WO2014049975A1 - 無線通信システム - Google Patents

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WO2014049975A1
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slave
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圭太郎 干場
昌典 栗田
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パナソニック株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G08B25/009—Signalling of the alarm condition to a substation whose identity is signalled to a central station, e.g. relaying alarm signals in order to extend communication range
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    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system in which a plurality of wireless stations transmit and receive wireless signals using radio waves as a medium.
  • fire alarm systems that link multiple fire alarms using wireless signals have been provided.
  • a plurality of fire alarms installed at multiple locations each have a function of detecting a fire and a function of sounding an alarm sound.
  • the fire alarm sounds an alarm sound and transmits information notifying the detection of the fire to another fire alarm with a radio signal.
  • a radio signal As a result, not only the fire source fire alarm device but also a plurality of fire alarm devices can be interlocked to sound an alarm sound all at once, so that the occurrence of a fire can be notified quickly and reliably.
  • a specific fire alarm that has received a predetermined operation input to the relay route setting switch transmits a wireless signal including a confirmation message that prompts a response message to be sent by multicast.
  • the specific fire alarm device sequentially transmits a radio signal including a search message instructing a search for a fire alarm device without a reply to each lower fire alarm device to which a response message has been replied.
  • the specific fire alarm device sequentially transmits a radio signal including a search message to each lower-level fire alarm device that has returned the response message.
  • a specific fire alarm repeats the above operation until it receives response messages from all the fire alarms except itself.
  • the relay route may be interrupted. In this case, it is necessary to reset the relay route by performing the relay route setting operation as described above.
  • a specific fire alarm transmits a search message one by one to the subordinate fire alarm while confirming whether or not there is a fire alarm that has not yet returned. For this reason, when the number of subordinate fire alarms that respond to confirmation messages increases, there may be an increase in subordinate fire alarms for which a specific fire alarm must send a search message. Therefore, there has been a problem that the time required for resetting the relay route becomes longer due to the increase in the transmission time of the search message and the time for waiting for the reply.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a wireless communication system capable of shortening the time required for resetting a relay route.
  • the wireless communication system of the present invention includes a plurality of wireless stations, and any one of the plurality of wireless stations is set as a master station, and the other wireless stations are set as a plurality of slave stations.
  • Radio signals using radio waves as a medium are transmitted / received to / from each of the slave stations, and each of the plurality of radio stations has a radio transmitter / receiver that transmits / receives the radio signal, and one of the plurality of slave stations as a transmission source
  • a control unit that executes a resetting process for resetting a relay station that relays between the master station and another slave station of the transmission destination, and each of the plurality of slave stations is configured when a predetermined event occurs.
  • the other slave station When the other slave station receives the radio signal transmitted to the master station, the received signal strength of the radio signal is stored in association with the other slave station, and the stored data of the received signal strength is stored. Transmitting to the master station at a predetermined timing, in the reset process, The control unit of the station causes a confirmation message that prompts a reply to each of the plurality of slave stations to be transmitted from the wireless transmission / reception unit, and to the first slave station that has received the confirmation message among the plurality of slave stations. The first slave station that can search the second slave station that cannot receive the confirmation message from the plurality of slave stations and can communicate with the second slave station based on a search result by the first slave station. The slave station is reset as the relay station, and the control unit of the master station determines the order of the first slave station to search for the second slave station based on the received signal strength data. It is characterized by that.
  • the predetermined timing is when the confirmation message transmitted from the master station is received.
  • each of the plurality of radio stations includes a radio alarm having a fire alarm for detecting the occurrence of a fire, a radio station having an air quality sensor for measuring air quality, and a human sensor for detecting the presence of a person. It is preferable that it is at least one of the stations.
  • the present invention associates the received signal strength data of the radio signal with the other slave station.
  • the master station determines the order of the first slave stations to search for the second slave station based on the received signal strength data. Therefore, in the present invention, the most likely relay route can be quickly searched based on the received signal strength data stored in each slave station, and the time required for resetting the relay route can be shortened.
  • the wireless communication system includes a plurality of (six in the present embodiment) fire alarms TR, and wirelessly uses radio waves as a medium between the plurality of fire alarms TR. Transmit (transmit / receive) signals.
  • the fire alarm TR emits an alarm sound when a radio transmission / reception unit 2 that transmits and receives radio signals via the antenna 1, a fire detection unit 3 that detects a fire, and an abnormality such as a fire occurs. And a control unit 5 that performs various controls.
  • the fire alarm device TR includes an operation input receiving unit 6 that receives various operation inputs, and a power supply unit 7 that supplies operating power to each unit using a battery such as a dry battery as a power source.
