JPS61228596A - アナログ火災報知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、火災に伴なう煙濃度、温度、ガス濃度等をア
ナロ゛グ量として検出して受信機に送り、受信機側で受
信されたアナログデータから火災を判断するようにした
アナログ火災報知装置に関する。

（従来技術） 従来の火災報知装置は、火災を検出したときに接点を閉
じて受信機に発報信号を送出する所謂オン、オフ型火災
感知器を使用していたが、火災の早期発見と誤報の防止
という２つの課題を完全に解決することが困難であった
。

そのため近年にあっては、感知器で検出した温度や煙濃
度なとのアナログ量をそのまま受信機に送り、受信機側
で検出アナログ量から火災を判断するようにした所謂ア
ナログ火災推知装置が提案され、特に本願発明者にあっ
ては、アナログデータに基づく火災判断の方法として、
関数近似法による予測演算を実行し、この予測演算によ
る火災状況の予測から火災により人間が生存することが
不可能なレベルとして設定した危険レベルまでの到達時
間を求め、危険レベル到達時間が一定時間以下のとき火
災と判断する方法を提案している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、受信機側でアナログデータに基づいて予
測演算処理による比較的高級な火災判断を行なう場合、
全てのアナログセンサのデータを受信機からのポーリン
グで取り込んで各センサ毎に火災判断処理を実行すると
、センサ台数の増加に応じてポーリングによるセンサデ
ータのサンプリング周期が長くなり、また特定のセンサ
データについて火災判断の予測演算等が実行されると、
受信機のＣＰＵはビジィ状態となって他のセンサのポー
リングを休止することとなり、受信機ＣＰＵの処理負担
が大きくなりすぎ、結果としてセンサ台数が制約される
という問題があった。

更に、センサから送られてくるアナログデータにはノイ
ズによる変動も含まれており、そのまま火災判断に使用
すると誤った火災判断となるため、火災判断に際しては
、受信したアナログデータに含まれる不要なノイズ成分
を除去する前処理が必要となり、この前処理のために受
信機ＣＰＵの負担を更に大きなものとしている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
火災判断処理を実行する受信機ＣＰＵの負担を軽減して
受信機１台当りのアナログセンサ設置台数を増加できる
ようにしたアナログ火災報知装置を提供することを目的
とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、アナログセ
ンサ自体に、アナログ検出信号を一定周期でサンプリン
グし、このサンプリングデータからノイズ除去の平均化
計算を行なう手段を設けることで、受信機ＣＰＵにおけ
る前処理計算を不要とし、更に平均化計算データが予め
定めた閾値レベル以上となったときにのみ受信機からの
ポーリングに応答したデータ送出を許容するようにした
ものである。

（実施例） 第１図は本発明の基本構成を示したブロック図である。

まず構成を説明すると、１は受信機であり、火災判断処
理を実行するＣＰＵを内蔵している。受信１ｆｉ１から
引き出された信号線２ａ〜２ｎのそれぞれにはアナログ
センサ３が接続され、アナログセンサ３は火災に伴なう
物理的現象の変化、具体的には温度、煙濃度、ＣＯガス
濃度などをアナログ量として検出し、後の説明で明らか
にする平均化計算及び閾値との比較判別のちとに受信機
１からのポーリングに応答して検出データを例えば電流
モードで送出する。

第２図は本発明で使用するアナログセンサ３の一実施例
を示したブロック図である。

第２図において、アナログセンサ３は受信１１からの電
源供給を受けて作動し、温度、煙濃度等をアナログ量と
して検出する素子等を備えたアナログ検出部４を有する
。５はサンプリング回路であり、一定周期でアナログ検
出信号をサンプリングする。サンプリング回路５からの
サンプリングデータはＡ／Ｄ変換器６でデジタルデータ
に変換され、平均化計算部７に与えられる。

この平均化計算部７は、サンプリングデータの移動平均
計算と単純平均計算を実行する。即ち、第３図に示すよ
うに順次得られた３つのサンプリングデータ毎の平均値
（ＭＥＡＮ）を順次計算し、続いて移動平均計算で得た
６つのデータの単純平均値を計算し、受信機へ送出する
１つのデータを作り出す。

この移動平均計算と単純平均計算でなる平均化計算処理
は、アナログ検出信号に含まれている火災温度または煙
本来の基本周波数成分によって発生する高調波成分を除
去する低域デジタルフィルタとしての機能を実現し、こ
の低域デジタルフィルタを通すことで原信号を忠実に再
生することができる。

