JP6196051B2 - 警報システム - Google Patents

Description

本発明は、監視領域の火災を検出して警報音を出力する複数の警報器を無線通信により連動させる警報システムに関する。

従来、住宅等における火災を検出して警報する警報器が普及している。このうち、住宅用火災警報器を住警器と言う。

例えば、このような住警器にあっては、電池電源で動作し、住警器内に火災を検出するセンサ部と火災を警報する警報部を一体に備え、センサ部の検出信号に基づき火災を検出すると警報部から所定パターンの火災警報音を出力するようにしており、所謂自動火災報知設備のように受信機等を必要とせず住警器単体で火災監視と警報報知ができることから、設置が簡単でコスト的にも安価であり、一般住宅での設置義務化に伴い広く普及している。

また、複数の住警器間で無線通信を行うことによって、任意の住警器で火災警報音が出力されると、他の住警器でも連動して火災警報音を出力させる無線連動型の住警器を用いた警報システムも実用化され、普及している。

このような連動型の警報システムでは、住警器で火災を検出した場合、当該火災を検出した連動元の住警器は、メッセージを含む所定パターンの火災警報音、例えば「ウーウー火災警報器が作動しました 確認してください」を出力すると共に警報表示用ＬＥＤを点灯し、一方、連動先の警報器では例えば「ウーウー 別の火災警報器が作動しました 確認してください」といった火災警報音を出力すると共に警報表示用ＬＥＤを点滅するようにしている。

特開２００７−０９４７１９号公報 特開２００９−１４０２３６号公報

しかしながら、このような従来の無線連動型の警報システムにあっては、警報システムを住宅に設置して運用している間に、例えば部屋の模様替えや家具の配置替えなど電波環境に影響を及ぼす様々な要因により、一時的あるいは継続的に警報器に到達する電波の受信強度が弱くなり、受信信号のＳ／Ｎ比が悪化し、通信の信頼性が低下する可能性が常に残されている。

このような問題に対し従来の警報システムにあっては、例えば１日に１回というように定期的に通信テストを行い、所定回数連続して通信テストに失敗した場合に障害警報を出すことで、対処可能としている。

住警器から通信障害を示す障害警報が出た場合の対処としては、通信障害が通信経路を変更することで解消できる可能性があることから、住警器の設置位置を変更してみることが有効である。しかし、住警器の設置位置は規格上に決められているため、設置位置の変更には制約があり、その範囲で設置位置を変更しても通信障害が回復しない場合がある。

また住警器の送信電力が変更可能な場合には、それまでの送信電力を例えば特定小電力無線局の規格で許容された最大送信電力に変更すれば、通信障害を解消できる可能性がある。しかし、送信電力が固定であったり、通信障害を起こしたときの送信電力を既に最大電力に変更していた場合には、通信障害を解消することができない。

このように住警器の配置変更や送信電力の変更などで通信障害が解消できない場合には、最も近い住警器との間に、中継器を新たに設置して通信障害を解消することが考えられる。しかし、中継器の設置はコストの増加を招き、必ずしも適切な解決法とはいえない。

本発明は、運用中に電波環境を定期的に監視し、そのときの電波環境に最適な通信ルートと送信電力を自動的に設定して通信障害を未然に防止可能とする警報システムを提供することを目的とする。

（警報システム）
本発明は、所定の監視領域に配置され、火災を検出して連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を他の警報器へ送信し、他の警報器から火災連動信号を受信した場合に連動先を示す火災警報を出力すると共に当該火災連動信号を中継送信する警報器を複数備えた警報システムに於いて、
複数の警報器の各々は、
所定周期に達した場合又は他の警報器から試験指示を受信した場合に、所定の試験送信電力で試験信号を送信すると共に、他の複数の警報器から所定の試験送信電力で順次送信された試験信号を受信して他の警報器毎の受信強度を検出し、当該受信強度に基づいて複数の警報器の通信距離が最短となる通信ルートを設定し、更に、通信ルート上の隣接する他の警報器で受信感度が得られる所定の有効送信電力を設定する制御手段を備え、
警報器の制御手段は、試験送信電力を最大送信電力とした場合、当該最大送信電力と通信ルートの隣接する他の警報器から送信した試験信号の受信強度との比例関係から、所定の受信感度が得られる有効送信電力を求めて設定し、
通信ルートの中継点となる警報器の制御手段は、中継する複数の他の警報器へ送信する有効送信電力の内、高い方の有効送信電力を選択して設定することを特徴とする。

（通信ルートの設定）
警報器の制御手段は、警報器の数をＮ台とした場合、Ｎ台の警報器の総当りとなる一対の警報器間で検出された複数の受信強度の内、最大受信強度の警報器ペアを警報器住警器毎に選択し、当該警報器ペアの共通する警報器を相互に連結して通信ルートを設定する。