  • each fire alarm device TR is divided into one master station and five slave stations and registered in advance. Therefore, a unique identification code is already assigned to each fire alarm device TR, and the destination or transmission source fire alarm device TR of the radio signal can be specified by the identification code.
  • the master station TR0 stores in the memory (not shown) the identification codes of all the fire alarm devices (here, the master station TR0 and the slave stations TR10 to TR12, TR20, TR21) belonging to the system. .
  • a slave station number is assigned to each of the slave stations TR10 to TR12, TR20, TR21. The slave station number is well known in the art and will not be described here.
  • the wireless transmission / reception unit 2 transmits / receives a radio signal using radio waves as a medium in accordance with “radio station of low power security system” defined in Article 6, Paragraph 4, Item 3 of the Radio Law Enforcement Regulations. Moreover, the radio
  • the fire detection unit 3 detects a fire by detecting smoke, heat, flame, and the like generated with the fire, for example.
  • the antenna 1 of the wireless transmission / reception unit 2 may be designed to protrude from the main body of the fire alarm device TR, but may be designed to be built in the main body so as not to stand out.
  • the control unit 5 includes a microcomputer or a rewritable nonvolatile memory (for example, EEPROM) as a main component.
  • EEPROM is an abbreviation of “ElectricallyrErasable Programmable Read-Only Memory”.
  • the control unit 5 executes various functions by executing a program stored in the memory with a microcomputer. For example, when the fire detection unit 3 detects the occurrence of a fire, the control unit 5 drives a buzzer included in the notification unit 4 to sound an alarm sound. Alternatively, the control unit 5 causes an alarm voice message (for example, “It is a fire”) stored in advance in the memory to ring on a speaker included in the notification unit 4.
  • an alarm voice message for example, “It is a fire”
  • the control unit 5 sends a radio signal including a fire alarm message (hereinafter simply referred to as a “fire alarm message”) from the radio transmission / reception unit 2 to notify the fire alarm also in another fire alarm device TR. Is transmitted to the fire alarm device TR.
  • the control unit 5 of the fire alarm device TR serving as the master station causes the wireless transmission / reception unit 2 to transmit a fire alarm message to each fire alarm device TR serving as the slave station.
  • the control unit 5 of each fire alarm device TR which is a slave station controls the alarm unit 4 to sound an alarm sound or a voice message.
  • the control unit 5 controls the wireless transmission / reception unit 2 in the intermittent reception mode in order to extend the battery life.
  • the intermittent reception mode is a mode in which the wireless transmission / reception unit 2 is activated every predetermined cycle and the wireless transmission / reception unit 2 is immediately stopped if no wireless signal is received.
  • the operation input receiving unit 6 has a plurality of switches such as push buttons and dip switches.
  • the operation input receiving unit 6 receives an operation input corresponding to each switch by operating the switch, and outputs an operation signal corresponding to the operation input to the control unit 5.
  • the operation input receiving unit 6 is provided with a radio wave confirmation switch (not shown) that outputs an operation signal that causes the control unit 5 to execute a radio wave check when a predetermined operation input such as a push operation or a slide operation is received. Yes.
  • the radio wave check is a signal between each slave station TR1 and the master station TR0 depending on whether or not the reply signal is transmitted from the master station TR0 to each slave station TR1. It is to confirm whether or not communication can be performed normally. Since the radio wave check is conventionally well-known, detailed description thereof is omitted here.
  • each slave station TR1 can wirelessly communicate with the master station TR0 by relaying the first slave stations TR10 to TR12, which are slave stations that can directly communicate with the master station TR0, and the first slave stations TR10 to TR12. It is divided into second slave stations TR20 and TR21.
  • the first slave station TR10 is set as the relay station of the second slave station TR20
  • the first slave station TR11 is set as the relay station of the second slave station TR21 in advance.
  • the control unit 5 of the first slave station TR10 causes the radio transceiver unit 2 to transmit the radio signal toward the second slave station TR20.
  • the control unit 5 of the first slave station TR11 causes the radio transmitter / receiver 2 to transmit the radio signal toward the second slave station TR21.
  • the wireless communication system of this embodiment in order to quickly complete the resetting process of the relay station, the following operations are performed when a predetermined event occurs such as during periodic monitoring, when checking radio waves, or when detecting a fire. .
  • Periodic monitoring means that the master station TR0 periodically activates the wireless transmission / reception unit 2 (for example, every 24 hours) to check whether or not communication with each slave station TR1 can be performed normally. It is.
  • the control unit 5 of the master station TR0 wirelessly transmits a radio signal including a test message that prompts a reply to each of the first slave stations TR10 to TR12 (hereinafter simply referred to as “test message”). Transmission is performed from the transceiver 2 (see FIG. 2).
