JP5906475B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線局が電波を媒体とする無線信号を送受信する無線通信システムに関する。

従来から、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、多箇所に設置し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いる。そして、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。これにより、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し、火災の発生を迅速且つ確実に知らせることができる。

上述の火災警報システムの一つとして、各火災警報器が自身を除く他の火災警報器から受け取ったメッセージを更に別の火災警報器に中継する、所謂マルチホップ通信を行うものが知られており、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の火災警報システムでは、何れかの火災警報器で中継ルート設定用スイッチを操作することで、中継ルートを設定することができる。

以下、この従来例における中継ルートの設定動作について簡単に説明する。中継ルート設定用スイッチに所定の操作入力が受け付けられた特定の火災警報器は、応答メッセージの返信を促す確認メッセージを含む無線信号をマルチキャストで送信する。次に、特定の火災警報器は、応答メッセージの返信があった下位の各火災警報器に、返信の無い火災警報器の探索を指令する探索メッセージを含む無線信号を順次送信する。そして、特定の火災警報器は、未だに応答メッセージの返信の無い火災警報器があれば、応答メッセージの返信があった更に下位の各火災警報器に順次探索メッセージを含む無線信号を送信させる。特定の火災警報器は、上記の動作を、自身を除く全ての火災警報器から応答メッセージを受信するまで繰り返す。

特開２０１１−４８５９６号公報

しかしながら、上記従来例では、各火災警報器間で無線信号を送受信可能であれば、その通信品質を問わずに中継ルートを設定してしまう。このため、上記従来例では、必ずしも通信品質の良い中継ルートを設定することができるわけではない。したがって、上記従来例では、仮に設定した中継ルートの通信品質が良くない場合、設置場所の環境やフェージングにより僅かに電波環境が変動した場合でも中継ルートが途絶える虞があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、通信品質の良い中継ルートを設定することのできる無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の無線通信システムは、複数の無線局から成り、任意の１台の前記無線局を親局、その他の前記無線局を子局とし、前記親局と前記子局との間で電波を媒体とする無線信号を送受信する無線通信システムであって、前記各無線局は、無線信号を送受信する無線送受信部と、前記子局の何れかを送信元の前記親局と送信先の前記子局との間を中継する中継器に設定する中継設定処理を実行する制御部とを備え、前記中継設定処理において、前記親局の前記制御部は、前記各子局に向けて返信を促す確認メッセージを前記無線送受信部から送信させ、前記子局のうち前記確認メッセージを受信した１乃至複数の第１の子局に向けて、前記子局のうち前記確認メッセージを受信できない１乃至複数の第２の子局を探索させる探索メッセージを前記無線送受信部から送信させ、前記第１の子局の前記制御部は、前記探索メッセージを受信すると、前記第２の子局に向けて前記確認メッセージを前記無線送受信部から送信させることで前記第２の子局を探索し、前記親局の前記制御部は、前記各第１の子局の探索の結果に基づいて前記第２の子局と通信可能な前記第１の子局を前記中継器に設定し、前記親局の前記制御部は、前記第１の子局が受信する前記第２の子局からの無線信号の受信信号強度と子局用閾値とを比較して通信可否を判断し、且つ自身が受信する前記第１の子局からの無線信号の受信信号強度と親局用閾値とを比較して通信可否を判断し、前記子局用閾値は、前記中継設定処理以外の処理時における通信可否の判断基準となる試験用閾値よりも大きく、前記親局用閾値は、前記試験用閾値よりも小さく設定することを特徴とする。

この無線通信システムにおいて、前記親局の前記制御部は、定期的に前記無線送受信部を起動して前記各子局が正常に動作しているか否かを確認する定期監視時、又は通信の状態を確認する電波チェック時に通信が正常に確立できないと判断した場合は、前記中継設定処理を実行することが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記親局の前記制御部は、予め前記各子局に割り当てられた子局番号の順番にしたがって、前記各第１の子局に前記第２の子局を探索させることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記親局の前記制御部は、前回の前記中継設定処理時に探索した順番にしたがって、前記各第１の子局に前記第２の子局を探索させることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記親局の前記制御部は、前記各第１の子局からの返信信号の受信信号強度を測定し、前記受信信号強度が小さい順番にしたがって、前記各第１の子局に前記第２の子局を探索させることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記各子局には、予め子局番号が割り当てられ、前記親局の前記制御部は、前記探索メッセージを前記無線送受信部から複数回送信させ、前記各第１の子局は、返信のあった前記第２の子局の前記子局番号を前記親局に通知し、前記親局の前記制御部は、全ての前記第２の子局の前記子局番号が通知されると、次回からは前記第１の子局に向けて前記探索メッセージを前記無線送受信部から１回送信させることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記各子局には、予め子局番号が割り当てられ、前記第１の子局の前記制御部は、前記第２の子局が他の前記第１の子局に向けて送信した返信信号を受信すると、当該返信信号の送信元の前記第２の子局の前記子局番号をメモリに記憶させることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記各子局には、予め子局番号が割り当てられ、前記親局の前記制御部は、前記各第１の子局に向けて前記探索メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させ、前記各第１の子局は、前記探索メッセージを受信してから自身の前記子局番号に基づいた時間が経過すると、前記各第２の子局に向けて前記確認メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第２の子局の前記制御部は、前記確認メッセージの送信元の全ての前記第１の子局に向けて、前記確認メッセージを受信した旨を知らせる応答メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させることが好ましい。

