JP5975388B2

JP5975388B2 - 無線通信システム

Info

Publication number: JP5975388B2
Application number: JP2012199905A
Authority: JP
Inventors: 昌典栗田; 圭太郎干場
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: JP2013200860A

Description

本発明は、複数の無線機の間で無線通信を行う無線通信システムに関する。

従来の無線通信システムとして、例えば、特許文献１に記載されているワイヤレス式火災警報システムがある。

この従来例は、複数台の無線機のそれぞれが火災を感知して警報を発する火災警報器に相当し、火災を感知した無線機が警報を発するとともに無線信号を送信し、無線信号を受信した他の無線機が警報を発することで全ての無線機が連動して警報を発するものである。

ところで、上記従来例のような無線通信システムは、各無線機がそれぞれ異なる場所(例えば、住宅の居間、台所、寝室など)に固定的に設置されて運用されるので、各無線機の設置時に正常に無線通信できることを確認する作業が必要である。

例えば、特許文献１記載の従来例の場合、特定の火災警報器(親器)から確認用の返信要求メッセージを含む無線信号が送信され、その他の火災警報器(子器)から返信される応答メッセージを含む無線信号が親器で正常に受信されることを確認している。ただし、火災警報器の設置場所が天井又は壁の高い位置であるため、作業性を考慮して、火災警報器を設置場所の真下の床面に載置した状況で上記確認作業が実施されている。

特開２００９−１７１０６７号公報(段落００５６〜００５９及び図５参照）

しかしながら、各無線機の設置時に正常に無線通信できたとしても、確認作業が実施されたときの受信強度が偶然高かっただけで、設置後に受信強度が低下して、各無線機が正常に無線通信できない可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、設置の可否判断の精度向上を図ることを目的とする。

本発明の無線通信システムは、電波を媒体とする無線信号を送信する送信手段と、前記無線信号を受信する受信手段と、所定のイベントの発生を検知する検知手段と、前記検知手段で前記イベントが検知されたときに所定の通知メッセージを含む前記無線信号を前記送信手段から送信させる制御手段と、操作入力を受け付ける受付手段と、スピーカを有する報知手段とを備えた複数の無線機からなり、前記制御手段は、前記受付手段が電波確認の操作入力を受け付けた場合、退去を促すための音声メッセージを前記スピーカから鳴動させ、さらに、前記制御手段は、前記受付手段が電波確認の操作入力を受け付けてから所定時間が経過した後に電波確認メッセージを含む前記無線信号を前記送信手段から送信させ、他の無線機から送信された前記電波確認メッセージを前記受信手段で受信すると、前記電波確認メッセージを含む前記無線信号の受信強度を所定のしきい値と比較して設置の可否を判断し、且つ当該判断結果を前記報知手段に報知させることを特徴とする。

この無線通信システムにおいて、前記制御手段は、前記受付手段で受け付ける前記操作入力に応じて前記所定時間を調整することが好ましい。

この無線通信システムにおいて、複数の前記無線機が、周囲の明るさを検出する明るさセンサ又は人の存在を検知する人検知センサの少なくとも何れか一方を備え、前記制御手段は、前記所定時間経過後に前記明るさセンサで検出される明るさが所定値以下である場合、若しくは、前記所定時間経過後に前記人検知センサが人を検知していない場合、前記電波確認メッセージを含む前記無線信号を前記送信手段から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、前記制御手段は、前記受付手段が前記電波確認の操作入力を受け付けてから略１日が経過した後に前記報知手段に前記判断結果を報知させることが好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記イベントとして火災の発生を検知する前記検知手段を備える前記無線機と、前記イベントとして空気質を測定する前記検知手段を備える前記無線機と、前記イベントとして監視領域における人の存在を検知する前記検知手段を備える前記無線機とのうちで、少なくとも何れか１種類の前記無線機が含まれることが好ましい。

本発明の無線通信システムは、制御手段が、前記受付手段が電波確認の操作入力を受け付けてから所定時間が経過した後に電波確認メッセージを含む前記無線信号を前記送信手段から送信させるので、作業者が無線機の側を離れるために必要な時間が確保され、その結果、フェージングの原因となる作業者が側に居ない状況で無線機から電波確認メッセージを含む無線信号が送信されるので、他の無線機で受信される無線信号の受信強度がフェージングの影響を受け難くなり、設置の可否判断の精度向上を図ることができるという効果がある。

本発明に係る無線通信システム(火災警報システム)の実施形態を示すシステム構成図である。同上の別の実施形態を示すシステム構成図である。同上のさらに別の実施形態を示すシステム構成図である。

