JP5979541B2

JP5979541B2 - 無線通信システム

Info

Publication number: JP5979541B2
Application number: JP2012200759A
Authority: JP
Inventors: 昌典栗田; 圭太郎干場; 真一郎安藤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014056420A

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、各無線機(火災警報器)は、火災を感知する回路の故障や電池切れ等の異常の有無を一定時間(例えば、１時間)毎に定期的に確認し、何らかの異常の発生を確認した場合、異常が発生した旨を報知する自己診断機能を有している。このような自己診断機能では、異常が発生した時点で報知音を鳴動させるため、早朝や深夜等の利用者が就寝している時間帯に報知音が鳴動し、利用者の睡眠を妨害する等の不具合が生じる可能性があった。

さらに、特定の無線機(親機)は、他の無線機(子機)に対して定期的(例えば、24時間毎)に定期監視メッセージを含む無線信号を送信し、各子機の自己診断機能の診断結果を収集したり、各子機との通信可否の確認などを行っている。そして、親機は、定期監視によって何れかの子機から異常の発生が通知された場合、あるいは何れかの子機との間で通信不能となった場合、定期監視を完了した時点で報知音を鳴動させている。この場合も、早朝や深夜等の利用者が就寝している時間帯に報知音が鳴動すれば、利用者の睡眠を妨害する等の不具合が生じる虞がある。

これに対して特許文献２記載の従来例では、最後に操作された時刻を起点として24時間周期の計時を行い、24時間周期の計時が完了したタイミングで異常発生を報知するようにしている。その結果、早朝や深夜に異常が発生していたとしても、利用者が活動している可能性の高い時間帯(例えば、昼間)に報知音を鳴動させるので、不具合を生じさせずに異常を報知することができる。

特開２００９−１７１０６７号公報特開２００９−１４６２３２号公報

しかしながら、特許文献２記載の従来例では、電池切れなどの異常が見つかってから報知音が鳴動されるまでに最長で24時間近くの遅延時間が生じてしまうので、その期間に火災が発生した場合、異常が生じている無線機が機能しない虞がある。なお、このような不具合の発生は、無線機が火災警報器である場合に限らず、人の存在や所望のガスの発生などを検知するセンサ類を備える無線機の場合においても望ましくない。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、利用者への負担を軽減しつつ異常の発生を迅速に報知す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、報知音を鳴動させて報知する報知手段と、前記各手段に電源を供給する電源供給手段とを備えた複数の無線機からなり、前記制御手段は、前記受付手段が任意の操作入力を受け付けた時点を起点とする24時間周期の計時を行い、さらに、前記検知手段若しくは前記電源供給手段に異常が生じているか否かを定期的に判断し、異常が生じていると判断した場合、前記24時間周期の計時が完了する時点を含む前後数時間の範囲内では、前記報知手段に通常の音量で異常の発生を報知させ、且つ前記範囲外では、前記報知手段に前記通常の音量よりも小さい音量で前記異常の発生を報知させ、さらに、前記制御手段は、前記報知手段に前記異常発生を報知させている間に前記受付手段で前記報知を停止させるための操作入力を受け付けたら前記報知手段に前記報知を停止させ、かつ、前記操作入力が受け付けられた時点を起点として前記24時間周期の計時を開始し、前記受付手段が前記報知停止の操作入力を受け付けなければ、前記報知を開始してから所定時間が経過したときに前記報知手段に前記通常の音量で異常の発生を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、利用者への負担を軽減しつつ異常の発生を迅速に報知す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の実施形態(火災警報システム)を示すシステム構成図である。 (ａ)〜(ｃ)は、同上の動作説明用のタイムチャートである。

以下、火災を感知して警報音を鳴動するとともに電波を媒体とし且つ火災感知メッセージを含む無線信号を送信する火災警報器を無線機とした無線通信システム(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、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に制御されて光(ＬＥＤ)と音(スピーカ)による種々の報知(火災警報を含む)を行う。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１，２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機器が設置されており、当該電子機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、親機と呼ぶ。)を他の全ての火災警報器TR2〜TRn(以下、子機と呼ぶ。)と無線通信可能な場所に設置している。そして、何れかの子機TRj(j=2，3，…，n)から送信される無線信号を受信した親機TR1が、当該無線信号を全ての子機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。

さらに親機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を起動して子機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。親機TR1及び各子機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、親機TR1から定期監視メッセージを受け取ったときに、子機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機TR1に返信する。親機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機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機TRjがあれば、親機TR1の制御部１は、子機TRjに異常(通信不能)が生じていると判断し、その判断結果をメモリ部1aに記憶する。なお、上述したように親機TR1が各子機TRjに対して定期監視を行うことにより、親機TR1と各子機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。

また、本実施形態では、システムの運用開始前に、各子機TRjの識別符号を親機TR1のメモリ部1aに記憶(登録)するとともに各子機TRjのメモリ部1aに親機TR1の識別符号を記憶(登録)する作業(登録作業)が行われる。すなわち、登録要求メッセージを送信させるための操作入力が受け付けられた子機TRjから登録要求メッセージを含む無線信号が送信される。一方、登録モードに切り換えるための操作入力を受け付けて登録モードに切り換わった親機TR1が、当該無線信号を受信し、登録要求メッセージに従って送信元アドレスの識別符号をメモリ部1aに記憶することで子機TRjの識別符号が登録される。また、登録完了メッセージを含み且つ登録要求メッセージを送信した子機TRjの識別符号を宛先アドレスに設定した無線信号を親機TR1から送信すれば、当該無線信号を受信した子機TRjにおいては送信元アドレスの識別符号をメモリ部1aに記憶することで親機TR1の識別符号が登録される。