また、アナログ検出信号をサンプリングしていめため、
パルスノイズが発生してもサンプリングデータとして取
り込む確率が低く、更にサンプリングデータとして取り
込んだ場合も平均化計算により充分なノイズサプレッシ
ョンを掛けることができる。

８はデジタルコンパレータであり、平均化計算部７から
の出力データを基準電圧源９で示したセンサ閾値と比較
し、平均化計算データがセンサ閾値以上のときデータ送
出を指令するためのＨレベル出力を生ずる。ここで、コ
ンパレータ８に設定する閾値としては、例えば火災温度
の検出を例にとると、通常予想される室内温度の上限、
例えば３０度に相当する閾値温度を設定しており、３０
度以上となる検出データが得られた時にのみ受信機１へ
のデータ伝送を許容するようにしている。

１２は呼出し判別部であり、受信機１から例えば電圧モ
ードで送出されるクロックパルスを計数し、自己に割り
当てられたクロック計数値に達したとき自己の呼出しと
判断してデータ送出信＠−（Ｈレベル信号）を出力する
。この呼出し判別部１２及びコンパレータ８の出力はア
ンドゲート１１に入力され、アンドゲート１１は検出ア
ナログレベルが一定値以上で且つ自己の呼出しを判別し
たときに信号送出部１２にＨレベル出力を与え、そのと
き平均化計算部７から出力されているデータを例えばＤ
／Ａ変換した後に電流モードによって受信機１へ送出す
る。

第４図は第１図の受信機の一実施例を示したブロック図
であり、呼出し制御部１３、火災判断処理を実行するＣ
ＰＬ１１４、センサからのアナログ信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器１５、及び表示部１６を備える
。

呼出し制御部１３は、受信機１に接続したアナログセン
サに相当する数のクロックパルスに続いてパルス幅の長
いリセットパルスを繰り返し電圧モードで出力すること
でセンサポーリングを行なう。Ａ／Ｄ変換器１５はセン
サから送出された検′出電流による抵抗１７の電圧を入
力してデジタル信号に変換し、ＣＰＵ１４に与える。

ＣＰＬＪ１４はクロックパルスの計数で定まるセンサア
ドレスに応じたアナログデータを収集し、後の説明で詳
細に示すように、関数近似法による予測演算によって火
災を判断し、表示部１２にセンサアドレスと共に火災表
示を行なわせる。

次に受信機１のＣＰＵ１４によるセンサデータに基づい
た火災判断処理を説明する。

この火災判断処理の内容は次の２つに分けられる。

ａ、非火災警報のプロテクト処理 す、関数近似法による火災の予測演算 第５図は前記ａ、ｂの火災判断に用いられる各閾値レベ
ルとアナログセンサ３に設定した信号送出制御のための
閾値レベルの関係を示したもので、火災判断には、関数
近似法による予測演算を開始させるための演算起動レベ
ルと、予測結果から火災に達するまでの残り時間を求め
るための危険レベルが設けられ、これに対しアナログセ
ンサの閾値レベルは演算起動レベル以下となる定常的な
ノイズを除去するレベルに設定されている。

従って、アナログセンサで平均化計算したデータのレベ
ルが白丸で示す閾値レベルより低いときには、受信機の
ポーリングを受けても信号送出は行なわれず、黒丸で示
す閾値レベル以上となる検出データのみが受信機へ送出
される。その結果、白丸で示すデータ分だけ受信機ＣＰ
Ｕの負担が軽減されることになる。

第６図は受信ａｃｐｕで行なわれる火災判断処“理の一
例を示したフローチャートであり、二次関数近似法によ
る予測演算を実行している。

まずブロック２０でポーリングにより応答データがある
か否かチェックしている。

応答データがあれば次の判別ブロック２１に進み、平均
化計算され且つセンサ閾値以上となることで送出された
最新のデータが第４図に示した演算起動レベルを越、え
たか否かチェックしている。