本発明の無線通信システムは、複数の無線局から成り、任意の１台の前記無線局を親局、その他の前記無線局を子局とし、前記親局と前記子局との間で電波を媒体とする無線信号を送受信する無線通信システムであって、前記各無線局は、無線信号を送受信する無線送受信部と、前記子局の何れかを送信元の前記親局と送信先の前記子局との間を中継する中継器に設定する中継設定処理を実行する制御部とを備え、前記中継設定処理において、前記親局の前記制御部は、前記各子局に向けて返信を促す確認メッセージを前記無線送受信部から送信させ、前記子局のうち前記確認メッセージを受信できない１乃至複数の第２の子局の前記制御部は、トリガにより前記親局との中継を依頼する依頼メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させ、前記子局のうち前記確認メッセージを受信した１乃至複数の第１の子局の前記制御部は、前記依頼メッセージを受信すると、前記親局に向けて自身が前記依頼メッセージの送信元の前記第２の子局の中継器になり得る旨を知らせる通知メッセージを前記無線送受信部から送信させ、前記親局の前記制御部は、前記通知メッセージを受信すると、前記通知メッセージの送信元の前記第１の子局を中継器に設定し、前記親局の前記制御部は、前記第１の子局が受信する前記第２の子局からの無線信号の受信信号強度と子局用閾値とを比較して通信可否を判断し、且つ自身が受信する前記第１の子局からの無線信号の受信信号強度と親局用閾値とを比較して通信可否を判断し、前記子局用閾値は、前記中継設定処理以外の処理時における通信可否の判断基準となる試験用閾値よりも大きく、前記親局用閾値は、前記試験用閾値よりも小さく設定することを特徴とする。

この無線通信システムにおいて、前記各無線局は、操作入力を受け付ける操作入力受付部を有し、前記操作入力受付部における所定の操作入力を前記トリガとすることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記各無線局は、時間を計時するタイマを有し、前記タイマが前記無線局の電源の投入時点から計時を開始し、予め前記各子局に割り当てられた子局番号に基づいて決定した時間の経過を前記トリガとすることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記各無線局は、火災の発生を感知する火災警報器と、空気質を測る空気質センサを有する無線局と、人の存在を検知する人センサを有する無線局との少なくとも何れか１種であることが好ましい。

本発明は、中継設定処理において、第１の子局が受信する第２の子局からの無線信号の受信信号強度を、試験用閾値よりも大きい子局用閾値と比較して通信可否を判断している。したがって、本発明では、第１の子局と第２の子局との間で、電波環境の変動に耐えうる通信品質の良い中継ルートを設定することができる。また、本発明では、中継設定処理において、親局で受信する第１の子局からの無線信号の受信信号強度を、試験用閾値よりも小さい親局用閾値と比較して通信可否を判断している。したがって、本発明では、親局と第１の子局との間の通信可否の判断基準を緩めているので、通信範囲を極力広げることができる。

本発明に係る無線通信システムの実施形態１を示す図で、（ａ）は火災警報器の概略図で、（ｂ）は中継設定処理を示すシーケンス図である。 本発明に係る無線通信システムの実施形態２における中継設定処理を示すシーケンス図である。 同上の無線通信システムにおける他の中継設定処理を示すシーケンス図である。 本発明に係る無線通信システムの実施形態３における中継設定処理を示すシーケンス図である。

（実施形態１）
以下、本発明に係る無線通信システム（本発明の技術的思想を適用した火災警報システム）の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、親局ＴＲ０及び各子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，ＴＲ１０，ＴＲ１１を総括して示す場合には、「火災警報器ＴＲ」と表記する。本実施形態は、図１（ｂ）に示すように、複数台（本実施形態では５台）の火災警報器ＴＲを備え、これら複数の火災警報器ＴＲの間で電波を媒体とする無線信号を伝送する。

