JP5350993B2 - 防災用無線機器 - Google Patents

Description

本発明は、火災検知して電文を受信機側に無線送信して警報させる無線式感知器などの防災用無線機器に関する。

従来、火災を監視する無線式の防災監視システムにあっては、ビルの各フロアといった警戒区域に複数の無線式感知器を設置し、無線式感知器で火災を検出した時、火災を示す電文をフロア単位に設置した無線受信用中継器に無線送信する。また途中に電波中継器を設置し、無線式感知器からの電文を中継する。

無線受信用中継器は受信機からの感知器回線に接続されており、火災を示す電文を受信すると、リレー接点やスイッチング素子のオンにより感知器回線に発報電流を流して火災発報信号を受信機に送信する。受信機は、この火災発報信号を受信すると、音響等の手段により火災警報を出す。

このような無線防災システムによれば、一般的に天井裏等に敷設される感知器回線の一部を不要にでき、配線工事が簡単になり、感知器の設置場所も配線等の制約を受けずに決めることができる。また、感知器増設等のシステム変更にも容易に対応できる。

また無線防災システムにあっては、施工時及び運用後は定期的に無線式感知器の試験操作により試験通信を行うことによりシステムが正常に動作する通信環境にあることを確認している。

特開２００８−００４０３３号公報 特開２００１−２９２０８９号公報

しかしながら、このような従来の無線式感知器の試験にあっては、感知器に設けた試験操作スイッチを担当者が操作したり、試験治具を近づけたりすることによって感知器から試験通信を行わせるが、試験通信の際に感知器の近傍に人体や試験治具が存在する状況では、電波の発射の状態が変化してしまうことがあり、このため試験通信による通信環境の確認が正確にできないという問題がある。

本発明は、試験通信より通信環境の確認が正確にできることを可能とする防災用無線機器を提供とすることを目的とする。

本発明は、イベント発生時にイベント内容を示す無線信号を送信する防災用無線機器に於いて、
外部からの操作により動作する試験操作部と、
試験操作部が動作した後に非動作状態に復旧してから所定時間を経過した時に試験通信を行う試験通信部と、
試験操作部の動作を表示する試験操作表示部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、試験操作部は試験用磁石部材の近接による所定値を超える磁気を検出して磁気検出信号を出力する磁気検出素子であり、
試験通信部は、磁気検出素子が磁気検出信号を出力した後に磁気検出信号の出力が断たれてから所定時間を経過した時に試験通信を行う。

試験操作表示部は磁気検出素子が磁気検出信号を出力している間に亘り表示部を動作させる。または、磁気検出素子が磁気検出信号を出力し始めてから試験通信を始めるまたは終了するまでの間に亘り表示部を動作させる。更に試験操作表示部は、試験通信部による試験通信に対応して表示部を動作させても良い。

また、試験操作部は試験用磁石部材の近接によりオンする試験スイッチであり、
試験通信部は、試験スイッチをオンした後にオフしてから所定時間を経過した時に試験通信を行い、
試験操作表示部は試験スイッチをオンしている間に亘り表示部を動作させる。

また、試験操作部は外部からの操作によりオンする試験スイッチであり、
試験通信部は、試験スイッチをオンした後にオフしてから所定時間を経過した時に試験通信を行い、
試験操作表示部は試験スイッチをオンしている間に亘り表示部を動作させる。

本発明によれば、操作者の操作または治具の使用により試験操作を行ってから所定時間を経過して人体や試験治具が離れた時に無線信号を送信する試験送信を行うようにしたため、試験送信の電波が発射される時に無線機器の近くに人体や試験治具が存在せず、人体や試験治具の影響を受けることなく、通信環境を正確に確認することができる。

また、本発明の試験操作は、試験操作とその後の試験操作解除を必要とし、試験操作解除から所定時間経過後に試験通信が行われることから、試験操作の際に操作表示を行うことで、防災機器に試験操作が有効に受け付けられたことを表示し、表示を確認して試験操作の解除を行えば良く、操作表示を見ることで担当者は操作状況が分かり易くなり、確実に試験操作を行うことができる。