（最短距離に対応した送信電力の算出）
警報器の制御手段は、試験信号の最大送信電力（Ｐｍａｘ）と通信ルートの隣接する他の警報器から送信した試験信号の受信強度（Ｅｉｊ）との比例関係から、所定の受信感度（Ｅｔｈ）が得られる有効送信電力（Ｐｉｊ）を、
Ｐｉｊ＝（Ｐｍａｘ／Ｅｉｊ）・Ｅｔｈ
により求めて設定する。

（周波数変更）
警報器の制御手段は、予め割り当てられた複数の通信周波数を変更しながら、受信強度の検出、通信ルートの設定及び有効送信電力の設定を行う。

本発明の警報システムによれば、火災を検出して連動警報を行う複数の警報器について、他の警報器から定期的に試験信号を送信して受信強度を検出し、この受信強度に基づいて複数の警報器の通信距離が最短となる通信ルートを設定し、この通信ルート上の隣接する他の警報器で受信感度が得られ、それ以外の他の警報器で受信感度が得られない所定の有効送信電力を設定するようにしたため、警報システムの運用中に、特定の警報器間で通信ができなくなる通信障害が発生しても、定期的な受信強度の検出結果から最短距離で通信可能な通信ルートとこれに必要な送信電力を自動的に設定することで、通信障害を確実に解消して、複数の警報器間で行う無線連動による火災警報の信頼性を向上することができる。

また、通信障害の発生に対し、従来のように、警報器の設置場所の変更や送信電力の変更といった人為的な対処を必要とせず、また、中継器の増設も不要であることから、維持管理が簡単且つ容易でコストも低減できる。

（通信ルートの設定による効果）
また、通信ルートの設定は、警報器の数をＮ台とした場合、Ｎ台の警報器の総当りとなる一対の警報器間で検出された複数の受信強度の内、最大受信強度の警報器ペアを警報器毎に選択し、当該警報器ペアの共通する警報器を相互に連結して通信ルートを設定するようにしたため、最大受信強度の警報器ペアは、実質的に最短通信距離にある警報器ペアを推定しており、最大受信強度の警報器ペアを連結することで、実質的に最短通信距離の通信ルートをダイナミック（動的）に設定することを可能とする。

（最短距離に対応した送信電力の設定による効果）
警報器の制御手段は、試験信号の最大送信電力と通信ルートで送信先に設定した他の警報器から送信した試験信号の受信強度との比例関係から、所定の受信感度が得られる有効送信電力を求めて設定するようにしたため、設定した通信ルート上で最短通信距離に位置する警報器は、隣接する送信先に対し、受信感度が得られる必要最小限の有効送信電力で火災連動信号を送信することができ、中継範囲が広がって起きる信号衝突を低減し、また、送信電力を固定して送信する場合に比べ、電池電源で動作する警報器の消費電力を低減し、電池寿命を延ばすことを可能とする。

（最短距離に対応した送信電力の算出による効果）
警報器の制御手段は、試験信号の最大送信電力（Ｐｍａｘ）と通信ルート上で隣接する他の警報器から送信した試験信号の受信強度（Ｅｉｊ）との比例関係から、所定の受信感度（Ｅｔｈ）が得られる有効送信電力（Ｐｉｊ）を、
Ｐｉｊ＝（Ｐｍａｘ／Ｅｉｊ）・Ｅｔｈ
により求めて設定するようにしたため、送信電力と受信強度の関係を例えば線形と看做すことで、簡単な演算処理により適切な送信電力を求めて設定することを可能とする。

（中継点の送信電力）
通信ルートの中継点となる警報器の制御手段は、隣接する２つの他の警報器へ送信する有効送信電力の内、高い方の有効送信電力を選択して設定するようにしたため、両側の警報器までの通信距離が異なっても、単一の有効送信電力の設定でカバーすることができ、中継点における送信電力の設定を簡略化できる。

（通信周波数の変更）
警報器の制御手段は、予め割り当てられた複数の通信周波数を変更しながら、受信強度の検出、通信ルートの設定及び有効送信電力の設定を行うようにしたため、通信障害が送信周波数の変更により解消する場合に適切に対処することを可能とする。例えば、特定の通信周波数を使用した受信強度の検出結果から通信ルートが設定できない場合、通信周波数を変更して受信強度を検出することで、通信障害を解消する通信ルートの設定を可能とする。

本発明による警報システムの設置例を示した説明図 住警器の概略構成を示した説明図 住警器間の通信接続を示した説明図 試験信号の送信で検出された受信強度を記憶したテーブルの説明図 住警器間の受信強度と最短通信距離の通信ルートを示した説明図 設定可能な通信ルートの種類を示した説明図 図６に続く設定可能な通信ルートの種類を示した説明図 本発明による警報システムの動作を示したタイムチャート 図８に続く警報システムの動作を示したタイムチャート

［警報システムの構成］
（システム構成の概略）
図１は本発明による警報システムの一例であり、本発明の警報システムは、住宅１１に無線連動型の住警器Ａ１〜Ａ４を例えば台所、居間、子供部屋、主寝室などの各部屋に配置している。

住警器Ａ１〜Ａ４は警報器として機能し、所定の監視領域に配置され、火災を検出して連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を他の住警器へ送信し、他の住警器から火災連動信号を受信した場合に連動先を示す火災警報を出力すると共に当該火災連動信号を中継送信する。