以下、従来例で説明した火災警報システムに本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明の技術思想が適用可能な無線通信システムは、火災警報システムに限定されるものではなく、例えば、不審者の侵入を検知して報知するセキュリティシステムなどにも適用可能である。

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、制御部１、無線送受信部２、アンテナ３、火災感知部４、報知部５、操作入力受付部６、電池電源部７などを備える。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機」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信する。アンテナ３は、無線信号の媒体である電波を放射し且つ電波を受波するものであって、火災警報器TRのハウジングから露出する露出型若しくはハウジングに内蔵される内蔵型の何れでも構わない。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。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。

報知部５は、発光ダイオード(ＬＥＤ)及びスピーカと、ＬＥＤを発光させる発光回路と、スピーカを鳴動させる駆動回路とを有し、後述するように制御部１に制御されて複数種類の報知を光(ＬＥＤ)と音(スピーカ)によって行う。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。電池電源部７は、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。

制御部１は、マイクロコンピュータ(マイコン)やメモリ部1aなどで構成され、メモリ部1a(または図示しないROM<ロム>)に格納されたプログラムをマイコンが実行することで後述する種々の機能を実現する。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メモリ部1aに格納されており、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。

例えば、火災感知部４で火災の発生が感知されると、制御部１は報知部５のスピーカから警報音を鳴動させたり、あるいは予めメモリ部1a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させる。さらに制御部１は、火災警報の報知とともに、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が報知部５を制御して火災警報を報知させる。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報知部５を制御し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機の無線設備」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)。このために制御部１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。

また制御部１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し且つ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する。そして、所望の電波が捉えられなければ、制御部１が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。これにより、平均消費電力を大幅に低減して電池電源部７の電池の長寿命化を図っている。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が行っている。

而して、本実施形態も特許文献１記載の従来例と同様に、火災を感知した火災警報器TRi(i=1，2，…，n)が火災警報を報知させるだけでなく無線信号を送信して他の火災警報器TR1〜TRi-1，TRi+1〜TRnに火災の発生を知らせている。そして、無線信号を受信した他の火災警報器TR1〜TRi-1，TRi+1〜TRnが火災警報を報知することにより、全ての火災警報器TR1〜TRnで火災警報が報知される。

ところで、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、火元の火災警報器TRから送信される無線信号を火元でない火災警報器TRで受信することは、通常、十分可能である。しかしながら、火災警報器TRの台数が増えるにつれて、全ての火災警報器TRの間で常時無線通信を可能とすることが困難な場合もある。例えば、火災警報器TRの近くに電磁波ノイズを放射する電子器器が設置されており、当該電子器器が動作している時間帯では、電磁波ノイズによって火災警報器TRの無線通信が妨害されることなどが考えられる。

そこで本実施形態では、特定の火災警報器TR1(以下、親器と呼ぶ。)を他の全ての火災警報器TR2〜TRn(以下、子器と呼ぶ。)と無線通信可能な場所に設置している。そして、何れかの子器TRj(j=2，3，…，n)から送信される無線信号を受信した親器TR1が、当該無線信号を全ての子器TR2〜TRnに向けて中継することにより、全ての火災警報器TR1〜TRnが無線信号を相互に送受信できるようにしている。

さらに親器TR1の制御部１では、定期的(例えば、24時間毎)に無線送受信部２を起動して子器TRj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ている。各子器TRj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)をメモリ部1a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ときに、子器TRjの制御部１は、メモリ部1a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器TR1に返信する。親器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器TRjから送信される無線信号を受信する。そして、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器TRjがあれば、親器TR1の制御部１は、報知部５のスピーカから警告音を鳴動させ且つ発光ダイオードを発光させて子器TRjの異常(通信不能)を報知する。あるいは、何れかの子器TRj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も、親器TR1の制御部１は子器TRjに異常(故障有り、電池切れなど)が発生したことを報知部５に報知させる。ただし、親器TR1及び子器TRj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、直ちに報知部５に異常の発生を報知させる。なお、上述したように親器TR1が各子器TRjに対して定期監視を行うことにより、親器TR1と各子器TRjとの間の通信パスの正常性を常に確認することができる。

ここで、親器TR1を他の全ての子器TR2〜TRnと無線通信可能な場所に設置するため、特許文献１記載の従来例と同様の確認作業(以下、電波確認作業と呼ぶ。)が必要である。特許文献１記載の従来例の場合、電波確認作業において、親器から確認用の返信要求メッセージを含む無線信号が送信され、各子器から返信される応答メッセージを含む無線信号が親器で正常に受信されることを確認している。