火災警報器ＴＲは、図１（ａ）に示すように、アンテナ１を介して無線信号を送受信する無線送受信部２と、火災を感知する火災感知部３と、火災等の異常の発生時に警報音を鳴動する報知部４と、各種制御を実行する制御部５とを備える。また、火災警報器ＴＲは、各種操作入力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力を供給する電源部７とを備える。

ここで、本実施形態では、各火災警報器ＴＲを１台の親局と４台の子局とに分けて登録する作業を予め行なっている。したがって、各火災警報器ＴＲには固有の識別符号が既に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又は送信元の火災警報器ＴＲを特定することができる。また、少なくとも親局ＴＲ０は、システムに属する全ての火災警報器（ここでは、親局ＴＲ０及び各子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，ＴＲ１０，ＴＲ１１）の識別符号をメモリ（図示せず）に記憶している。更に、各子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，ＴＲ１０，ＴＲ１１には、それぞれ子局番号が割り当てられている。子局番号については従来周知であるので、ここでは説明を省略する。

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、無線送受信部２は、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（ＲＳＳＩ信号）を出力する。火災感知部３は、例えば火災に伴って生じる煙や熱、炎等を検出することで火災を感知する。なお、無線送受信部２のアンテナ１は、火災警報器ＴＲの本体から突出したデザインのものであってもよいが、アンテナ１を目立たないように本体に内蔵したデザインのものも作製可能である。

制御部５は、マイコンや書換可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ等）を主構成要素とする。制御部５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り、各種機能を実行する。例えば、火災感知部３で火災の発生を感知すると、制御部５は、報知部４の備えるブザーを駆動して警報音を鳴動させる。或いは、制御部５は、予めメモリ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）を報知部４の備えるスピーカに鳴動させる。

このとき、制御部５は、他の火災警報器ＴＲでも火災警報を報知するために、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から親局である火災警報器ＴＲに対して送信させる。親局である火災警報器ＴＲの制御部５は、無線送受信部２から子局である各火災警報器ＴＲに対して火災警報メッセージを送信させる。子局である各火災警報器ＴＲの制御部５は、火災警報メッセージを受信すると、報知部４を制御して警報音又は音声メッセージを鳴動させる。

また、制御部５は、何らかのトリガが無い限りは、電池の寿命を延ばすために間欠受信モードで無線送受信部２を制御する。間欠受信モードは、所定の周期毎に無線送受信部２を起動するとともに無線信号が受信されなければ直ちに無線送受信部２を停止させるモードである。

操作入力受付部６は、例えば押釦やディップスイッチ等の複数のスイッチを有しており、スイッチを操作す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５に出力する。また、操作入力受付部６には、押操作やスライド操作などの所定の操作入力を受け付けると、後述する中継設定処理を制御部５に実行させる操作信号を出力する中継設定スイッチ６０を設けている。

中継器に設定された火災警報器ＴＲの制御部５は、送信元の火災警報器ＴＲからの無線信号を受信すると、当該無線信号を無線送受信部２から送信先の火災警報器ＴＲに送信させて無線信号を中継する。なお、送信先の火災警報器ＴＲは１台でも複数台でもよい。１台の場合は、送信元の火災警報器ＴＲの制御部５は、送信先の火災警報器ＴＲの識別符号を指定してユニキャストで無線信号を送信させる。また、複数台の場合は、送信元の火災警報器ＴＲの制御部５は、送信先の複数の火災警報器ＴＲそれぞれの識別符号を指定してマルチキャストで無線信号を送信させる。

以下、本実施形態における中継設定処理について図１（ｂ）を用いて説明する。親局ＴＲ０の操作入力受付部６の中継設定スイッチ６０を操作すると、親局ＴＲ０の制御部５は、返信を促す確認メッセージを含む無線信号（以下、単に「確認メッセージ」と呼ぶ）を無線送受信部２からマルチキャストで送信させる。このとき、親局ＴＲ０の制御部５は、無線送受信部２を連続して起動させることで、他の火災警報器ＴＲからの無線信号を連続して待ち受ける連続受信モードに切り替える。

確認メッセージを受信した火災警報器ＴＲの制御部５は、親局ＴＲ０に対して受信した旨を知らせる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）を無線送受信部２から送信させる。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、親局ＴＲ０と直接無線通信できるのは子局ＴＲ１０，ＴＲ１１であるので、親局ＴＲ０は子局ＴＲ１０，ＴＲ１１からの応答メッセージを受信する。以下、親局ＴＲ０と直接無線通信できる子局を「第１の子局」と呼ぶ。このとき、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１の制御部５は、無線送受信部２を連続で起動させて連続受信モードに切り替える。