（住警器の配置）
図１において、住宅１１の台所、居間、子供部屋、主寝室など各部屋に分けて設置した住警器Ａ１〜Ａ４は部屋の温度又は煙濃度を観測している。例えば住警器Ａ１で観測結果が示す温度又は煙濃度に基づいて火災を検出した場合、連動元を示す火災警報音出力と警報表示を行うと共に、後述する本発明の定期的に行う通信経路設定制御により設定した通信ルートＬ１，Ｌ２，Ｌ３を通って火災連動信号を他の住警器Ａ２〜Ａ４へ送信し、連動先を示す火災警報音出力と警報表示を行わせる。

住警器Ａ１〜Ａ４の間は所定の通信プロトコルに従った通信となり、火災監視に伴い住警器はこの通信ルートＬ１〜Ｌ３を介して送信元符号、警報システムに固有なグループ符号、火災、火災復旧、警報停止、などを示す事象符号などを含めた形式の火災連動信号を相互に送受信し、また中継する。

また、住警器Ａ１〜Ａ４は、本発明による通信経路設定制御に伴い、送信元符号、警報システムに固有なグループ符号、制御開始通知、受信強度通知などコマンド、受信強度などのデータを含めた形式の信号を相互に送受信し、また中継する。

［住警器の構成］
図２は住警器Ａ１の機能構成の概略を示したブロック図であり、他の住警器Ａ２〜Ａ４も同様となる。

図２において、住警器Ａ１は、制御部１０、アンテナ１４を接続した通信部１２、センサ部１６、報知部１８、操作部２０を備え、図示しない電池電源により動作する。

制御部１０は、例えばプログラムの実行により実現される機能である。ハードウェアとしてはＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。

センサ部１６は温度検出部または検煙部である。センサ部１６として温度検出部を設けた場合、温度検出素子として例えばサーミスタを使用し、この場合、温度による抵抗値の変化に対応した電圧検出信号を制御部１０へ出力する。またセンサ部１６として検煙部を設けた場合、公知の散乱光式検煙構造をもち、制御部１０の指示により、所定周期で赤外ＬＥＤを用いた発光部を間欠的に発光駆動し、フォトダイオードなどの受光部で受光した散乱光の受光信号を増幅し、煙濃度検出信号を制御部１０へ出力する。

通信部１２は、他の住警器Ａ２〜Ａ４との間で所定の通信プロトコルに従って火災監視制御に伴う連動信号及び通信経路設定制御に伴う信号を送受信し、また中継する。

この通信プロトコルは、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として知られたＳＴＤ−３０（小電力セキュリティシステム無線局の無線設備標準規格）またはＳＴＤ−Ｔ６７（特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備の標準規格）に準拠する。もちろん日本国内以外で使用する場合は、その地域の割当無線局の標準規格に準拠した内容を持つことになる。特定小電力無線局に準拠した通信部１２の送信電力は１ｍＷ以下であり、１ｍＷの場合、見通し通信距離は約１００メートル程度となる。

通信部１２は、アンテナ１４を接続した送信部２２と受信部２４を備え、受信部２４には受信強度検出部２６を設けている。受信強度検出部２６は、受信部２４で他の住警器Ａ２〜Ａ４が送信した信号を受信した場合、受信強度（「電波強度」ともいう）を検出し、受信強度に応じた例えばＤＣ電圧レベルの受信強度検出信号ｅ１を制御部１０に出力する。

受信部２４は所定の受信感度Ｅｔｈを超える強さの無線信号を受信した場合に、受信信号を復調出力することができる。ここで、受信感度Ｅｔｈとは、無線信号の受信強度（電波強度）がこれ以上低いと受信を正常に行うことのできない最低の受信強度を示す値である。

受信強度の単位としては、例えば、１ｍＷを基準とする対数表現の単位「ｄＢｍ」を用いることができ、
ｄＢｍ＝１０×ｌｏｇ（受信強度(mW)）
として計算できる。例えば、１ｍＷは０．０ｄＢｍ、５ｍＷは７．０ｄＢｍ、１μWは−３０．０ｄＢｍとなる。

住警器Ａ１〜Ａ４に到達する電波の受信強度は、住警器間の距離等の条件により、例えば、１０^-12〜１０^-4ｍＷ程度の幅で変動する。この場合、受信部２４の受信感度Ｅｔｈは例えば−１１０ｄＢｍとする。

受信強度検出部２６から出力する受信強度検出信号ｅ１は、例えば受信強度ｄＢｍ−４０ｄＢｍで２．０Ｖ、受信強度−１１０ｄＢｍで０．６ＶとなるＤＣ電圧信号であり、−１０ｄＢｍ毎に０．２Ｖずつ変化する関係にある。

送信部２２は制御部１０からの制御信号ｅ２により送信電力を変更することが可能であり、例えば最大送信電力Ｐｍａｘを１ｍＷとした場合、０．０１ｍＷ刻みで変化させることができる。