  • the control unit 5 of the first slave station TR10 transmits the test message from the wireless transmission / reception unit 2 to the second slave station TR20 and relays the test message.
  • the control unit 5 of the second slave station TR20 transmits a radio signal including a response message notifying that the test message has been received (hereinafter simply referred to as “response message”) as a transmission destination to the master station TR0 and relaying.
  • the destination is transmitted from the wireless transmission / reception unit 2 as the first slave station TR10.
  • each other slave station TR1 other than the first slave station TR10 and the second slave station TR20 can receive this response message when it is in an environment where it can communicate with these slave stations TR10 and TR20. . Therefore, when the control unit 5 of each of the other slave stations TR1 receives this response message, it measures the RSSI value of the response message, and associates the RSSI value with the slave station number of the second slave station TR20 that is the transmission source. Store in memory.
  • each slave station TR1 receives a radio signal whose destination is the master station TR0 from another slave station TR1, it measures the RSSI value of the radio signal, and the child station TR1 of the source slave station TR1 It is associated with the station number and stored in the memory.
  • the control unit 5 of the first slave station TR10 When receiving the response message from the second slave station TR20, the control unit 5 of the first slave station TR10 transmits the response message from the wireless transmission / reception unit 2 to the master station TR0 and relays the response message. At this time, when receiving the response message, the control unit 5 of each of the other slave stations TR1 other than the first slave station TR10 measures the RSSI value of the response message, and the child of the first slave station TR10 that is the transmission source The RSSI value is stored in the memory in association with the station number.
  • the control unit 5 of the first slave station TR11 transmits the test message from the wireless transmission / reception unit 2 to the second slave station TR21 and relays the test message.
  • the control unit 5 of the second slave station TR21 causes the wireless transmission / reception unit 2 to transmit a response message with the transmission destination as the master station TR0 and the relay destination as the first slave station TR11.
  • the control unit 5 of each of the slave stations TR1 other than the first slave station TR11 and the second slave station TR21 measures the RSSI value of the response message, and The RSSI value is stored in the memory in association with the slave station number of the second slave station TR21.
  • the control unit 5 of the first slave station TR11 When receiving the response message from the second slave station TR21, the control unit 5 of the first slave station TR11 transmits the response message from the wireless transmission / reception unit 2 to the master station TR0 and relays the response message. At this time, when the control unit 5 of each of the other slave stations TR1 other than the first slave station TR11 receives this response message, it measures the RSSI value of the response message, and the child of the first slave station TR11 of the transmission source The RSSI value is stored in the memory in association with the station number.
  • the control unit 5 of the first slave station TR12 Since the control unit 5 of the first slave station TR12 is not set as a relay station, when the test message is received, a response message is transmitted from the radio transmission / reception unit 2 to the master station TR0. At this time, when receiving the response message, the control unit 5 of each of the other slave stations TR1 other than the first slave station TR12 measures the RSSI value of the response message, and the child of the first slave station TR12 that is the transmission source The RSSI value is stored in the memory in association with the station number.
  • each slave station TR1 can store the RSSI value of the radio signal transmitted from the other slave station TR1 as data. Note that it is not necessary to store all RSSI values in each slave station TR1, and it is sufficient to store at least the latest RSSI value for each other slave station TR1.
  • the resetting process is automatically started by the master station TR0 when communication with each slave station TR1 cannot be normally performed during a periodic test or radio wave check.
  • the resetting process may be configured such that some kind of switch is provided in the operation input receiving unit 6 and the resetting process is started by operating the switch.
  • the control unit 5 of the master station TR0 causes the wireless transmission / reception unit 2 to transmit a wireless signal including a confirmation message prompting a reply (hereinafter simply referred to as “confirmation message”) by multicast. At this time, the control unit 5 of the master station TR0 switches to the continuous reception mode in which the radio transmission / reception unit 2 is continuously activated to continuously wait for the radio signal from the other fire alarm device TR.
  • the control unit 5 of each slave station TR1 that has received the confirmation message causes the wireless transmission / reception unit 2 to transmit a response message including the stored RSSI value data to the master station TR0.
  • the master station TR0 is the first slave station TR10 to TR12.
  • the response message from is received.
  • the control unit 5 of each of the first slave stations TR10 to TR12 starts up the wireless transmission / reception unit 2 continuously and switches to the continuous reception mode.
  • the control unit 5 of the master station TR0 sends the slave unit numbers of the first slave stations TR10 to TR12 to which the response message has been returned, and all the fire alarm devices TR stored therein. Check the slave unit number.