応答メッセージを受信すると、親局ＴＲ０の制御部５は、応答メッセージの返信があった各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１の子器番号と、自身の記憶している全ての火災警報器ＴＲの子器番号とを照合する。照合の結果、この段階では未だ応答メッセージの返信のない火災警報器ＴＲが存在している。そこで、親局ＴＲ０の制御部５は、返信のない火災警報器ＴＲを探索させる探索メッセージを含む無線信号（以下、単に「探索メッセージ」と呼ぶ）を無線送受信部２から各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１に向けて順次送信する。

第１の子局ＴＲ１０の制御部５は、探索メッセージを受信すると、確認メッセージを無線送受信部２からマルチキャストで送信させることで、返信のない火災警報器ＴＲを探索する。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、この確認メッセージを子局ＴＲ２０，ＴＲ２１が受信することができる。このため、各子局ＴＲ２０，ＴＲ２１の制御部５は、第１の子局ＴＲ１０に向けて応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。以下、第１の子局を中継して親局ＴＲ０と無線通信できる子局を「第２の子局」と呼ぶ。このとき、各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１の制御部５は、無線送受信部２を連続で起動させて連続受信モードに切り替える。

各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１からの応答メッセージを受信すると、第１の子局ＴＲ１０の制御部５は、受信した各応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定する。そして、第１の子局ＴＲ１０の制御部５は、親局ＴＲ０に向けて、測定したＲＳＳＩ値のデータを含む応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。この応答メッセージを受信すると、親局ＴＲ０の制御部５は、各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１から第１の子局ＴＲ１０への応答メッセージのＲＳＳＩ値をメモリに記憶させる。更に、親局ＴＲ０の制御部５は、受信した応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、第１の子局ＴＲ１０から親局ＴＲ０への応答メッセージのＲＳＳＩ値もメモリに記憶させる。

次に、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１１に向けて探索メッセージを無線送受信部２から送信させる。第１の子局ＴＲ１１の制御部５は、探索メッセージを受信すると、確認メッセージを無線送受信部２からマルチキャストで送信させる。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、この確認メッセージを各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１が受信することができる。このため各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１の制御部５は、第１の子局ＴＲ１１に向けて応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。

各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１からの応答メッセージを受信すると、第１の子局ＴＲ１１の制御部５は、受信した各応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定する。そして、第１の子局ＴＲ１１の制御部５は、親局ＴＲ０に向けて、測定したＲＳＳＩ値のデータを含む応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。この応答メッセージを受信すると、親局ＴＲ０の制御部５は、各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１から第１の子局ＴＲ１１への応答メッセージのＲＳＳＩ値をメモリに記憶させる。更に、親局ＴＲ０の制御部５は、受信した応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、第１の子局ＴＲ１１から親局ＴＲ０への応答メッセージのＲＳＳＩ値もメモリに記憶させる。

各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１からの応答メッセージを受信すると、親局ＴＲ０の制御部５は、第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１から第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１への応答メッセージのＲＳＳＩ値と、メモリに予め記憶してある子局用閾値とを比較する。本実施形態のような無線通信システムでは、例えば後述する定期監視時や、通信の状態を確認する電波チェック時などの中継設定処理以外の処理時には、通信可否を判断する。そして、通信可否を判断するために、各火災警報器ＴＲにおいて受信した無線信号のＲＳＳＩ値を閾値（試験用閾値）と比較する。ここで、ＲＳＳＩ値が試験用閾値を上回れば通信は可能であるが、例えば火災警報器ＴＲの設置場所において電波環境が変動した場合に通信不可になる虞がある。そこで、本実施形態では、中継設定処理の際には、ＲＳＳＩ値と比較する子局用閾値を試験用閾値よりも大きい値に設定することで通信可否の判断基準を厳しくし、電波環境の変動に耐えうる通信品質の良い中継ルートを設定する。

また、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１から自身への応答メッセージのＲＳＳＩ値と、メモリに予め記憶してある親局用閾値とを比較する。親局用閾値は、試験用閾値よりも小さい値に設定している。ここで、試験用閾値は通信可能なＲＳＳＩ値の最低値ではなく、幾らかの余裕を持たせた値に設定している。親局用閾値は、この余裕分が無くならない程度に試験用閾値よりも小さくすることで、通信可否の判断基準を緩め、親局ＴＲ０と各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１との間の通信範囲を極力広げている。

例えば、第２の子局ＴＲ２０から第１の子局ＴＲ１０への応答メッセージのＲＳＳＩ値が子局用閾値を上回り、第２の子局ＴＲ２１からの応答メッセージのＲＳＳＩ値が子局用閾値を下回る場合、第１の子局ＴＲ１０は第２の子局ＴＲ２０の中継器となり得る。また、第２の子局ＴＲ２０から第１の子局ＴＲ１１への応答メッセージのＲＳＳＩ値が子局用閾値を下回り、第２の子局ＴＲ２１からの応答メッセージのＲＳＳＩ値が子局用閾値を上回る場合は、第１の子局ＴＲ１１は第２の子局ＴＲ２１の中継器となり得る。したがって、上記の場合には、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１０を第２の子局ＴＲ２０の中継器に、第１の子局ＴＲ１１を第２の子局ＴＲ２１の中継器に設定する。