また、磁気検出素子が磁気検出信号を出力し始めてから試験通信を始めるまたは終了するまでの間に亘り表示部を動作させることにより、試験治具を取り外したときに所定の時間に亘り表示部が動作していることから、試験治具により表示灯が見えない状態であっても操作者にとって操作状況がわかりやすくなる。

更に、試験操作解除から所定時間経過後に行う試験通信の間、表示部を動作させることで、試験通信により実際に電波が発射されている様子が分かり、試験通信を簡単に確認できる。

本発明による防災無線機器が使用される無線防災システムを示した説明図 図１の無線防災システムで送受信する無線信号の電文フォーマットを示した説明図 本発明の実施形態となる無線式感知器における通信試験の様子を示した説明図 図３の無線式感知器の実施形態を示したブロック図 図３の無線式感知器における試験通信を示したタイムチャート 図３の無線式感知器における処理動作を示したフローチャート 図３の無線式感知器における他の試験通信を示したタイムチャート 磁気感応スイッチを用いた本発明による無線式感知器の他の実施形態を示したブロック図 試験操作スイッチを用いた本発明による無線式感知器の他の実施形態を示したブロック図

図1は本発明による防災無線機器の実施形態となる無線式感知器が使用された無線防災システムを示した説明図である。図1において、監視対象となる建物１１の１Ｆには無線受信用中継器１２−１〜１２−３が設置され、火災受信機であるＰ型受信機１０から階別に引き出された感知器回線１８−１〜１８−３に接続されている。

１Ｆ〜３Ｆの各階には、本実施形態の無線式感知器１６−１１〜１６−１４、１６−２１〜１６−２４、及び１６−３１〜１６−３４が設置されている。また無線受信用中継器１２−１〜１２−３に対し、距離が離れている無線式感知器からの電波の減衰による信号を防ぐために電波中継器１４−１〜１４−３を設置している。

無線式感知器１６−１１〜１６−３４及び電波中継器１４−１〜１４−３のそれぞれには、機器ＩＤを使用した固有のノードＩＤが予め登録されている。

無線式感知器１６−１１〜１６−１４は火災による温度又は煙濃度が所定の範囲にあるときに火災イベントの発生と判断し、火災を示す電文信号（以下、単に「電文」という）を間欠的に無線送信する。

この間欠送信は、同一の電文データを例えば１８回連続して所定の送信時間Ｔ１に亘り送信する送信動作を、所定の送信休止時間Ｔ２を挟んで３回繰り返し、続いて所定の方法により生成したランダム休止時間Ｔ６を空け、同様に同一の電文データを１８回連続して所定の送信時間Ｔ１に亘り送信する送信動作を、所定の送信休止時間Ｔ２を挟んで３回繰り返し、これを１セットの送信動作としている。

また無線式感知器１６−１１〜１６−１４は、試験操作による試験イベント、或いはセンサ障害などの障害イベントの発生を検出したときにも、１セットの電文送信動作を行う。

電波中継器１４−１と無線受信用中継器１２−１のそれぞれには、親子関係に基づいて電文を受信する子ノードとしての送信元を特定するノードＩＤが予め登録されている。即ち、無線受信用中継器１２−１には子ノードとなる無線式感知器１６−１３，１６−１４及び電波中継器１４−１のノードＩＤが予め登録されている。また電波中継器１４−１には、子ノードとなる無線式感知器１６−１１，１６−１２のノードＩＤが予め登録されている。

なお、２Ｆ及び３Ｆの無線受信用中継器１２−２，１２−３及び電波中継器１４−２，１４−３についても同様であり、無線受信用中継器１２−２は無線式感知器１６−２３，１６−２４及び電波中継器１４−２のノードＩＤを予め登録し、電波中継器１４−２は無線式感知器１６−２１，１６−２２のノードＩＤを登録し、無線受信用中継器１２−３は無線式感知器１６−３３，１６−３４及び電波中継器１４−３のノードＩＤを登録し、電波中継器１４−３は無線式感知器１６−３１，１６−３２のノードＩＤを登録している。