  • the control unit 5 of the master station TR0 sends a radio signal including a search message (hereinafter simply referred to as “search message”) to search for the slave station TR1 without a reply from the radio transmission / reception unit 2 to each first slave station TR10. Transmitting to TR12.
  • the control unit 5 of the master station TR0 searches for the second slave stations TR20, 21 based on the RSSI value data acquired from the first slave stations TR10-TR12. The order of TR12 is determined.
  • the control unit 5 of the master station TR0 compares the RSSI values of the radio signals transmitted from the second slave station TR20 among the RSSI value data acquired from the first slave stations TR10 to TR12. Then, the search message is transmitted from the radio transmission / reception unit 2 toward the slave station TR1 having the largest RSSI value of the radio signal transmitted from the second slave station TR20.
  • the corresponding child station TR1 is the first child station TR12.
  • the control unit 5 of the first slave station TR12 When receiving the search message, the control unit 5 of the first slave station TR12 transmits a confirmation message from the wireless transmission / reception unit 2 to the second slave station TR20 and relays the confirmation message.
  • the control unit 5 of the second slave station TR20 transmits a response message from the radio transmission / reception unit 2 with the transmission destination as the master station TR0 and the relay destination as the first slave station TR12.
  • the control unit 5 of the first slave station TR12 transmits the response message from the wireless transmission / reception unit 2 to the master station TR0 and relays the response message.
  • control unit 5 of the master station TR0 compares the RSSI values of the radio signals transmitted from the second slave station TR21 among the RSSI value data acquired from the first slave stations TR10 to TR12. Then, the search message is transmitted from the radio transmission / reception unit 2 to the slave station TR1 having the largest RSSI value of the radio signal transmitted from the second slave station TR21.
  • the corresponding child station TR1 is the first child station TR10.
  • the control unit 5 of the first slave station TR10 When receiving the search message, the control unit 5 of the first slave station TR10 transmits a confirmation message from the wireless transmission / reception unit 2 to the second slave station TR21 and relays the confirmation message.
  • the control unit 5 of the second slave station TR21 causes the wireless transmission / reception unit 2 to transmit a response message with the transmission destination as the master station TR0 and the relay destination as the first slave station TR10.
  • the control unit 5 of the first slave station TR10 transmits the response message to the master station TR0 from the wireless transmission / reception unit 2, and relays the response message.
  • the control unit 5 of the master station TR0 When the response message is received from each of the first slave stations TR10 and TR12, the control unit 5 of the master station TR0 returns the slave unit number of each of the second slave stations TR20 and 21 to which the response message has been returned, and still returns a reply message. The slave unit number of the slave station TR1 without any is checked. As a result of the collation, the control unit 5 of the master station TR0 determines that there are replies from all the slave stations TR1. Then, the control unit 5 of the master station TR0 directs the first slave station TR12 to a radio signal (hereinafter simply referred to as “set message”) that includes a setup message informing the relay station of the second slave station TR20. Is transmitted from the wireless transmission / reception unit 2. When the setting message is received, the first slave station TR12 is set as the relay station of the second slave station TR20.
  • set message a radio signal
  • the control unit 5 of the master station TR0 causes the radio transmission / reception unit 2 to transmit a setting message that informs the first slave station TR10 that the relay station of the second slave station TR21 is set.
  • the first slave station TR10 is set as the relay station of the second slave station TR21.
  • the control unit 5 of each fire alarm device TR switches the wireless transmission / reception unit 2 from the continuous reception mode to the intermittent reception mode.
  • each slave station TR1 when each slave station TR1 receives a wireless signal from another slave station TR1 when a predetermined event such as periodic monitoring or radio wave check occurs, the RSSI of the wireless signal is received.
  • the value is stored in association with the other child station TR1.
  • each of the first slave stations TR10 to TR12 transmits the data of the RSSI value stored toward the master station TR0.
  • the control unit 5 of the master station TR0 determines the order of the first slave stations TR10 to TR12 to search for the second slave stations TR20 and TR21 based on the data of the RSSI value. Therefore, in the wireless communication system of the present embodiment, the most likely relay route can be quickly searched based on the RSSI value data stored in each slave station TR1, and the time required for resetting the relay route is shortened. be able to.
  • the timing of transmitting RSSI value data stored in each slave station TR1 to the master station TR0 is when a confirmation message transmitted from the master station TR1 is received. Needless to say, it may be the timing.
  • the transmission timing is limited as described above, it is possible to suppress an increase in power consumption as compared with the case of constant transmission.
  • the radio station of the radio communication system of the present embodiment is not limited to the above-described fire alarm TR.