なお、複数の第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…において、１台の第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…からの応答メッセージのＲＳＳＩ値が子局用閾値を上回る場合が考えられる。この場合には、親局ＴＲ０の制御部５は、応答メッセージのＲＳＳＩ値が最も高い第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…を当該第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の中継器に設定する。

そして、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１０に向けて、第２の子局ＴＲ２０の中継器に設定する旨を知らせる設定メッセージを含む無線信号（以下、単に「設定メッセージ」と呼ぶ）を無線送受信部２から送信させる。設定メッセージを受信すると、第１の子局ＴＲ１０の制御部５は、自身を第２の子局ＴＲ２０の中継器に設定する。同様に、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１１に向けて、第２の子局ＴＲ２１の中継器に設定する旨を知らせる設定メッセージを無線送受信部２から送信させる。設定メッセージを受信すると、第１の子局ＴＲ１１の制御部５は、自身を第２の子局ＴＲ２１の中継器に設定する。これにより、中継設定処理が完了する。中継設定処理が完了すると、各火災警報器ＴＲの制御部５は、連続受信モードから間欠受信モードへと切り替える。

上述のように、本実施形態では、中継設定処理において、第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…が受信する第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…からの無線信号のＲＳＳＩ値（受信信号強度）を、試験用閾値よりも大きい子局用閾値と比較して通信可否を判断している。したがって、本実施形態では、第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…と第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…との間で、電波環境の変動に耐えうる通信品質の良い中継ルートを設定することができる。また、本実施形態では、中継設定処理において、親局ＴＲ０が受信する第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…からの無線信号のＲＳＳＩ値を、試験用閾値よりも小さい親局用閾値と比較して通信可否を判断している。したがって、本実施形態では、親局ＴＲ０と第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…との間の通信可否の判断基準を緩めているので、通信範囲を極力広げることができる。

ところで、本実施形態のような無線通信システムでは、定期的(例えば、２４時間毎)に無線送受信部２を起動して他の火災警報器ＴＲが正常に動作しているか否かの確認、すなわち定期監視を行うのが通常である。この定期監視の際に、親局ＴＲ０の制御部５は、各火災警報器ＴＲに向けて返信を促す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）を無線送受信部２から送信させる。なお、定期監視については従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

この定期監視時に、例えば何れかの火災警報器ＴＲで定期監視メッセージを受信できず、通信が正常に確立できない通信異常が発生する場合がある。そこで、定期監視時に通信異常が発生した場合に、親局ＴＲ０の制御部５が自動的に中継設定処理を実行するように構成してもよい。例えば、親局ＴＲ０の制御部５は、定期監視メッセージを送信してから一定時間が経過しても全ての火災警報器ＴＲからの返信が無い場合に、自動的に中継設定処理を実行する。この構成では、施工業者やユーザ等に通信異常を報知することなく、通信状態を回復することができる。勿論、定期監視時のみならず、電波チェック時において通信異常が発生した場合にも、親局ＴＲ０の制御部５が自動的に中継設定処理を実行するように構成してもよい。

ここで、本実施形態では、上述のように親局ＴＲ０の制御部５が、第１の子局ＴＲ１０、第１の子局ＴＲ１１の順に探索メッセージを無線送受信部２から送信させている。すなわち、親局ＴＲ０の制御部５が各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に向けて探索メッセージを無線送受信部２から送信させる順番を、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に割り当てられた子局番号に基づいて決定している。このように探索メッセージを送信する順番を決定しているので、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…から親局ＴＲ０に向けて送信される応答メッセージが衝突することがない。

なお、親局ＴＲ０が探索メッセージを送信する順番は上記の順番に限定されるものではなく、例えば前回の中継設定処理時に探索メッセージを送信した順番であってもよい。この場合、中継設定処理が一度成功している順番で探索メッセージを送信するため、中継ルートの設定の成功確率が高い。また、親局ＴＲ０の制御部５が、確認メッセージの返信として送信される各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…からの応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、当該ＲＳＳＩ値の小さい順番に探索メッセージを送信するように構成してもよい。この構成では、最も親局ＴＲ０から離れていると予想される第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…から順番に第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…を探索するため、親局ＴＲ０から離れた第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…を見つけ易い。したがって、全ての第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…を見つけた時点で中継設定処理を完了する場合には、中継設定処理を素早く完了することができる。