これに対して本実施形態では、子器TRjの制御部１が、親器TR1から送信される電波確認メッセージを含む無線信号の受信強度(RSSI値)をしきい値と比較することで設置の可否を判断し、その判断結果を報知部５に報知させる。すなわち、電波確認メッセージを取得した各子器TRjの制御部１は、無線送受信部２から出力されるRSSI値がしきい値以上であれば設置可能と判断し、報知部５を制御して発光ダイオードを発光させる。一方、RSSI値がしきい値未満の場合、制御部１は発光ダイオードを発光させない。あるいは、発光ダイオードの発光に代えて、若しくは発光ダイオードの発光と同時に、制御部１がスピーカから報知音を鳴動させてもよい。そして、電波確認作業を行う作業者は、例えば、報知部５が設置可能を報知しない子器TRjがあれば、その子器TRjを移動させるなどの対策を講じることができる。

ところで、確認作業のときに親器TR1又は子器TRjの側に作業者が居ると、作業者での電波の反射に起因したフェージングにより、作業者が居ない場合と比較して無線信号の受信強度(RSSI値)が高くなる場合がある。つまり、確認作業が実施されたときの受信強度が偶然高くなってしまい、設置後に受信強度が低下して、各子器TRjが正常に無線通信できない可能性がある。

そこで、本実施形態における親器TR1の制御部１は、操作入力受付部６で電波確認の操作入力を受け付けてから所定時間が経過した後に電波確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させる。なお、所定時間は、作業者が操作入力部６に電波確認の操作入力を受け付けさせた後、親器TR1の側を離れるために必要な時間、例えば、１乃至数分程度であればよい。

而して、上述のように親器TR1の制御部１が電波確認メッセージを含む無線信号の送信を所定時間だけ遅らせることにより、作業者が親器TR1の側を離れるために必要な時間が確保される。その結果、フェージングの原因となる作業者が側に居ない状況で親器TR1から電波確認メッセージを含む無線信号が送信されるので、各子器TRjで受信される無線信号の受信強度(RSSI値)がフェージングの影響を受け難くなり、設置の可否判断の精度向上を図ることができる。

ここで、親器TR1の制御部１は、操作入力受付部６が電波確認の操作入力を受け付けた場合、電波確認における注意事項の音声メッセージを報知部５のスピーカから鳴動させることが好ましい。例えば、親器TR1の制御部１は、「機器から離れて動かないで下さい。」というような音声メッセージを報知部５のスピーカから鳴動させる。これにより、作業者を親器TR1や子器TRjから離れさせるように促すことができる。

なお、操作入力受付部６で受け付ける操作入力に応じて、親器TR1の制御部１が前記所定時間を調整しても構わない。例えば、住人が寝ている時間帯に電波確認メッセージを含む無線信号が親器TR1の無線送受信部２から送信されるようにすれば、人体によるフェージングの影響をより受け難くすることができる。

あるいは、図２に示すように、親器TR1が、周囲の明るさを検出する明るさセンサ８を備えてもよい。明るさセンサ８は、太陽電池やホトダイオード、ホトトランジスタなどの光電変換素子によって入射光の光量に応じた電気信号を出力するものである。ただし、この種の明るさセンサ８は従来周知であるから詳細な構成の説明は省略する。

親器TR1の制御部１は、電波確認の操作入力受付から前記所定時間が経過した後、明るさセンサ８で検出される明るさ(周囲照度)が所定値以下であれば、電波確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させる。一方、所定時間が経過した時点において、明るさセンサ８で検出される明るさが所定値よりも大きい(明るい)場合、親器TR1の制御部１は、明るさが所定値以下にさがるまで待ってから、電波確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させる。つまり、周囲の明るさが所定値以下であれば、住人が寝ていると推定される。故に、住人が寝ている時間帯に電波確認メッセージを含む無線信号が親器TR1の無線送受信部２から送信されれば、人体によるフェージングの影響をより受け難くすることができる。

あるいは、図３に示すように、親器TR1が、人の存在を検知する人検知センサ９を備えてもよい。人検知センサ９は、例えば、人体から放射される赤外線を焦電素子などで検出することにより、検知領域内における人の存在を検知して制御部１に人体検知信号を出力する。ただし、この種の人検知センサ９は従来周知であるから詳細な構成の説明は省略する。