報知部１８は、スピーカ、警報表示用ＬＥＤ及びそれぞれの駆動回路を備え、必要に応じ制御部１０の指示によりスピーカから警報音を出力すると共に警報表示用ＬＥＤにより警報表示を行う。操作部２０は警報音及び又は警報表示を停止するための操作を受け付ける警報停止スイッチを備える。

制御部１０は、次の火災警報制御、火災復旧制御、警報停止制御、及び本発明の通信ルートと送信電力を設定するための通信経路設定制御（ルーティング制御）等を行う。

（火災警報制御）
制御部１０は、センサ部１６から出力した温度又は煙濃度の検出信号をＡＤ変換により読み込み、所定の閾値以上の場合に火災を検出し、報知部１８から連動元を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の火災警報として例えば「ピー ピー ピー 火事です 火事です」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示用ＬＥＤを例えば点灯して行う。

また、制御部１０は、報知部１８から火災警報を出力させた場合、火災連動信号を生成し、送信部２２に指示し、他の住警器Ａ２〜Ａ４へ火災連動信号を送信させる制御を行い、当該火災連動信号を受信した他の住警器Ａ２〜Ａ４で連動先を示す火災警報を出力させる。

この場合の連動先を示す火災警報としては例えば「ピー ピー ピー 別の火災警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示用ＬＥＤを例えば点灯して行う。

また、制御部１０は、受信部２４を介して他の住警器Ａ２〜Ａ４の何れかが送信した火災連動信号の有効受信を検出した場合、報知部１８からの連動先を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の連動先を示す火災警報も例えば「ピー ピー ピー 別の火災警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示用ＬＥＤを例えば点灯して行う。

また、制御部１０は、受信部２４を介して他の住警器Ａ２〜Ａ４の何れかが送信した火災連動信号の有効受信を検出した場合、送信部２２に指示し、当該火災連動信号を中継送信させる制御を行う。

なお、前述した「信号の有効受信を検出」とは、受信した信号に含まれるグループ符号が、受信装置である自己のメモリに予め登録したグループ符号に一致して自己に宛てた信号と認識し、更に、信号内容としても異常が無いことを認識したことを意味する。

（火災復旧制御）
制御部１０は、センサ部１６の検出信号に基づき温度又は煙濃度が閾値を下回る状態が例えば所定時間継続した場合或いは例えば所定回数連続した場合、火災の復旧（火災検出状態が解消したこと）を検出し、報知部１８からの連動先を示す火災警報出力を停止させると共に、火災復旧連動信号を生成し、通信部１２に指示し、当該火災復旧連動信号を他の住警器Ａ２〜Ａ４へ送信させる制御を行い、これを受信した他の住警器に、連動先を示す火災警報出力を停止させる。

また制御部１０は、通信部１２を介して他の住警器Ａ２〜Ａ４の何れかが送信した火災復旧連動信号の有効受信を検出した場合に、報知部１８からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行うと共に、通信部１２に指示し、当該火災復旧連動信号を中継送信させる制御を行う。

（警報停止制御）
制御部１０は、連動元として火災警報の出力中に操作部２０の警報停止スイッチで受け付けた警報停止操作を検出した場合、報知部１８からの連動元を示す火災警報出力を停止させると共に、警報停止連動信号を生成し、送信部２２に指示し、当該警報停止連動信号を他の住警器Ａ２〜Ａ４へ送信させる制御を行い、これを受信した他の住警器Ａ２〜Ａ４に、連動先を示す火災警報出力を停止させる。

また制御部１０は、受信部２４を介して他の住警器Ａ２〜Ａ４の何れかが送信した警報停止連動信号の有効受信を検出した場合に、報知部１８からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行うと共に、当該警報停止連動信号を中継送信させる制御を行う。

［通信経路設定制御］
制御部１０は、通信経路設定制御として、次の受信強度検出制御、通信ルート設定制御、及び送信電力設定制御を行う。

（受信強度検出制御）
住警器Ａ１〜Ａ４の制御部１０は、所定周期に設定した通信経路設定制御の開始タイミングへの到達を判別しており、開始タイミングへの到達を判別すると、通信経路設定制御を開始し、続いて送信部２２に指示し、最大送信電力で通信経路設定制御の開始を指示する制御開始信号を送信させる制御を行う。

このため住警器Ａ１〜Ａ４の内、最初に通信経路設定制御の開始タイミングに到達した住警器が他の住警器に指示して試験信号を送信させることになる。また、警報システムを設置した場合には、任意の住警器の操作部に設けた警報停止スイッチの所定操作、例えば長押し操作の受付けを検出して、通信経路設定制御を行う。

ここで、住警器Ａ１が最初に通信経路設定制御の開始タイミングに到達した場合を例にとると次のようになる。

住警器Ａ１の制御部１０は、所定周期に設定した通信経路設定制御の開始タイミングを判別した場合、通信経路設定制御を開始し、初期設定により受信信号の中継制御を禁止し、続いて送信部２２に指示し、最大送信電力で通信経路設定制御の開始を指示する制御開始信号を送信させる制御を行う。