  • the wireless communication system of this embodiment may be constructed using a wireless station other than the fire alarm device TR.
  • the wireless communication system of the present embodiment may be constructed using a wireless station having an air quality sensor that measures a so-called air quality such as humidity in the air.
  • An air quality sensor is a gas sensor. Gas sensors measure fuel gas such as city gas and LP gas, COx gas components that serve as environmental indicators such as carbon dioxide and carbon monoxide, or other gas components and dirt such as dust floating in the air. To do.
  • a radio station having this gas sensor there is a gas alarm device that notifies the occurrence of gas leakage or incomplete combustion with an alarm sound.
  • the wireless communication system of the present embodiment may be constructed using a wireless station having a human sensor that detects the presence of a person.
  • the human sensor is a method of detecting the presence of a person by detecting infrared rays emitted from the human body, or a method of detecting the presence of a person by performing image processing analysis on an image obtained by imaging a target area. It is possible to adopt. Or you may employ
  • a wireless communication system may be constructed by mixing a wireless station having the air quality sensor or a wireless station having a human sensor with the wireless fire alarm TR described above. In this case, it is possible to construct a wireless communication system that serves not only for fire detection but also for the purpose of human body detection and ventilation warning.

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Abstract

無線通信システムでは、再設定処理において、親局の制御部は、複数の子局の各々に向けて返信を促す確認メッセージを無線送受信部から送信させ、複数の子局のうち確認メッセージを受信した第１の子局に、複数の子局のうち確認メッセージを受信できない第２の子局を探索させ、第１の子局による探索の結果に基づいて第２の子局と通信可能な第１の子局を中継局に再設定し、親局の前記制御部は、受信信号強度のデータに基づいて、第２の子局を探索する第１の子局の順番を決定する。

Description

無線通信システム
　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システムが知られており、例えば日本国特許公開第２０１１－４８５９６号公報（以下、「文献１」という）に開示されている。この文献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。
　ところで、上記従来例のような火災警報システムでは、火災警報器の設置場所の環境やフェージングにより電波環境が変動した場合、中継ルートが途絶える虞がある。この場合、上記のような中継ルートの設定動作を行うことにより、中継ルートを再設定する必要がある。
　しかしながら、上記従来例では、特定の火災警報器は、未だに返信の無い火災警報器が存在するか否かを逐一確認しながら、下位の火災警報器に対して１台ずつ探索メッセージを送信する。このため、確認メッセージに対する返信のある下位の火災警報器の台数が増えると、特定の火災警報器が探索メッセージを送信しなければならない下位の火災警報器も増える虞がある。したがって、探索メッセージの送信時間、及びその返信を待ち受ける時間が増大することにより、中継ルートを再設定するのに必要な時間が長くなるという問題があった。
　本発明は、上記の点に鑑みて為されており、中継ルートの再設定に必要な時間を短く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、複数の無線局を備え、前記複数の無線局のうち任意の１台の無線局を親局、その他の無線局を複数の子局とし、前記親局と前記複数の子局との間で電波を媒体とする無線信号を送受信し、前記複数の無線局の各々は、前記無線信号を送受信する無線送受信部と、前記複数の子局の何れかを送信元の前記親局と送信先の他の子局との間を中継する中継局に再設定する再設定処理を実行する制御部とを備え、前記複数の子局の各々は、所定のイベントの発生時に前記他の子局が前記親局に向けて送信した前記無線信号を受信すると、当該無線信号の受信信号強度を当該他の子局に紐付けて記憶し、記憶した前記受信信号強度のデータを所定のタイミングで前記親局に向けて送信し、前記再設定処理において、前記親局の前記制御部は、前記複数の子局の各々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、前記複数の子局のうち前記確認メッセージを受信した第１の子局に、前記複数の子局のうち前記確認メッセージを受信できない第２の子局を探索させ、前記第１の子局による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の子局を前記中継局に再設定し、前記親局の前記制御部は、前記受信信号強度のデータに基づいて、前記第２の子局を探索する前記第１の子局の順番を決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、前記所定のタイミングは、前記親局から送信される前記確認メッセージを受信したときであることが好ましい。