親器TR1の制御部１は、電波確認の操作入力受付から前記所定時間が経過した後、人検知センサ９から人体検知信号が入力されていなければ、電波確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させる。一方、所定時間が経過した時点において、人体検知信号が入力されている場合、親器TR1の制御部１は、人体検知信号が入力されなくなるまで待ってから、電波確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させる。つまり、人検知センサ９から人体検知信号が入力されていないとき(検知領域内に人が居ないとき)に電波確認メッセージを含む無線信号が親器TR1の無線送受信部２から送信されれば、人体によるフェージングの影響をより受け難くすることができる。なお、親器TR1が明るさセンサ８と人検知センサ９を両方とも備え、周囲の明るさが所定値以下であり、且つ人体検知信号が入力されていないときに、制御部１が電波確認メッセージを含む無線信号を無線送受信部２から送信させてもよい。

ところで、電波確認の操作入力が操作入力受付部６で受け付けられてから、略１日(例えば、２３〜２５時間)が経過した後、親器TR1の制御部１が設置可否の判断結果を報知部５に報知させることが好ましい。つまり、電波確認の操作入力が受け付けられてから略１日が経過した頃であれば、住人が起きている可能性が高く、報知部５による設置可否の判断結果の報知が住人に伝わり易いと考えられる。

ところで、本実施形態では、無線機として住宅用の火災警報器を例示したが、本発明に係る無線通信システムを構成する無線機は、煙感知式や熱感知式あるいは炎感知式などの何れの感知方式を採用した火災警報器にも限定されない。例えば、空気中の湿度や二酸化炭素、一酸化炭素、燃焼ガス(メタンやプロパンなど)の濃度などの空気質を測定する空気質センサを搭載した無線機であってもよい。あるいは、監視領域における人の存在を検知する人センサを搭載した無線機であってもよい。なお、人センサとしては、人体から放射される赤外線を測定する赤外線方式のものや、監視領域を撮像した画像を解析して人を検知する画像解析方式のもの、あるいは赤外線方式と画像処理方式の両方式を用いる複合方式などを利用すればよい。

また、無線通信システムは、１種類の無線機で構成されるとは限らず、例えば、火災警報器からなる無線機と、空気質センサを搭載した無線機と、人センサを搭載した無線機とのうちで２種類又は３種類の無線機で構成されてもよい。

TR 火災警報器(無線機)
１制御部(制御手段)
２無線送受信部(送信手段，受信手段)
３アンテナ(送信手段，受信手段)
４火災感知部(検知手段)
５報知部(報知手段)
６操作入力受付部(受付手段)

Claims

電波を媒体とする無線信号を送信する送信手段と、前記無線信号を受信する受信手段と、所定のイベントの発生を検知する検知手段と、前記検知手段で前記イベントが検知されたときに所定の通知メッセージを含む前記無線信号を前記送信手段から送信させる制御手段と、操作入力を受け付ける受付手段と、スピーカを有する報知手段とを備えた複数の無線機からなり、
前記制御手段は、前記受付手段が電波確認の操作入力を受け付けた場合、退去を促すための音声メッセージを前記スピーカから鳴動させ、
さらに、前記制御手段は、前記受付手段が電波確認の操作入力を受け付けてから所定時間が経過した後に電波確認メッセージを含む前記無線信号を前記送信手段から送信させ、他の無線機から送信された前記電波確認メッセージを前記受信手段で受信すると、前記電波確認メッセージを含む前記無線信号の受信強度を所定のしきい値と比較して設置の可否を判断し、且つ当該判断結果を前記報知手段に報知させることを特徴とする無線通信システム。
前記制御手段は、前記受付手段で受け付ける前記操作入力に応じて前記所定時間を調整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。
複数の前記無線機が、周囲の明るさを検出する明るさセンサ又は人の存在を検知する人検知センサの少なくとも何れか一方を備え、前記制御手段は、前記所定時間経過後に前記明るさセンサで検出される明るさが所定値以下である場合、若しくは、前記所定時間経過後に前記人検知センサが人を検知していない場合、前記電波確認メッセージを含む前記無線信号を前記送信手段から送信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。
前記制御手段は、前記受付手段が前記電波確認の操作入力を受け付けてから略１日が経過した後に前記報知手段に前記判断結果を報知させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記イベントとして火災の発生を検知する前記検知手段を備える前記無線機と、前記イベントとして空気質を測定する前記検知手段を備える前記無線機と、前記イベントとして監視領域における人の存在を検知する前記検知手段を備える前記無線機とのうちで、少なくとも何れか１種類の前記無線機が含まれることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の無線通信システム。