このような無線受信用中継器１２−１及び電波中継器１４−１に対するノードＩＤの登録により、電文を受信した際には、電文に含まれる送信元ＩＤと予め登録したノードＩＤとを比較し、例えば両者が一致したときに有効な電文として処理することになる。

電波中継器１４−１は、所定の間隔ごとに所定の短い時間だけ電波中継器１４−１が備えている無線通信部の受信回路を動作させて無線信号を送信している端末の有無を確認し、無線信号を送信している端末が存在する場合には受信回路を動作させる時間を延長して無線信号を確実に受信する、という動作を行っている。

無線信号を送信している端末の有無を確認する方法としては、電波中継器１４−１の受信回路に入力されている電波の強度を測定し、この電波の強度が所定の範囲内にある、例えばある閾値を上回っているときに無線信号を送信している端末があると判断する方法などがある。このような、所定の間隔ごとに所定の短い時間だけ線通信部の受信回路を動作させる動作を、間欠受信と呼ぶ。

電波中継器１４−１は間欠受信により無線式感知器１６−１１，１６−１２からの電文を受信した際には、電文の送信元ＩＤと登録しているノードＩＤとを比較し、両者が一致したときに有効な電文として無線受信用中継器１２−１に対し中継送信する。電波中継器１４−１からの中継電文の送信は、同一の電文データを例えば４回連続して所定の送信時間に亘り送信する送信動作を、所定の送信休止時間を挟んで３回繰り返す。

無線受信用中継器１２−１の無線通信部の受信回路は、常時受信状態となっており、子ノードとして割り当てられた無線式感知器１６−１３，１６−１４からの電文を受信した際に、電文の送信元ＩＤと登録しているノードＩＤとを比較し、両者が一致したときに有効な電文として受信処理し、処理結果をＰ型受信機１０に送信する。

無線受信用中継器１２−１は、受信した電文が無線式感知器からの火災を示す電文であった場合、Ｐ型受信機１０に対し感知器回線１８−１に対する接点出力として発報電流を流すことで火災発報信号を送信する。

また無線受信用中継器１２−１は電波中継器１４−１を経由して無線式感知器１６−１１，１６−１２から電文を受信した場合にも、電文に含まれる送信元ＩＤと予め登録したノードＩＤとの一致により有効な電文として受信し、受信結果をＰ型受信機１０に送信する。

更に無線受信用中継器１２−１は、割り当て対象となっていない無線式感知器１６−１１，１６−１２より直接、電文を受信した場合についても、受信した電文の送信元ＩＤと追加登録されたノードＩＤと比較し、両者が一致したときに有効な電文として処理し、処理結果をＰ型受信機１０に送信することになる。

また電波中継器１４−１及び無線式感知器１６−１１〜１６−１４が正常に動作していること、即ち持ち去りや電池切れが発生していないことを監視するため、電波中継器１４−１及び無線式感知器１６−１１〜１６−１４は定期通報電文を定期的に送信する。

無線式感知器１６−１１〜１６−１４及び電波中継器１４−１からの定期通報電文の送信に対し、無線受信用中継器１２−１は、電文の送信元ＩＤと登録したノードＩＤの一致により有効な電文として受信したとき、登録したノードＩＤごとに設けている定期通報タイマをリセットスタートしている。しかしながら、定期的に定期通報電文が受信されずに定期通報タイマが所定時間を超えてタイムアップした場合には、そのノードが正常に動作していない定期通報異常であることを判断し、Ｐ型受信機１０に対し障害発生を通知する。

この障害発生通知は、例えばＰ型受信機１０からの感知器回線１８−１に接続している終端抵抗を切り離して擬似的に断線状態を作り出すことで、定期通報異常による障害発生を通知する。

図２は図１の無線防災システムで送受信する電文を示した説明図である。図２において、電文フォーマット４８は、位相修正信号５０、送信元ＩＤ５２、電文内容５４及びエラーチェックコード５６で構成される。受信側では、送信元ＩＤ５２を見て登録されているノードかどうか判断してから、電文内容９８を見て電文の意味を判断して処理する。