　この無線通信システムにおいて、前記複数の無線局の各々は、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、定期監視や電波チェック等の所定のイベント時に各子局が他の子局からの無線信号を受信すると、その無線信号の受信信号強度のデータを当該他の子局と紐付けて記憶する。そして、本発明は、中継局の再設定処理時に、親局が受信信号強度のデータに基づいて第２の子局を探索する第１の子局の順番を決定する。したがって、本発明では、各子局が記憶した受信信号強度のデータにより最も可能性のある中継ルートを素早く探索することができ、中継ルートの再設定に必要な時間を短くすることができる。
本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける火災警報器の概略図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける定期監視時の動作を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける中継局の再設定処理を示すシーケンス図である。
　以下、本発明の実施形態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）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～ＴＲ１２，ＴＲ２０，ＴＲ２１を総括して示す（特定せずに任意の１台を示す）場合には、「火災警報器ＴＲ」と表記する。また、各子局ＴＲ１０～ＴＲ１２，ＴＲ２０，ＴＲ２１を総括して示す（特定せずに任意の１台を示す）場合には、「子局ＴＲ１」と表記する。本実施形態の無線通信システムは、図２に示すように、複数台（本実施形態では６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（送受信）する。
　火災警報器ＴＲは、図１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、本実施形態の無線通信システムでは、各火災警報器ＴＲを１台の親局と５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～ＴＲ１２，ＴＲ２０，ＴＲ２１）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～ＴＲ１２，ＴＲ２０，ＴＲ２１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。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。なお、「ＲＳＳＩ」は「Received Signal Strength Indicator」の略語である。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でもよい。
　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。なお、「ＥＥＰＲＯＭ」は、「Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory」の略語である。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させるために、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いる。操作入力受付部６は、スイッチを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、電波チェックを制御部５に実行させる操作信号を出力する電波確認スイッチ（図示せず）を設けている。
　なお、電波チェックとは、親局ＴＲ０から各子局ＴＲ１に向けて返信を要求する信号を送信し、その返信信号を受信できるか否かにより、各子局ＴＲ１と親局ＴＲ０との間で正常に通信できるか否かを確認することである。電波チェックは従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
　ここで、各子局ＴＲ１は、親局ＴＲ０と直接無線通信できる子局である第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２と、第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２を中継して親局ＴＲ０と無線通信できる第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１とに分かれる。そして、本実施形態の無線通信システムでは、第１の子局ＴＲ１０を第２の子局ＴＲ２０の中継局に設定し、第１の子局ＴＲ１１を第２の子局ＴＲ２１の中継局に予め設定していると仮定する。したがって、第１の子局ＴＲ１０の制御部５は、親局ＴＲ０からの無線信号を受信すると、第２の子局ＴＲ２０に向けて当該無線信号を無線送受信部２から送信させる。同様に、第１の子局ＴＲ１１の制御部５は、親局ＴＲ０からの無線信号を受信すると、第２の子局ＴＲ２１に向けて当該無線信号を無線送受信部２から送信させる。
　ここで、発明が解決しようとする課題でも述べたように、火災警報器ＴＲの設置場所の環境やフェージングにより電波環境が変動した場合、第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２と第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１との間の中継ルートが途絶える虞がある。この場合、中継局を再度設定する必要がある。本実施形態の無線通信システムでは、この中継局の再設定処理を素早く完了するために、定期監視時や電波チェック時、又は火災の感知時等の所定のイベントの発生時に以下に示す動作を行う。
　例として、本実施形態の無線通信システムの定期監視時の動作について図面を用いて説明する。先ず、定期監視について簡単に説明する。定期監視とは、親局ＴＲ０が定期的(例えば、２４時間毎)に無線送受信部２を起動して、各子局ＴＲ１との間で正常に通信が行えているか否かの確認を行うことである。この定期監視の際に、親局ＴＲ０の制御部５は、各第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２に向けて返信を促す試験メッセージを含む無線信号（以下、単に「試験メッセージ」と呼ぶ）を無線送受信部２から送信させる（図２参照）。