ところで、親局ＴＲ０の制御部５は、探索メッセージを無線送受信部２から送信させると、所定の間隔を空けて複数回、探索メッセージを無線送受信部２から再送信させる。これは、無線信号を受信するまでは各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…が間欠受信モードであり、探索メッセージを１回送信するだけでは第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…からの返信が得られない可能性を考慮したものである。この場合、探索メッセージの再送信により消費電力が増大し、中継設定処理に要する時間が長くなるという問題が生じる。

上記の問題を解決すべく、本実施形態では、以下の構成を採用してもよい。すなわち、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…の制御部５は、各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…からの応答メッセージを受信すると、送信元の各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の子局番号をメモリに記憶させる。そして、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…の制御部５は、親局ＴＲ０に向けて記憶した子局番号を含む応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。

応答メッセージを受信すると、親局ＴＲ０の制御部５は、応答メッセージに含まれる各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…及び各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の子局番号と、自身の記憶している全ての火災警報器ＴＲの子局番号とを照合する。照合の結果、全ての子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，ＴＲ２０，ＴＲ２１，…から返信があることを確認すると、親局ＴＲ０の制御部５は、次の順番の第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…からは探索メッセージの再送信を停止する。全ての第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…が連続受信モードに切り替わっており、探索メッセージを再送信せずとも返信を得ることができるからである。

この構成では、全ての第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…からの返信を確認した段階で探索メッセージの再送信を停止するので、探索メッセージの再送信に必要な消費電力を省くことができ、消費電力を低減することができる。また、この構成では、探索メッセージの再送信に必要な時間を省くことができ、中継設定処理に要する時間を短くすることができる。例えば、探索メッセージを再送信する場合には約２．８秒を要するが、探索メッセージを再送信しない場合には約０．１秒で済む。

また、中継設定処理に要する時間を短くするために、本実施形態では、以下の構成を採用してもよい。すなわち、第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…の制御部５は、第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…が他の第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に向けて送信した応答メッセージを受信する。すると、当該第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…の制御部５は、応答メッセージの送信元の第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の子局番号をメモリに記憶させる。これにより、第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…は、確認メッセージを各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…に向けて送信する前に、自身が通信可能な第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…を知ることができる。したがって、第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…は、未だ通信可能か不明な第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…に対してのみ確認メッセージを送信すればよく、中継設定処理に要する時間を短くすることができる。

（実施形態２）
以下、本発明に係る無線通信システムの実施形態２について図面を用いて説明する。なお、本実施形態は中継設定処理のみが実施形態１と異なるので、以下では中継設定処理についてのみ説明する。本実施形態は、図２に示すように、親局ＴＲ０の制御部５が、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に向けて探索メッセージを無線送受信部２からマルチキャストで送信させる。そして、探索メッセージを受信すると、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…は、自身の子局番号に基づいた時間（例えば、子局番号×数秒）が経過した後に各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…に向けて確認メッセージを無線送受信部２から送信させる。

上述のように、本実施形態では、親局ＴＲ０の制御部５が各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に向けて探索メッセージを無線送受信部２から順番に送信させる必要がないので、中継設定処理に要する時間を短くすることができる。

なお、中継設定処理に要する時間を短くするために、本実施形態では、以下の構成を採用してもよい。すなわち、図３に示すように、第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の制御部５は、確認メッセージの送信元の全ての第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に向けて、応答メッセージを無線送受信部２からマルチキャストで送信させる。この構成では、応答メッセージを各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に向けて順番に送信する場合と比較して、中継設定処理に要する時間を短くすることができる。

（実施形態３）
以下、本発明に係る無線通信システムの実施形態３について図面を用いて説明する。なお、本実施形態は中継設定処理のみが実施形態１と異なるので、以下では中継設定処理についてのみ説明する。本実施形態では、図４に示すように、親局ＴＲ０の制御部５は、各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…に向けて探索メッセージを送信させない。代わりに、本実施形態では、第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１の制御部５は、後述のトリガにより親局ＴＲ０との中継を依頼する依頼メッセージを含む無線信号（以下、単に「依頼メッセージ」と呼ぶ）を無線送受信部２からマルチキャストで送信させる。

依頼メッセージを受信した第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…の制御部５は、当該依頼メッセージのＲＳＳＩ値を測定する。そして、第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…の制御部５は、親局ＴＲ０に向けて、測定したＲＳＳＩ値のデータを含む通知メッセージを無線送受信部２から送信させる。ここで、通知メッセージは、自身が第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の中継器になり得る旨を親局ＴＲ０に知らせるものであり、実施形態１における第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…から親局ＴＲ０への応答メッセージに置き換わるものである。その後、通知メッセージを受信すると、親局ＴＲ０の制御部５は、実施形態１と同様の処理を実行し、中継設定処理が完了する。