位相修正信号５０は所定ビット長の「１０１０１０・・・・１０」で繰り返すプリアンブル信号であり、これにより無線通信部に設けた受信用ＰＬＬの位相同期による受信準備を行うことが出来る。送信元ＩＤ５４には送信元となる機器のノードＩＤが設定され、例えば３２バイトのデータとなる。電文内容５４は火災情報や障害情報などが設定される。

図３は本発明による無線式感知器の通信試験の様子を示した説明図である。無線式感知器１６の内部の回路基板などには、試験操作部として機能する磁気検出素子２０が内蔵されている。通信試験の際には、試験担当者が試験治具２８の先端に配置した試験用磁石２６を無線式感知器１６に内蔵している磁気検出素子２０の近傍に近づけると、試験用磁石２６の発生する磁力線が磁気検出素子２０を通過し、所定値を超える磁気（磁束密度）が得られた時に磁気検出素子２０は磁気検出信号を出力する。

磁気検出素子２０としてはホール素子を使用することができる。ホール素子は等価的に抵抗ブリッジ回路で表すことができ、磁気を受けると抵抗ブリッジ回路の平衡が崩れ、磁気の強さに応じた磁気検出信号を出力する。またホールセンサにはＳ極またはＮ極のみを検出する単極検出型と、Ｓ極またはＮ極の両方を検出する両極検出型があるが、本実施形態にあっては、どちらを使用してもよい。

試験用磁石２６の近接で磁気検出素子２０から磁気検出信号が出力されると、これによる試験操作が行われたものと判断し、発報表示灯として設けているＬＥＤ２２を点灯し、試験操作が受け付けられたことを表示する。

試験担当者はＬＥＤ２２の点灯による試験操作の受け付けを確認したならば、試験用磁石２６を無線式感知器１６から遠ざけて試験操作を復旧させる。このため磁気検知素子２０からそれまで出力されていた磁気検出信号が試験用磁石２６を離すことによって断たれ、磁気検出信号が断たれてから所定時間Ｔ、例えば Ｔ＝１〜３秒の範囲に定めた所定時間が経過すると、無線式感知器１６から試験通信による電波が送信される。

図４は図３の無線式感知器の実施形態を示したブロック図である。図４において、無線式感知器１６は、プロセッサ３０、送信回路４６を備えた無線通信部３２、アンテナ３４、メモリ３６、センサ部３２、表示部４０、試験操作部４２及び電池電源４４で構成される。

センサ部２２は例えばサーミスタなどを用いた温度検出部２２である。表示部４０にはＬＥＤ２４が設けられ、発報表示灯および試験操作の表示部として機能する。試験操作部４２には本実施形態にあっては、磁気検出素子２０が設けられている。

無線通信部２２には送信回路４６が設けられており、日本国内の場合には例えば４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格に従った無線通信を行う。なお無線式感知器１６にあっては、受信機側に電文を送信するだけであることから、受信回路を設けていない。

また、無線通信部２２のチャンネル周波数は４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線局標準規格で使用可能な４つのチャンネル周波数ｆ１〜ｆ４のいずれか１つを使用する。チャンネル周波数は図１の各階で同じにしても良いし、混信を避けるために例えば隣接する階では異なるチャンネル周波数を使用しても良い。

プロセッサ３０にはプログラムの実行により実現する機能として感知器処理部５８、試験通信部６０及び試験操作表示部６２が設けられている。

感知器処理部５８はセンサ部３８から出力される例えば温度検出信号を予め定めた閾値と比較し、閾値を超えたときに火災イベントの発生と判断し、火災を示す電文を無線通信部３２の送信回路４６からアンテナ３４を介して無線送信する。

また感知器処理部５８は電源投入直後に機器ＩＤとして知られたノードＩＤを送信元ＩＤにセットした起動電文を送信し、電波中継器１４−１や無線受信用中継器１２−１が登録待ち受け中だった場合には電波中継器１４−１にノードＩＤを登録させる。ここでは、電波中継器１４−１や無線受信用中継器１２−１は、それぞれの機器が持つスイッチ等に対して所定の操作を加えることによって、登録待ち受けを開始するものとする。

