符号（親器ＩＤ）をヘッダＨＤに含めるとともに、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器ＩＤとを組み合わせることで、ヘッダＨＤのビット長を長くすることなく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ことができる。したがって、無線信号の送受信時間が短くなり、結果として電池の消耗を抑えることができる。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、子器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、親器ＴＲ１には「０」の機器番号を割り当てている。尚、上記登録機能は従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略するものとする。

ところで、本実施形態では、待機状態においては間欠送信・間欠受信による非同期通信であるために子器ＴＲ２，…からの応答メッセージが同時に親器ＴＲ１に送信されて衝突する虞がある。衝突した場合には親器ＴＲ１に応答メッセージが届かないことから親器ＴＲ１は全ての子器ＴＲ２，…から応答メッセージを受け取るまでメッセージを再送信し、結果として全ての子器ＴＲ２，…から応答メッセージを受け取るまでに要する時間が長くなり、例えば火災検知時に待機状態から火災連動状態（連動鳴動状態）への遷移が遅れてしまう虞がある。

そこで、図１（ｂ）に示すように、子器ＴＲ２，…に予め設定された子器ＩＤに応じて待機時間Ｔ１〜Ｔ３を設定し、火災警報メッセージＭ１又は定期監視メッセージＭ４を受信してから待機時間Ｔ１〜Ｔ３を経過した後に応答メッセージＡＣＫを送信する。即ち、図１（ｂ）に示す例では、子器ＴＲ２は親器ＴＲ１からのメッセージを受信すると直ぐに応答メッセージＡＣＫを返信し、子器ＴＲ３は親器ＴＲ１からのメッセージを受信して待機時間Ｔ１が経過した後に応答メッセージＡＣＫを返信し、子器ＴＲ４は親器ＴＲ１からのメッセージを受信して待機時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）が経過した後に応答メッセージＡＣＫを返信し、子器ＴＲ５は親器ＴＲ１からのメッセージを受信して待機時間Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ２）が経過した後に応答メッセージＡＣＫを返信する。而して、各子器ＴＲ２，…から親器ＴＲ１に対して応答メッセージＡＣＫを送信するタイミングをずらすことで無線信号の衝突を回避することができ、結果として全ての子器ＴＲ２，…から応答メッセージＡＣＫを受け取るまでに要する時間を短縮することができる。尚、各子器ＴＲ２，…における待機時間は、例えば各子器ＴＲ２，…の子器ＩＤを任意の数で割った剰余に応じて設定してもよい。また、各子器ＴＲ２，…を親器ＴＲ１に登録した際に割り当てられた機器番号に応じて待機時間を設定しても構わない。

ところで、本実施形態では、間欠送信・間欠受信による非同期通信時に親器ＴＲ１から全ての子器ＴＲ２，…に対して火災警報メッセージ又は定期監視メッセージを送信し、全ての子器ＴＲ２，…から応答メッセージを受け取ることで親器ＴＲ１と各子器ＴＲ２，…との間の通信パスの正常性を確認し、次状態（例えば、待機状態から連動鳴動状態）に遷移するようになっているが、予め設定された特定の子器（例えば、ＴＲ２）のみに対して火災警報メッセージ又は定期監視メッセージを送信し、当該特定の子器ＴＲ２のみから親器ＴＲ１に対して応答メッセージを返信するように構成しても構わない。この場合、複数の子器ＴＲ２，…から応答メッセージを返信させる場合のように無線信号が衝突することがなく、更に応答メッセージを受信するまでに要する時間を短縮することができる。

尚、上記特定の子器は各子器ＴＲ２，…を親器ＴＲ１に登録する際に設定されるが、登録時に受信信号強度表示信号が最も小さい、即ち、最も無線環境の悪い子器（例えば、ＴＲ３）を特定の子器ＴＲ３に設定するのが望ましい。この場合、当該子器ＴＲ３から応答メッセージの返信があれば他の全ての子器ＴＲ２，…においても火災警報メッセージ若しくは定期監視メッセージを受信できているとみなすことができる。

本発明に係る火災警報システムの実施形態を示す図で、（ａ）は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タイムチャートで、（ｂ）は各子器から親器への応答メッセージの返信を説明するためのタイムチャートである。 同上の火災警報器のブロック図である。 同上の無線信号のフレームフォーマットを示す図である。 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及び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器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（親器）
ＴＲ２〜ＴＲ５ 火災警報器（子器）
Ｍ１ 火災警報メッセージ
Ｍ４ 定期監視メッセージ
ＡＣＫ 応答メッセージ
Ｔ１〜Ｔ３ 待機時間

Claims (1)

1. 複数の火災警報器を備え、その火災警報器のうち他の全ての火災警報器との間で通信可能な位置に配設される火災警報器を親器とするとともに、親器を除いた全ての火災警報器を子器とし、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、無線信号を送受信する送受信手段と、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させ、且つ他の火災警報器から送信される無線信号を受信して火災警報メッセージを受け取った時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を具備し、親器の制御手段は、何れかの子器から送信された火災警報メッセージを含む無線信号を受信した場合に予め設定された特定の子器に対して火災警報メッセージを含む無線信号を送信するとともに、各子器が正常に動作しているか否かの確認を行うために定期的に定期監視メッセージを含む無線信号を前記特定の子器に対して送信し、前記特定の子器の制御手段は、親器から送信された火災警報メッセージ又は定期監視メッセージを含む無線信号を受信すると親器に対してメッセージを受信した旨を知らせる応答メッセージを含む無線信号を返信し、
   前記親器の制御手段は、各子器から送信される無線信号の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に基づいて所望の電波を受信できるか否かを確認し、受信信号強度表示信号が最も小さい子器を前記特定の子器に設定することを特徴とする火災警報システム。

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