例えば、図４に示すように、第１の子局ＴＲ１０が第２の子局ＴＲ２１からの依頼メッセージを受信し、第１の子局ＴＲ１１が第２の子局ＴＲ２０からの依頼メッセージを受信した場合を考える。この場合、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１０を第２の子局ＴＲ２１の中継器に設定し、第１の子局ＴＲ１１を第２の子局ＴＲ２１０中継器に設定する。

なお、複数の第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…において、１台の第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…からの依頼メッセージを受信でき、且つそのＲＳＳＩ値が子局用閾値を上回る場合が考えられる。この場合には、親局ＴＲ０の制御部５は、依頼メッセージのＲＳＳＩ値が最も高い第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１１，…を当該第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の中継器に設定する。

ところで、第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…が依頼メッセージを送信するトリガとしては、例えば第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の操作入力受付部６において操作入力を受け付ける等の手動のトリガが考えられる。この場合、施工業者やユーザ等が所望のタイミングで送信タイミングを決定することができる。また、各火災警報器ＴＲが時間を計時するタイマを有しているのであれば、タイマが電源の投入時点から計時を開始し、子局番号に基づいて決定した時間（例えば、子局番号×数秒）を経過するタイミングをトリガとしてもよい。この場合、自動的に第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…から依頼メッセージを送信することができ、且つ各第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１，…の送信タイミングを互いにずらすことができるので、衝突を回避することができる。

なお、本実施形態の無線局は、上述の火災警報器ＴＲに限定されるものではない。例えば、火災警報器ＴＲ以外の無線局を用いて本実施形態の無線通信システムを構築してもよい。

例えば、空気中の湿度などのいわゆる空気質を測る空気質センサを有する無線局を用いて本実施形態の無線通信システムを構築してもよい。空気質センサの一例としては、ガスセンサがある。ガスセンサは、都市ガスやＬＰガスなどの燃料ガスや、二酸化炭素や一酸化炭素など環境を測る指標となるＣＯｘ系の気体成分、若しくはその他の気体成分や空気中に浮遊する塵などの汚れを測定するものである。このガスセンサを有する無線局としては、ガス漏れや不完全燃焼の発生を警報音で知らせるガス警報器がある。

また、人の存在を検知する人センサを有する無線局を用いて本実施形態の無線通信システムを構築してもよい。人センサは、人体から発せられる赤外線を感知して人の存在を検知する方式と、対象の領域を撮像した画像を画像処理解析して人の存在を検知する方式との何れか一方の方式を採用することが考えられる。または、上記の両方の方式を組み合わせて人センサに採用してもよい。

また、これら空気質センサを有する無線局や人センサを有する無線局を、上述した無線式の火災警報器ＴＲと混合して無線通信システムを構築してもよい。この場合、火災感知のみならず、人体検知や換気警鐘の目的も兼ねる無線通信システムを構築することができる。

２ 無線送受信部
５ 制御部
ＴＲ０ 親局
ＴＲ１０，ＴＲ１１ 第１の子局
ＴＲ２０，ＴＲ２１ 第２の子局
ＴＲ 火災警報器（無線局）

Claims (13)