更に、感知器処理部５８は火災イベント以外に、復旧、電池切れ、障害、定期通報を含むイベント発生を検出し、送信処理を行わせる。

試験通信部６０は、試験操作部４０に設けた磁気検出素子２０が図３に示したように試験用磁石２６の接近による磁気を受けて磁気検出信号を出力した後に、試験用磁石２６を遠ざけることで磁気検出信号の出力が断たれてから所定時間Ｔを経過した時に試験通信を行う。

この試験通信は、図２の電文フォーマット４８の電文データを例えば１８回連続して所定の送信時間Ｔ１に亘り送信する送信動作を、所定の送信休止時間Ｔ２を挟んで３回繰り返し、続いて所定の方法により生成したランダム休止時間Ｔ６を空け、同様に同一の電文データを１８回連続して所定の送信時間Ｔ１に亘り送信する１セットの送信動作となる。

試験操作表示部６２は、磁気検出素子２０が磁気検出信号を出力している間に亘り表示部４０のＬＥＤ２４を例えば点灯動作させ、試験用磁石２６を近づけることによる試験操作を受け付けたことを報知する。

図５は図４の実施形態における試験通信を示したタイムチャートであり、図５（Ａ）は磁気検出素子２０から磁気検出信号として出力される試験操作信号、図５（Ｂ）は試験通信動作、図５（Ｃ）はＬＥＤ２４に対する試験操作表示信号を示している。

図５において、図３に示したように、試験用磁石２６を試験治具２８を用いて天井面などに設置している無線式感知器１６に近づけると、時刻ｔ１で磁気検出素子２０が所定値を超える磁気を検出して試験操作検出信号（磁気検出信号）をオンする。同時に試験操作検出信号に基づき試験操作表示信号がオンしてＬＥＤ２４に出力され、ＬＥＤ２４が点灯する。

試験担当者はＬＥＤ２４のオンにより試験操作の受け付けを確認したら、図３に示した試験用磁石２６を遠ざける復旧操作を行うことから、時刻ｔ２で磁気検出素子２０の出力となる試験操作信号がオフとなって断たれる。

続いて時刻ｔ２でタイマをスタートして経過時間を監視し、所定時間Ｔ、例えばＴ＝３秒を経過した時刻ｔ３から試験通信を介しして１セットの試験電文を無線送信する。

図６は図４の無線式感知器１６による処理動作を示したフローチャートであり、プロセッサ３０によるプログラムの実行により実現される。図６において、無線式感知器の処理は、ステップＳ１で初期化及び自己診断を行った後、正常であればステップＳ２に進み、感知器処理を実行する。

ステップＳ２の感知器処理は、火災、障害などのイベント発生が判別された時に、イベント内容に応じた試験電文を電文データとした１セットの電文送信を開始する。また定期通報タイマがタイムアップしたか否か判別しており、定期通報タイマのタイムアップを判別すると、定期通報電文を間欠送信した後、定期通報タイマをリセットスタートする。

続いて図３に示したように、試験用磁石２６を試験治具２８を用いて天井面などに設置している無線式感知器１６に近づける試験操作検出をステップＳ３で判別するとステップＳ４に進み、ステップＳ４で試験用磁石２６を遠ざける復旧操作を判別すると、ステップＳ５で経過時間を監視して所定時間Ｔ、例えばＴ＝３秒の経過を判別するとステップＳ６に進んで試験通信により１セットの試験電文を無線送信する。

図７は図４の実施形態における他の試験通信を示したタイムチャートであり、図７（Ｃ）に示すように、試験操作検出信号（磁気検出信号）に基づく試験操作表示信号のオンによりＬＥＤ２４を点灯した後、時刻ｔ３〜ｔ４の試験通信動作の時間の間、ＬＥＤ２４を点滅駆動して、試験通信により電波が発射されていることを確認できるようにしている。そり以外の点は図５のタイムチャートと同じになる。なお、時刻ｔ３〜ｔ４の試験通信動作の表示は、ＬＥＤ２４の点灯または明滅であっても良い。

図８は本発明による無線式感知器の他の実施形態を示したブロック図である。本実施形態にあっては、試験操作部４０に図３に示した試験用磁石２６の近接による磁力を受けてオンする磁気感応スイッチ６４を設けたことを特徴とし、それ以外の点は図４の実施形態と同じである。