また、住警器Ａ１の制御部１０は、制御開始信号の送信に続き、送信部２２に指示し、試験信号を最大送信電力で送信させる制御を行う。この試験信号は他の住警器Ａ２〜Ａ４で受信され、受信強度が検出される。

住警器Ａ１から送信した制御開始信号を受信した住警器Ａ２〜Ａ４は、初期設定により中継制御を禁止し、続いて所定のタイミングで重複することなく最大送信電力で試験信号を送信してくる。

ここで、住警器Ａ１〜Ａ４における試験信号の送信タイミングは、制御開始信号の送信（住警器Ａ１の場合）又は制御開始信号の受信（住警器Ａ２〜Ａ４の場合）から例えばランダムに設定した遅延時間を経過した場合に行うことで、試験信号が重複しないようにする。

住警器Ａ１の制御部１０は、住警器Ａ２〜Ａ４から順次送信された試験信号を、受信部２４を介して受信した場合、そのとき受信強度検出部２６から出力されている試験信号の受信強度検出信号ｅ１を読み込み、メモリに準備したテーブルに受信強度を記憶する。この受信強度の検出と記憶は、他の住警器Ａ２〜Ａ４においても同様に行われ、メモリに準備したテーブルに、受信強度を記憶する。また、住警器Ａ１〜Ａ４は受信強度の検出記憶が済むと、検出した受信強度の通知信号を他の住警器へ送信する制御を行う。この場合、試験信号の送信のために初期設定した中継制御禁止を解除する。

住警器Ａ１の制御部１０は、受信部２４を介して住警器Ａ２〜Ａ４から送信された受信強度の通知信号を受信した場合、メモリに準備したテーブルに受信した受信強度を記憶する制御を行う。

図３は図１の住警器Ａ１〜Ａ４を取り出して通信接続を示した説明図である。図３に示すように、住警器Ａ１〜Ａ４の間には通信経路Ｌ１〜Ｌ６が存在し、住警器Ａ１〜Ａ４が試験信号を最大送信電力で順次送信した場合、図４のテーブルに示す受信強度が検出される。なお、図４（Ａ）は受信強度を符号で示し、図４（Ｂ）は受信強度の具体的な数値（受信強度検出部２６の信号電圧）を示している。

図４（Ａ）に示すデータテーブルは、横欄を送信住警器Ａ１〜Ａ４、縦欄を受信住警器Ａ１〜Ａ４とした２次元テーブルであり、受信住警器Ａ１を例にとると、送信住警器Ａ２〜Ａ４から送信した試験信号の受信で検出された受信強度を、Ｅ２１，Ｅ３１，Ｅ４１として記憶している。この点は、受信住警器Ａ２〜Ａ４についても同様であり、横欄を送信住警器Ａ１〜Ａ４、縦欄を受信住警器Ａ１〜Ａ４とした総当り方式（リーグ戦方式）による受信強度が記憶される。

ここで住警器間の通信経路は例えば住警器Ａ１，Ａ２の場合、通信経路（Ａ１−Ａ２）と表現する。この場合、住警器Ａ１からＡ２への送信と、住警器Ａ２からＡ１への送信あるが、同じ通信経路であり、電波の減衰は同じと看做し、このため住警器Ａ１からＡ２への送信した場合の受信強度Ｅ１２と、住警器Ａ２からＡ１への送信した場合の受信強度Ｅ２１は同じ値として扱う。

図５は試験信号の送信により検出された受信強度の具体的な値の一例を通信経路について示した説明図である。ここで、図２の受信強度検出部２６で検出される受信強度は例えば受信利得（ｄＢ）に対応したＤＣ電圧信号であり、例えば次のようになる。
Ｅ２１＝Ｅ１２＝ −５０ｄＢｍ＝１．８Ｖ
Ｅ３１＝Ｅ１３＝ −８５ｄＢｍ＝１．１Ｖ
Ｅ４１＝Ｅ１４＝ −９０ｄＢｍ＝１．０Ｖ
Ｅ３２＝Ｅ２３＝ −６０ｄＢｍ＝１．６Ｖ
Ｅ４２＝Ｅ２４＝−１００ｄＢｍ＝０．８Ｖ
Ｅ４３＝Ｅ３４＝ −７０ｄＢｍ＝１．４Ｖ
このＤＣ電圧信号の値は図４（Ｂ）のテーブルに記憶している。図５に示す受信強度Ｅ１２〜Ｅ４３の値は、通信距離が短いほど大きな値を示し、通信距離が長いほど小さい値を示す。

（通信経路設定制御）
住警器Ａ１の制御部１０は、受信強度検出制御により図４（Ｂ）に示すテーブルを生成すると、続いて通信経路設定制御を行う。この点は、他の住警器Ａ２〜Ａ４の制御部１０も同様である。