1. 複数の無線局から成り、任意の１台の前記無線局を親局、その他の前記無線局を子局とし、前記親局と前記子局との間で電波を媒体とする無線信号を送受信する無線通信システムであって、
   前記各無線局は、無線信号を送受信する無線送受信部と、前記子局の何れかを送信元の前記親局と送信先の前記子局との間を中継する中継器に設定する中継設定処理を実行する制御部とを備え、
   前記中継設定処理において、前記親局の前記制御部は、前記各子局に向けて返信を促す確認メッセージを前記無線送受信部から送信させ、前記子局のうち前記確認メッセージを受信した１乃至複数の第１の子局に向けて、前記子局のうち前記確認メッセージを受信できない１乃至複数の第２の子局を探索させる探索メッセージを前記無線送受信部から送信させ、
   前記第１の子局の前記制御部は、前記探索メッセージを受信すると、前記第２の子局に向けて前記確認メッセージを前記無線送受信部から送信させることで前記第２の子局を探索し、
   前記親局の前記制御部は、前記各第１の子局の探索の結果に基づいて前記第２の子局と通信可能な前記第１の子局を前記中継器に設定し、
   前記親局の前記制御部は、前記第１の子局が受信する前記第２の子局からの無線信号の受信信号強度と子局用閾値とを比較して通信可否を判断し、且つ自身が受信する前記第１の子局からの無線信号の受信信号強度と親局用閾値とを比較して通信可否を判断し、
   前記子局用閾値は、前記中継設定処理以外の処理時における通信可否の判断基準となる試験用閾値よりも大きく、前記親局用閾値は、前記試験用閾値よりも小さく設定することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記親局の前記制御部は、定期的に前記無線送受信部を起動して前記各子局が正常に動作しているか否かを確認する定期監視時、又は通信の状態を確認する電波チェック時に通信が正常に確立できないと判断した場合は、前記中継設定処理を実行することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記親局の前記制御部は、予め前記各子局に割り当てられた子局番号の順番にしたがって、前記各第１の子局に前記第２の子局を探索させることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
4. 前記親局の前記制御部は、前回の前記中継設定処理時に探索した順番にしたがって、前記各第１の子局に前記第２の子局を探索させることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
5. 前記親局の前記制御部は、前記各第１の子局からの返信信号の受信信号強度を測定し、前記受信信号強度が小さい順番にしたがって、前記各第１の子局に前記第２の子局を探索させることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
6. 前記各子局には、予め子局番号が割り当てられ、
   前記親局の前記制御部は、前記探索メッセージを前記無線送受信部から複数回送信させ、前記各第１の子局は、返信のあった前記第２の子局の前記子局番号を前記親局に通知し、前記親局の前記制御部は、全ての前記第２の子局の前記子局番号が通知されると、次回からは前記第１の子局に向けて前記探索メッセージを前記無線送受信部から１回送信させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の無線通信システム。
7. 前記各子局には、予め子局番号が割り当てられ、
   前記第１の子局の前記制御部は、前記第２の子局が他の前記第１の子局に向けて送信した返信信号を受信すると、当該返信信号の送信元の前記第２の子局の前記子局番号をメモリに記憶させることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の無線通信システム。
8. 前記各子局には、予め子局番号が割り当てられ、
   前記親局の前記制御部は、前記各第１の子局に向けて前記探索メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させ、前記各第１の子局は、前記探索メッセージを受信してから自身の前記子局番号に基づいた時間が経過すると、前記各第２の子局に向けて前記確認メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の無線通信システム。
9. 前記第２の子局の前記制御部は、前記確認メッセージの送信元の全ての前記第１の子局に向けて、前記確認メッセージを受信した旨を知らせる応答メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の無線通信システム。
10. 複数の無線局から成り、任意の１台の前記無線局を親局、その他の前記無線局を子局とし、前記親局と前記子局との間で電波を媒体とする無線信号を送受信する無線通信システムであって、
    前記各無線局は、無線信号を送受信する無線送受信部と、前記子局の何れかを送信元の前記親局と送信先の前記子局との間を中継する中継器に設定する中継設定処理を実行する制御部とを備え、
    前記中継設定処理において、前記親局の前記制御部は、前記各子局に向けて返信を促す確認メッセージを前記無線送受信部から送信させ、
    前記子局のうち前記確認メッセージを受信できない１乃至複数の第２の子局の前記制御部は、トリガにより前記親局との中継を依頼する依頼メッセージを前記無線送受信部からマルチキャストで送信させ、
    前記子局のうち前記確認メッセージを受信した１乃至複数の第１の子局の前記制御部は、前記依頼メッセージを受信すると、前記親局に向けて自身が前記依頼メッセージの送信元の前記第２の子局の中継器になり得る旨を知らせる通知メッセージを前記無線送受信部から送信させ、
    前記親局の前記制御部は、前記通知メッセージを受信すると、前記通知メッセージの送信元の前記第１の子局を中継器に設定し、
    前記親局の前記制御部は、前記第１の子局が受信する前記第２の子局からの無線信号の受信信号強度と子局用閾値とを比較して通信可否を判断し、且つ自身が受信する前記第１の子局からの無線信号の受信信号強度と親局用閾値とを比較して通信可否を判断し、
    前記子局用閾値は、前記中継設定処理以外の処理時における通信可否の判断基準となる試験用閾値よりも大きく、前記親局用閾値は、前記試験用閾値よりも小さく設定することを特徴とする無線通信システム。
11. 前記各無線局は、操作入力を受け付ける操作入力受付部を有し、前記操作入力受付部における所定の操作入力を前記トリガとすることを特徴とする請求項１０記載の無線通信システム。
12. 前記各無線局は、時間を計時するタイマを有し、前記タイマが前記無線局の電源の投入時点から計時を開始し、予め前記各子局に割り当てられた子局番号に基づいて決定した時間の経過を前記トリガとすることを特徴とする請求項１０記載の無線通信システム。
13. 前記各無線局は、火災の発生を感知する火災警報器と、空気質を測る空気質センサを有する無線局と、人の存在を検知する人センサを有する無線局との少なくとも何れか１種であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の無線通信システム。

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