　第１の子局ＴＲ１０の制御部５は、試験メッセージを受信すると、第２の子局ＴＲ２０に向けて試験メッセージを無線送受信部２から送信させ、試験メッセージを中継する。第２の子局ＴＲ２０の制御部５は、試験メッセージを受信すると、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、送信先を親局ＴＲ０、中継先を第１の子局ＴＲ１０として無線送受信部２から送信させる。
　ここで、第１の子局ＴＲ１０及び第２の子局ＴＲ２０以外の他の各子局ＴＲ１は、これらの子局ＴＲ１０，ＴＲ２０と通信できる環境にある場合、この応答メッセージを受信することができる。そこで、他の各子局ＴＲ１の制御部５は、この応答メッセージを受信すると、応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、送信元の第２の子局ＴＲ２０の子局番号と紐付けてＲＳＳＩ値をメモリに記憶させる。
　すなわち、各子局ＴＲ１の制御部５は、他の子局ＴＲ１から送信先を親局ＴＲ０とした無線信号を受信すると、その無線信号のＲＳＳＩ値を測定し、送信元の子局ＴＲ１の子局番号と紐付けてメモリに記憶させる。
　第１の子局ＴＲ１０の制御部５は、第２の子局ＴＲ２０からの応答メッセージを受信すると、親局ＴＲ０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、応答メッセージを中継する。このとき、第１の子局ＴＲ１０以外の他の各子局ＴＲ１の制御部５は、この応答メッセージを受信すると、応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、送信元の第１の子局ＴＲ１０の子局番号と紐付けてＲＳＳＩ値をメモリに記憶させる。
　第１の子局ＴＲ１１の制御部５は、試験メッセージを受信すると、第２の子局ＴＲ２１に向けて試験メッセージを無線送受信部２から送信させ、試験メッセージを中継する。第２の子局ＴＲ２１の制御部５は、試験メッセージを受信すると、送信先を親局ＴＲ０、中継先を第１の子局ＴＲ１１として応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。このとき、第１の子局ＴＲ１１及び第２の子局ＴＲ２１以外の他の各子局ＴＲ１の制御部５は、この応答メッセージを受信した場合、応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、送信元の第２の子局ＴＲ２１の子局番号と紐付けてＲＳＳＩ値をメモリに記憶させる。
　第１の子局ＴＲ１１の制御部５は、第２の子局ＴＲ２１からの応答メッセージを受信すると、親局ＴＲ０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、応答メッセージを中継する。このとき、第１の子局ＴＲ１１以外の他の各子局ＴＲ１の制御部５は、この応答メッセージを受信すると、応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、送信元の第１の子局ＴＲ１１の子局番号と紐付けてＲＳＳＩ値をメモリに記憶させる。
　第１の子局ＴＲ１２の制御部５は、中継局に設定されていないので、試験メッセージを受信すると、親局ＴＲ０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。このとき、第１の子局ＴＲ１２以外の他の各子局ＴＲ１の制御部５は、この応答メッセージを受信すると、応答メッセージのＲＳＳＩ値を測定し、送信元の第１の子局ＴＲ１２の子局番号と紐付けてＲＳＳＩ値をメモリに記憶させる。
　上記の動作により、各子局ＴＲ１は、他の子局ＴＲ１から送信される無線信号のＲＳＳＩ値をデータとして記憶することができる。なお、各子局ＴＲ１ではＲＳＳＩ値を全て記憶する必要はなく、他の子局ＴＲ１毎に最新のＲＳＳＩ値を少なくとも記憶していればよい。
　以下、本実施形態の無線通信システムにおける中継局の再設定処理について図３を用いて説明する。なお、再設定処理は、定期試験時や電波チェック時に、各子局ＴＲ１との間の通信が正常に行えない場合に、親局ＴＲ０が自動的に開始する。勿論、操作入力受付部６に何らかのスイッチを設け、当該スイッチを操作することで再設定処理を開始するように構成してもよい。
　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各子局ＴＲ１の制御部５は、記憶しているＲＳＳＩ値のデータを含めた応答メッセージを無線送受信部２から親局ＴＲ０に向けて送信させる。本実施形態の無線通信システムでは、図３に示すように、親局ＴＲ０と直接無線通信できるのは第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２であるので、親局ＴＲ０は第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２からの応答メッセージを受信する。このとき、各第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２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～ＴＲ１２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子局ＴＲ１（第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１）が存在している。そこで、親局ＴＲ０の制御部５は、返信のない子局ＴＲ１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～ＴＲ１２に向けて送信させる。
　ここで、親局ＴＲ０の制御部５は、各第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２から取得したＲＳＳＩ値のデータに基づいて、第２の子局ＴＲ２０，２１を探索する第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２の順番を決定する。親局ＴＲ０の制御部５は、各第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２から取得したＲＳＳＩ値のデータのうち、第２の子局ＴＲ２０から送信された無線信号のＲＳＳＩ値を比較する。そして、第２の子局ＴＲ２０から送信された無線信号のＲＳＳＩ値が最も大きい子局ＴＲ１に向けて無線送受信部２から探索メッセージを送信させる。ここでは、該当する子局ＴＲ１が第１の子局ＴＲ１２であると仮定する。