制御部１０の通信経路設定制御は、図４（Ｂ）のテーブルに記憶した受信強度に基づいて、住警器の数をＮ＝４台とした場合、Ｎ＝４台の住警器Ａ１〜Ａ４の総当りとなる一対の住警器、例えば住警器Ａ１に対する住警器Ａ２〜Ａ４の間で検出された複数の受信強度
（Ａ１−Ａ２）＝１．８
（Ａ１−Ａ３）＝１．１
（Ａ１−Ａ４）＝１．０
の内、最大受信強度の住警器ペア（Ａ１−Ａ２）＝１．８を選択する。同様に住警器Ａ２〜Ａ４の間で検出された複数の受信強度の内、最大受信強度の住警器ペアとして、（Ａ２−Ａ１）＝１．８、（Ａ３−Ａ２）＝１．６、（Ａ４−Ａ３）＝１．４を選択する。

続いて制御部１０は、最大受信強度の住警器ペア
（Ａ１−Ａ２）
（Ａ２−Ａ１）
（Ａ３−Ａ２）
（Ａ４−Ａ３）
について、昇順にソートして
（Ａ１−Ａ２）
（Ａ１−Ａ２）
（Ａ２−Ａ３）
（Ａ３−Ａ４）
とし、共通する住警器を相互に連結して通信ルートとして
（Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４）
を設定する。

図６（Ａ）〜（Ｄ）及び図７（Ｅ）〜（Ｈ）は、図３の住警器Ａ１〜Ａ４の通信ルートにつき、通信経路設定制御により設定可能な通信ルートの８パターンＰＡ〜ＰＨを示している。この８パターンにつき検出した受信強度の総和を求めると、次のようになる。
パターンＰＡ＝４．８
パターンＰＢ＝４．２
パターンＰＣ＝４．４
パターンＰＤ＝４．０
パターンＰＥ＝４．０
パターンＰＦ＝４．３
パターンＰＧ＝３．７
パターンＰＨ＝３．７
このうちパターンＰＡの総和が４．８と最大であり、その結果、パターンＰＡの通信ルート（Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４）を最短距離の通信ルートとした推定が正しいことを裏付ける。なお、本実施形態における最短距離の通信ルートとは、検出した受信強度から求めた最短距離と看做される通信ルートのことであり、物理的に最短距離となる通信ルートを意味するものではない。

（送信電力設定制御）
住警器Ａ１〜Ａ４の制御部１０は、最短距離となる通信ルート（Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４）の設定が済むと、続いて、送信電力設定制御を行う。制御部１０による送信電力設定制御は、住警器Ａ１〜Ａ４が送信する信号の送信電力を、通信ルート上の隣接する他の住警器で受信感度が得られ、それ以外の他の住警器で受信感度が得られない、所定の有効送信電力に設定する制御を行う。

これは試験信号の最大送信電力Ｐｍａｘと、通信ルート（Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４）上で住警器Ａｉが隣接する他の住警器Ａｊから受信した試験信号の受信強度Ｅｉｊとの比例関係から、所定の受信感度Ｅｔｈが得られる有効送信電力Ｐｉｊを求めて設定する。

即ち、上記の比例関係は
（Ｐｍａｘ／Ｅｉｊ）＝（Ｐｉｊ／Ｅｔｈ）
にあることから、有効送信電力（Ｐｉｊ）は
Ｐｉｊ＝（Ｐｍａｘ／Ｅｉｊ）・Ｅｔｈ
により求めて設定する。

例えばＰｍａｘ＝１ｍＷ、Ｅｔｈ＝０．６Ｖとした場合、通信ルートの始点（端点）となる住警器Ａ１に隣接する住警器Ａ２からの試験信号による受信強度Ｅ１２はＥ１２＝１．８Ｖであることから、住警器Ａ１に設定する有効送信電力Ｐ１２は、
Ｐ１２＝（Ｐｍａｘ／Ｅ１２）・Ｅｔｈ＝（１／１．８）・０．６＝０．３３ｍＷ
となる。

次に通信ルートの中継点となる住警器Ａ２については、住警器Ａ１からの試験信号による受信強度Ｅ１２はＥ１２＝１．８Ｖであることから、住警器Ａ１と同じ値の有効送信電力Ｐ１２＝０．３３ｍＷとなる。一方、住警器Ａ３からの試験信号による受信強度Ｅ２３はＥ２３＝１．６Ｖであることから、有効送信電力Ｐ２３＝０．３８ｍＷとなる。このように中継点となる住警器Ａ２については２つの有効送信電力Ｐ１２，Ｐ２３が求まるが、この場合には、大きい方の有効送信電力Ｐ２３＝０．３８ｍＷを選択して設定する。

次の住警器Ａ３も通信ルートの中継点であり、２つの有効送信電力Ｐ２３＝０．３８ｍＷとＰ３４＝０．４３ｍＷが求まるが、この場合にも、大きい方の有効送信電力Ｐ３４＝０．４３ｍＷを選択して設定する。