ここで、親機TR1を他の全ての子機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、電波チェックと呼ぶ。)が必要である。すなわち、電波チェックの操作入力が親機TR1の操作入力受付部６で受け付けられると、親機TR1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、各子機TRjから返信される応答メッセージを含む無線信号が親機TR1で正常に受信されることを確認している。

また、親機TR1及び各子機TRjの制御部１は、自己診断で異常(火災感知部４の故障や電池電源部７の電池切れなど)を見つけた場合、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異常発生を報知する。さらに、親機TR1の制御部１は、定期監視において何れかの子機TRjに異常が発生していることを知った場合、並びに電波チェックにおいて所定時間内に応答メッセージを返信して来ない子機TRjがあった場合にも、報知部５から異常発生を報知させる。なお、報知部５から異常発生が報知されているときに操作入力受付部６で報知停止の操作入力が受け付けられると、制御部６は報知部５を制御して異常発生の報知を停止させる。

ここで、従来技術で説明したように、自己診断や定期監視などで異常の発生が見つかった場合、親機TR1又は子機TRjの制御部１が直ちに報知部５から異常発生を報知させると、利用者(住人)の睡眠を妨げる等の不具合が生じる可能性がある。一方、特許文献２記載の従来例のように、制御部１が24時間周期の計時を完了したタイミングで異常発生を報知する場合、異常発生の報知が最長で24時間近く遅延してしまう虞がある。

そこで、各火災警報器TRの制御部１が24時間周期の計時を行い、自己診断や定期監視などで異常発生があった場合、24時間周期の計時が完了する時点を含む前後ｎ時間(例えば、ｎ＝５〜６時間)の範囲内では、報知部５に通常の音量で報知させる。一方、前記範囲外では、制御部１は、報知部５に前記通常の音量よりも小さい音量で異常の発生を報知させる。なお、制御部１は、操作入力受付部６が所定の操作入力(後述する)を受け付けた時点を起点とし、前記24時間周期の計時を行う。所定の操作入力とは、例えば、電波チェックを行うための操作入力や、登録作業を行うための操作入力などである(図２(ａ)参照)。

而して、24時間周期の計時が完了する時点は、利用者(住人)が就寝中でない可能性が高いので、前記完了時点を含む前後数時間の範囲内では通常の音量で報知部５から報知させることにより、異常の発生を迅速に知らせることができる。また、前記範囲外では、利用者が就寝中である可能性が高いので、通常の音量よりも小さい音量で報知部５から報知させることにより、通常の音量で報知される場合と比較して、利用者への負担(大きな音で目覚めることによる不快感など)を軽減することができる。

なお、制御部１は、他の火災警報器TRから送信される無線信号のうちで、他の火災警報器TRの制御部１が、操作入力受付部６で任意の操作入力を受け付けたことに起因して送信させた無線信号を受信した場合、その受信時点を起点として24時間周期の計時を行う。このような無線信号としては、電波チェックや登録作業を行う際に送受信される無線信号などが考えられる。

また、操作入力受付部６で操作入力が受け付けられなかった場合、制御部１は、電池電源部７が電源の供給を開始した時点を起点として24時間周期の計時を行ってもよい。

ところで、24時間周期の計時が完了する時点がたまたま夜間になる場合も考えられる。この場合、就寝中の利用者が報知音に気付かず、報知音を鳴動している火災警報器TRの操作入力受付部６で報知音停止の操作入力が受け付けられないことがある。そこで、操作入力受付部６で報知音停止の操作入力が受け付けられなければ、制御部１が、報知を開始してから所定時間(例えば、８時間以上)が経過したときに報知部５に通常の音量で異常の発生を報知させることが好ましい(図２(ｂ)参照)。つまり、最初に報知音が鳴動し始めた時間がたまたま夜間であった場合、そこから所定時間が経過すれば、利用者が既に起床している可能性が高いので、通常の音量で報知することで確実に異常発生を知らせることができる。そして、報知音に気付いた利用者が報知音停止の操作入力を行えば、新たにその時点を起点として24時間周期の計時が行われるようになる。

また、異常が発生した場合、制御部１は、初めは小さい音量で報知部５に異常の発生を報知させる。そして、異常発生の報知から所定時間(例えば、８時間)が経過するまでの間に操作入力受付部６が報知音停止の操作入力を受け付けなければ、制御部１が報知部５に通常の音量で異常発生を報知させてもよい(図２(ｃ)参照)。

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)
７電池電源部(電源供給手段)

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、報知音を鳴動させて報知する報知手段と、前記各手段に電源を供給する電源供給手段とを備えた複数の無線機からなり、
前記制御手段は、前記受付手段が任意の操作入力を受け付けた時点を起点とする24時間周期の計時を行い、さらに、前記検知手段若しくは前記電源供給手段に異常が生じているか否かを定期的に判断し、異常が生じていると判断した場合、前記24時間周期の計時が完了する時点を含む前後数時間の範囲内では、前記報知手段に通常の音量で異常の発生を報知させ、且つ前記範囲外では、前記報知手段に前記通常の音量よりも小さい音量で前記異常の発生を報知させ、
さらに、前記制御手段は、前記報知手段に前記異常発生を報知させている間に前記受付手段で前記報知を停止させるための操作入力を受け付けたら前記報知手段に前記報知を停止させ、かつ、前記操作入力が受け付けられた時点を起点として前記24時間周期の計時を開始し、前記受付手段が前記報知停止の操作入力を受け付けなければ、前記報知を開始してから所定時間が経過したときに前記報知手段に前記通常の音量で異常の発生を報知させることを特徴とする無線通信システム。
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記載の無線通信システム。