　第１の子局ＴＲ１２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から第２の子局ＴＲ２０に向けて送信させ、確認メッセージを中継する。確認メッセージを受信すると、第２の子局ＴＲ２０の制御部５は、送信先を親局ＴＲ０、中継先を第１の子局ＴＲ１２として応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。第２の子局ＴＲ２０からの応答メッセージを受信すると、第１の子局ＴＲ１２の制御部５は、親局ＴＲ０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、応答メッセージを中継する。
　また親局ＴＲ０の制御部５は、各第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２から取得したＲＳＳＩ値のデータのうち、第２の子局ＴＲ２１から送信された無線信号のＲＳＳＩ値を比較する。そして、第２の子局ＴＲ２１から送信された無線信号のＲＳＳＩ値が最も大きい子局ＴＲ１に向けて無線送受信部２から探索メッセージを送信させる。ここでは、該当する子局ＴＲ１が第１の子局ＴＲ１０であると仮定する。
　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から第２の子局ＴＲ２１に向けて送信させ、確認メッセージを中継する。確認メッセージを受信すると、第２の子局ＴＲ２１の制御部５は、送信先を親局ＴＲ０、中継先を第１の子局ＴＲ１０として応答メッセージを無線送受信部２から送信させる。第２の子局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、親局ＴＲ０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、応答メッセージを中継する。
　各第１の子局ＴＲ１０，ＴＲ１２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、応答メッセージの返信があった各第２の子局ＴＲ２０，２１の子器番号と、未だ返信の無い子局ＴＲ１の子器番号とを照合する。照合の結果、親局ＴＲ０の制御部５は、全ての子局ＴＲ１からの返信があったと判定する。そして、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１２に向けて、第２の子局ＴＲ２０の中継局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ＴＲ１２は、第２の子局ＴＲ２０の中継局に設定される。
　同様に、親局ＴＲ０の制御部５は、第１の子局ＴＲ１０に向けて、第２の子局ＴＲ２１の中継局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ＴＲ１０は、第２の子局ＴＲ２１の中継局に設定される。これにより、中継局の再設定処理が完了する。再設定処理が完了すると、各火災警報器ＴＲの制御部５は、無線送受信部２を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、本実施形態の無線通信システムでは、定期監視や電波チェック等の所定のイベントの発生時に各子局ＴＲ１が他の子局ＴＲ１からの無線信号を受信すると、その無線信号のＲＳＳＩ値を当該他の子局ＴＲ１と紐付けて記憶する。そして、中継局の再設定処理時に、各第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２は、親局ＴＲ０に向けて記憶したＲＳＳＩ値のデータを送信する。そして、親局ＴＲ０の制御部５は、当該ＲＳＳＩ値のデータに基づいて、第２の子局ＴＲ２０，ＴＲ２１を探索する第１の子局ＴＲ１０～ＴＲ１２の順番を決定している。したがって、本実施形態の無線通信システムでは、各子局ＴＲ１が記憶したＲＳＳＩ値のデータにより最も可能性のある中継ルートを素早く探索することができ、中継ルートの再設定に必要な時間を短くすることができる。
　なお、本実施形態の無線通信システムでは、各子局ＴＲ１が記憶したＲＳＳＩ値のデータを親局ＴＲ０に送信するタイミングは、親局ＴＲ１から送信される確認メッセージを受信したときであるが、他のタイミングであってもよいことは言うまでもない。本実施形態の無線通信システムでは、上記のように送信するタイミングを限定しているので、常時送信する場合と比較して消費電力が増大するのを抑えることができる。
　なお、本実施形態の無線通信システムの無線局は、上述の火災警報器ＴＲに限定されない。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。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。

Claims (3)

  1. 　複数の無線局を備え、前記複数の無線局のうち任意の１台の無線局を親局、その他の無線局を複数の子局とし、前記親局と前記複数の子局との間で電波を媒体とする無線信号を送受信し、
    　前記複数の無線局の各々は、前記無線信号を送受信する無線送受信部と、前記複数の子局の何れかを送信元の前記親局と送信先の他の子局との間を中継する中継局に再設定する再設定処理を実行する制御部とを備え、
    　前記複数の子局の各々は、所定のイベントの発生時に前記他の子局が前記親局に向けて送信した前記無線信号を受信すると、当該無線信号の受信信号強度を当該他の子局に紐付けて記憶し、記憶した前記受信信号強度のデータを所定のタイミングで前記親局に向けて送信し、
    　前記再設定処理において、前記親局の前記制御部は、前記複数の子局の各々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、
    　前記複数の子局のうち前記確認メッセージを受信した第１の子局に、前記複数の子局のうち前記確認メッセージを受信できない第２の子局を探索させ、前記第１の子局による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の子局を前記中継局に再設定し、
    　前記親局の前記制御部は、前記受信信号強度のデータに基づいて、前記第２の子局を探索する前記第１の子局の順番を決定することを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記所定のタイミングは、前記親局から送信される前記確認メッセージを受信したときであ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. 　前記複数の無線局の各々は、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記載の無線通信システム。
     
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