更に通信ルートの終点（端点）となる住警器Ａ４については、有効送信電力Ｐ４３＝０．４３ｍＷが求まり、これを設定する。

住警器Ａ１〜Ａ４の制御部１０は、送信電力設定制御が済むと、所定の終了処理を行い、前述した火災監視制御に復帰する。

（通信経路設定制御後の連動制御）
住警器Ａ１〜Ａ４について、図５の実線で示す通信ルートの設定と送信電力の設定が完了した状態で、例えば住警器Ａ１が火災を検出したとすると、住警器Ａ１は連動元を示す火災警報を出力すると共に、火災連動信号を送信する。この場合、住警器Ａ１は送信電力Ｐ１２により火災連動信号を送信し、このため隣接する住警器Ａ２のみで受信感度が得られ、住警器Ａ２は火災連動信号を有効に受信して連動元を示す火災警報を出力する。

続いて住警器Ａ２は送信電力Ｐ２３により火災連動信号を中継送信する。この送信電力Ｐ２３により住警器Ａ２から送信された火災連動信号は、隣接する住警器Ａ１，Ａ３で受信感度が得られ、それぞれ有効受信される。この場合、住警器Ａ３は、火災連動信号の有効受信に基づき連動元を示す火災警報を出力すると共に、送信電力Ｐ３４により火災連動信号を中継送信する。これに対し住警器Ａ１は受信した火災連動信号の送信元符号が自己の送信元符号に一致することから、送信済みの火災連動信号と判断し、中継送信は行わない。

送信電力Ｐ３４により住警器Ａ３からの火災連動信号は隣接する住警器Ａ２，Ａ４で受信感度が得られ、それぞれ有効受信される。この場合、住警器Ａ４は、火災連動信号の有効受信に基づき連動元を示す火災警報を出力するが、新たに隣接する住警器が存在しないことから中継送信は行わない。また住警器Ａ２は受信した火災連動信号の送信元符号が既に中継した送信元符号に一致することから、中継済みの火災連動信号と判断し、中継送信は行わない。

次に、通信ルートの途中となる中継点に位置する例えば住警器Ａ２で火災を検出した場合には、送信電力Ｐ２３による火災連動信号の送信により、両側に隣接する住警器Ａ１，Ａ３で受信感度が得られ、それぞれ火災連動信号を有効受信して連動先を示す火災警報を出力する。続いて住警器Ａ３は火災連動信号を隣接する住警器Ａ４へ中継送信するが、住警器Ａ１は新たに隣接する住警器が存在しないことから中継送信は行わない。

通信ルートの途中となる中継点に位置する住警器Ａ３の場合は、住警器Ａ２の場合と同様になる。また、中継ルートの端点に存在する住警器Ａ４の場合は、同じく端点に存在する住警器Ａ１の場合と同様になる。

このように本実施形態の通信経路設定制御により設定した通信ルートと送信電力に基づき火災連動信号を送信する場合には、住警器Ａ１〜Ａ４の場合、最大で４回の通信順次動作（内１回は送信、２回は中継、１回は受信）で済み、更に、受信感度が得られるのは送信元に隣接した住警器のみに限定されるため、通信回数を低減すると共に、同じ火災連動信号が複数ルートから同時に到来して起きる信号衝突を回避した信頼性の高い通信制御を可能とする。

また、送信電力を隣接する住警器でのみ受信感度が得られる値に設定することで、送信電力を所定の送信電力、例えば最大送信電力に固定して送信する場合に比べ、電池電源で動作する住警器の消費電力を低減し、電池寿命を延ばすことを可能とする。

勿論、このような本実施形態で設定した通信ルートと送信電力による通信制御は、火災復旧連動信号や警報停止連動信号についても、火災連動信号の場合と同様に行う。

（警報システムの動作）
図８及び図９は、本実施形態の警報システムにおける通信経路設定制御による動作を示したタイムチャートであり、住警器Ａ１で通信経路設定制御の開始タイミングが判別された場合を例にとっている。

図８において、住警器Ａ１は通信経路設定制御の開始タイミングが判別を判別すると、ステップＳ１（以下「ステップ」は省略）で、最大送信電力により制御開始信号を他の住警器Ａ２〜Ａ４へ送信し、Ｓ２で初期設定として中継制御を禁止し、またメモリ上に図４に示した空き状態のテーブルを展開して準備する。この初期設定は住警器Ａ２〜Ａ４においても、Ｓ３〜Ｓ５のように制御開始信号の受信に基づいて行われる。

住警器Ａ１はＳ６で最大送信電力により試験信号を送信し、続いて住警器Ａ２〜Ａ４がＳ１０，Ｓ１４、Ｓ１８で最大送信電力により試験信号を順次送信する。

住警器Ａ１はＳ１１，Ｓ１５，Ｓ１９で試験信号を受信し、受信強度Ｅ２１，Ｅ３１，Ｅ４１を検出してテーブルに記憶し、また住警器Ａ２はＳ７，Ｓ１６，Ｓ２０で試験信号を受信し、受信強度Ｅ１２，Ｅ３２，Ｅ４２を検出してテーブルに記憶し、また住警器Ａ３はＳ８，Ｓ１２，Ｓ２１で試験信号を受信し、受信強度Ｅ１３，Ｅ２３，Ｅ４３を検出してテーブルに記憶し、更に、住警器Ａ４はＳ９，Ｓ１３，Ｓ１７で試験信号を受信し、受信強度Ｅ１４，Ｅ２４，Ｅ３４を検出してテーブルに記憶する。