磁気感応スイッチ６４としてはガラス封入型のリードスイッチなどを使用する。このように試験操作部４２に磁気感応スイッチ６４を設けたことにより、磁気検出素子に比べコストを低減できる。

図９は本発明による無線式感知器の他の実施形態を示したブロック図である。本実施形態にあっては、試験操作部４０に試験担当者の直接操作でオン、オフする試験操作スイッチ６６を設けたことを特徴とし、それ以外の点は図４の実施形態と同じである。試験操作スイッチ６６としては例えばディップスイッチなどを使用する。

なお、上記の実施形態にあっては、防災無線機器として無線式感知器を例に取るものであったが、これ以外に、ガス漏れ、盗難などの異常を検知して無線送信する適宜の無線システムにおける無線機器に適用することができる。

また上記の実施形態におけるフローチャートは処理の概略例を説明したもので、処理の順番等はこれに限定されない。また各処理や処理と処理の間に必要に応じて遅延時間を設けたり、他の判定を挿入する等が出来る。

また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：Ｐ型受信機
１２−１〜１２−３：無線受信用中継器
１４−１〜１４−３：電波中継器
１５：電源線
１６，１６−１１〜１６−３４：無線式感知器
１８−１〜１８−３：感知器回線
２０：磁気検出素子
２２：温度検出部
２４：試験用磁石
２６：試験用磁石
２８：試験治具
３０：プロセッサ
３２：無線通信部
３４：アンテナ
３６：メモリ
３８：センサ部
４０：表示部
４２：試験操作部
４４：電池電源
４６：送信回路
５８：感知器処理部
６０：試験通信部
６２：試験操作表示部
６４：磁気感応スイッチ
６６：試験操作スイッチ

Claims (7)

1. イベント発生時にイベント内容を示す無線信号を送信する防災用無線機器に於いて、
   外部からの操作により動作する試験操作部と、
   前記試験操作部が動作した後に非動作状態に復旧してから所定時間を経過した時に試験通信を行う試験通信部と、
   前記試験操作部の動作を表示する試験操作表示部と、
   を備えたことを特徴とする防災用無線機器。
   
2. 請求項１記載の防災用無線機器に於いて、
   前記試験操作部は試験用磁石部材の近接によって、磁気の強度が変化して所定の範囲内となったことを検出して磁気検出信号を出力する磁気検出素子であり、
   前記試験通信部は、前記磁気検出素子が磁気検出信号を出力した後に前記磁気検出信号の出力が断たれてから所定時間を経過した時に試験通信を行うことを特徴とする防災用無線機器。
   
3. 請求項１又は２記載の防災用無線機器に於いて、
   前記試験操作表示部は、前記磁気検出素子が磁気検出信号を出力している間に亘り表示部を動作させることを特徴とする防災用無線機器。
   
4. 請求項１又は２記載の防災用無線機器に於いて、
   前記試験操作表示部は、前記磁気検出素子が磁気検出信号を出力し始めてから、試験通信を送信し始めるまたは送信終了するまでの間に亘り、表示部を動作させることを特徴とする防災用無線機器。
   
5. 請求項１又は２記載の防災用無線機器に於いて、前記試験操作表示部は、更に前記試験通信部による試験通信に対応して表示部を動作させることを特徴とする防災用無線機器。
   
6. 請求項１記載の防災用無線機器に於いて、
   前記試験操作部は試験用磁石部材の近接によりオンする試験スイッチであり、
   前記試験通信部は、前記試験スイッチをオンした後にオフしてから所定時間を経過した時に試験通信を行い、
   前記試験操作表示部は前記試験スイッチをオンしている間に亘り表示部を動作させることを特徴とする防災用無線機器。
   
7. 請求項１記載の防災用無線機器に於いて、
   前記試験操作部は外部からの操作によりオンする試験スイッチであり、
   前記試験通信部は、前記試験スイッチをオンした後にオフしてから所定時間を経過した時に試験通信を行い、
   前記試験操作表示部は前記試験スイッチをオンしている間に亘り表示部を動作させることを特徴とする防災用無線機器。

Images