ここで受信機ＣＰＵは二次関数近似法による計算処理の
ため２０個のセンサデータＬＤ１〜ＬＤ２０を順次記憶
する機能をもつ。

受信した最新のセンサデータＬＤ２０が演算起動レベル
を越えるとブロック２２の非火災プロテクト処理に進む
。

非火災プロテクト処理では、演算起動レベルを越えたデ
ータＬＤ２０を含む４つのデータＬＤ１７〜ＬＤ２０の
闇の変化量、即ちスロープｙ１゜ｙ２．ｙ３を検出する
。

第７図はスロープｙ１〜ｙ３の検出例を示したもので、
この場合、スロープｙ１は負、スロープｙ２．ｙ３は正
となる。更に正のスロープｙ２゜ｙ３について予め定め
た規定スロープｙｔ以上か否かチェックし、ｙｋ以上と
なるスロープの数ｎをカウントする。このｙｋ以上とな
るスロープの数ｎが第８図のように２以上のときには、
火災の恐れありとして次のブロック２３による関数近似
法による予測演算を開始する。一方、第７図のようにｙ
ｔ以上となるスロープの数が２より少ないときには、タ
バコの煙などによるデータの変化と判断し、関数近似法
による予測演算は行なわない。

ブロック２２の非火災プロテクト処理を通過したデータ
つにいては、ブロック２３の予測演算が実行される。

この予測演算は、火災時の温度や煙濃度の時間変化を ｙ−ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ で近似し、平均化計算で得られている２０個のデータＬ
Ｄ１〜ＬＤ２０で与えられる第９図に示す二次関数の係
数ａ、ｂ、ｃの値を求める。この係数ａ、ｂ、ｃを求め
る計算は、最小２乗法による行列式からなる連立方程式
を−ａｕｓｓ−ｏｒｄａｎ法で計算することで求められ
る。

係数ａ、ｂ、ｃが計算できれば、第１０図に示すように
、将来のデータ変化の軌跡を決めることができる。

そこで次のブロック２４で第１０図の二次関数から危険
レベルに達する時刻ｔｒを求め、現在時刻ｔｎから危険
レベル到達予測時間Ｔｐｕを計算する。

判別ブロック２５では、危険レベル到達時間が短いほど
真の火災であることから、例えば閾値時間８００ｓｅｃ
と比較し、８００ｓｅｃ以下のとき火災と判断し、ブロ
ック２６で火災警報を出す。

尚、゛受信＊ｃｐｕの関数近似法による予測演算しては
、二次関数近似法の他に、−次間数ｙ−ａｘ＋ｂで行な
うようにしてもよく、更に一次関数と二次関数の両方を
行なうようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、アナログセン
サ側で火災判断処理に使用するデータのノイズ成分を除
去する平均化計算を実行しているため、全てのセンサデ
ータについて実行する受信機ＣＰＵの前処理計算を不要
にでき、また予測計算を開始する必要のないレベル範囲
での信号変化については、アナログセンサで受信機への
信号送出を禁止し、明らかに予測計算による判断を必要
とするレベルに達してから信号送出を開始するので、受
信機ＣＰＵで火災判断の対象となるアナログセンサの数
は大幅に低減され、受信機ＣＰＵの負担を大幅に軽減で
き、受信機ＣＰＵに余裕がでることでセンサ接続数を増
加することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示したブロック図、第２図
はアナログセンサの一実施例を示した回路ブロック図、
第３図はアナログセンサで行なう平均化計算処理を示し
た説明図、第４図は受信機の実施例を示したブロック図
、第５図はセンサ閾値レベルと受信機側での火災判断に
使用する閾値レベルの関係を示した説明図、第６図は受
信機ＣＰＵによる火災判断処理を示したフローチャート
、第７．８図は受信機ＣＰＬＪの非火災プロテクト処理
の説明図、第９図は受信機ＣＰＵによる二次関数予測演
算の説明図、第１０図は受信機ＣＰＵで計算する危険レ
ベル到達時間の説明図である。 １：受信機 ２ａ〜２ｎ：信号線 ３：アナログセンサ ４：アナログ検出部 ５：サンプリング回路 ６　：　Ａ／Ｄ変換器 ７：平均化計算部 ８：デジタルコンパレータ ９：基準電圧源 １０：呼出し判別部 １１：アンドゲート １２：信号送出部 １３：呼出し制御部 １４　：　ＣＰＵ １５　：　Ａ／Ｄ変換器 １６：表示部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信機から引き出された信号線に複数のアナログセンサ
   を接続し、受信機から順次アナログセンサを呼出して検
   出したアナログデータを送出させ、受信アナログデータ
   に基づいて受信機で火災を判断するアナログ火災報知装
   置に於いて、 前記アナログセンサに、アナログ検出信号を一定周期で
   サンプリングし該サンプリングデータの平均化計算を行
   なう平均化計算手段と、該平均化計算データを所定の閾
   値と比較し該閾値以上となったとき受信機へのデータ送
   出を許容するデータ送出制御手段を設けたことを特徴と
   するアナログ火災報知装置。