続いて図９に進み、住警器Ａ１〜Ａ４はＳ２２〜Ｓ２５で、検出した受信強度を他の住警器に通知する通知信号を送信し、これにより住警器Ａ１〜Ａ４で図４に示した受信強度を記憶したテーブルが生成される。

続いて住警器Ａ１〜Ａ４は、Ｓ２６〜Ｓ２９で通信ルートの設定制御を行い、Ｓ３０〜Ｓ３３で通信ルートと受信強度に基づき送信電力を算出し、Ｓ３４〜Ｓ３７で算出した送信電力を設定し、Ｓ３８〜Ｓ４１で通信経路設定制御を終了して火災監視制御に移行する。

［本発明の変形例］
（周波数変更）
上記の実施形態にあっては、通信周波数を固定した場合を例にとっているが、特定小電力無線局の場合には例えば４つの周波数チャンネルの使用が可能であることから、住警器の制御部は、予め割り当てられた複数の通信周波数を変更しながら、受信強度検出制御、通信ルート設定制御及び送信電力設定制御を行うようにしても良い。

例えば周波数チャンネルを変更して通信ルートを設定し、その中で受信強度の総和が最大となる周波数チャンネルの通信ルートを選択して送信電力を設定するといった制御を行う。また、ある周波数チャネルによる通信ルートと送信電力の設定で通信障害が発生した場合に、他の周波数チャネルに変更して通信ルートと送信電力を設定するといった制御を行っても良い。

（特定の住警器での制御）
上記の実施形態では、複数の住警器の全てが自己及び他の住警器で検出した受信強度を取得して、それぞれ通信ルートと送信電力の設定制御を行っているが、特定の住警器が自己及び他の住警器で検出した受信強度を取得して通信ルートと送信電力の設定制御を行い、この設定制御で求めた送信電力を他の住警器へ通知して設定するようにしても良い。

（その他）
また、上記の実施形態では、電池電源によって動作する住警器を例に取ったが、電池電源以外の電源で動作するものにも本発明を適用できる。

また、上記の実施形態は住宅用に限らずビルやオフィス用など各種用途の警報器にも適用できる。

また、本発明は上記の実施形態に限定されず、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。

Ａ１〜Ａ４：住警器
１０：制御部
１２：通信部
１６：センサ部
１８：報知部
２０：操作部
２２：送信部
２４：受信部
２６：受信強度検出部

Claims (4)

1. 所定の監視領域に配置され、火災を検出して連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を他の警報器へ送信し、他の警報器から火災連動信号を受信した場合に連動先を示す火災警報を出力すると共に当該火災連動信号を中継送信する警報器を複数備えた警報システムに於いて、
   前記複数の警報器の各々は、
   所定周期に達した場合又は他の警報器から試験指示を受信した場合に、所定の試験送信電力で試験信号を送信すると共に、他の複数の警報器から所定の試験送信電力で順次送信された試験信号を受信して他の警報器毎の受信強度を検出し、当該受信強度に基づいて前記複数の警報器の通信距離が最短となる通信ルートを設定し、更に、前記通信ルート上の隣接する他の警報器で受信感度が得られる所定の有効送信電力を設定する制御手段を備え、
   前記警報器の制御手段は、前記試験送信電力を最大送信電力とした場合、当該最大送信電力と前記通信ルートの隣接する他の警報器から送信した試験信号の受信強度との比例関係から、所定の受信感度が得られる有効送信電力を求めて設定し、
   前記通信ルートの中継点となる警報器の制御手段は、中継する複数の他の警報器へ送信する有効送信電力の内、高い方の有効送信電力を選択して設定することを特徴とする警報システム。
   
2. 請求項１記載の警報システムに於いて、前記警報器の制御手段は、
   警報器の数をＮ台とした場合、Ｎ台の警報器の総当りとなる一対の警報器間で検出された複数の受信強度の内、最大受信強度の警報器ペアを警報器毎に選択し、当該警報器ペアの共通する警報器を相互に連結して前記通信ルートを設定することを特徴とする警報システム。
   
3. 請求項１記載の警報システムに於いて、
   前記警報器の制御手段は、前記試験信号の最大送信電力（Ｐｍａｘ）と前記通信ルートの隣接する他の警報器から送信した試験信号の受信強度（Ｅｉｊ）との比例関係から、所定の受信強度（Ｅｔｈ）が得られる有効送信電力（Ｐｉｊ）を、
   Ｐｉｊ＝（Ｐｍａｘ／Ｅｉｊ）・Ｅｔｈ
   により求めて設定することを特徴とする警報システム。
   
4. 請求項１記載の警報システムに於いて、前記警報器の制御手段は、予め割り当てられた複数の通信周波数を変更しながら、前記受信強度の検出、前記通信ルートの設定及び前記有効送信電力の設定を行うことを特徴とする警報システム。

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