JP6273544B2 - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の無線局から構成される無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system including a plurality of wireless stations.
近年、住宅火災による犠牲者を減らすことを目的として住宅への火災警報器の設置義務が法制化されたため、既存住宅への施工性の観点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望まれている。かかる火災警報システムは、多箇所に設置された複数台の火災警報器(無線局)がそれぞれに火災を感知する機能と警報音を鳴動する機能を有している。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(火災感知情報)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することにより、火災の発生を迅速且つ確実に知らせることができる。このような火災警報器は、火災感知情報を無線信号で伝送するという特性を活かすために電池を電源として駆動される。しかも、通常は室内の天井のようにメンテナンス(電池交換)のし難い場所に設置されることから、例えば数年といった長期間にわたってメンテナンス無しに使用できることが望ましい。 In recent years, the obligation to install fire alarms in houses has been legislated to reduce the number of victims of house fires, so multiple fire alarms can be linked using wireless signals from the viewpoint of workability in existing houses. A fire alarm system is desired. Such a fire alarm system has a function in which a plurality of fire alarms (wireless stations) installed in many places sense a fire and sound a warning sound. When any of the fire alarms senses a fire, the fire alarm sounds an alarm sound and transmits information (fire detection information) for notifying the fire detection to another fire alarm with a wireless signal. Thereby, not only the fire source fire alarm device but also a plurality of fire alarm devices are interlocked to sound an alarm sound all at once, so that the occurrence of a fire can be notified quickly and reliably. Such a fire alarm is driven using a battery as a power source in order to take advantage of the characteristic of transmitting fire detection information by radio signals. Moreover, since it is usually installed in a place where maintenance (battery replacement) is difficult, such as an indoor ceiling, it is desirable that it can be used without maintenance for a long period of time, such as several years.
ここで、上述のような火災警報システムでは、火災が感知されると複数の火災警報器の間で相互に無線信号が伝送されるのであるが、その際、各火災警報器が勝手に(非同期に)無線信号を送信すると無線信号が衝突してしまうことになる。このような衝突を回避するものとして、例えば、特許文献1には複数の火災警報器がTDMA(時分割多重アクセス)方式で無線信号を伝送するようにした火災警報システムが記載されている。
Here, in the fire alarm system as described above, when a fire is detected, a wireless signal is transmitted between a plurality of fire alarms. B) If radio signals are transmitted, the radio signals will collide. In order to avoid such a collision, for example,
ところで、特許文献1に記載の火災警報システムのような無線通信システムでは、特定の無線局から他の無線局に対して定期的に監視メッセージを送信することで、各無線局が正常に動作しているか否かを確認する動作を行なっている。ここで、無線通信システムが構築される空間において、人の動き等によりフェージングが生じ、受信信号強度が変動することにより通信性能が劣化し、動作確認を正常に行えない虞がある。このフェージングによる通信性能の劣化は、上記のように動作確認を行う場合のみならず、無線局同士で無線信号を送受信する場合であれば起こりうる問題である。
By the way, in a wireless communication system such as the fire alarm system described in
このフェージングを回避する手段として、複数のアンテナを用いたダイバーシチ方式で電波を受信するものが従来提供されており、例えば特許文献2に開示されている。しかしながら、特許文献2に記載の従来例は、常時アンテナを切り換えてダイバーシチ効果を得るものである。このように、常時アンテナを切り換える場合には無線信号の受信に要する時間が長くなり、また、アンテナを切り換える際に必要な消費電力も大きくなることから、消費電力が増大するという問題があった。
As means for avoiding this fading, there has been conventionally provided a means for receiving radio waves by a diversity method using a plurality of antennas, and is disclosed in
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、消費電力を増大させることなく受信信号強度の変動による通信性能の劣化を低減することができる無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wireless communication system capable of reducing deterioration in communication performance due to fluctuations in received signal strength without increasing power consumption. .
本発明の無線通信システムは、複数の無線局から成り、これら複数の前記無線局間で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であって、前記各無線局は、複数のアンテナと、前記各アンテナのうち何れか1つを使用して無線信号を送受信する無線送受信部と、所定のイベントが発生したときに所定の送信期間に前記イベントに対応したメッセージを含む無線信号を送信させるとともに所定の休止期間に無線信号の送信を休止させる制御と、一定の間欠受信間隔を繰り返しカウントして前記間欠受信間隔のカウント中は前記無線送受信部を停止させ、前記間欠受信間隔のカウントが完了する度に前記無線送受信部を起動する制御とを行う制御部と、電池を電源として前記各手段に動作電力を給電する電池電源部とを備え、前記各無線局のうち一の無線局の前記制御部は、前記所定のイベントが発生したときに前記所定の送信期間に前記イベントに対応したメッセージを含む無線信号を送信させるとともに前記所定の休止期間に無線信号の送信を休止させる動作を交互に繰り返す制御を行い、前記一の無線局の前記制御部は、前記無線送受信部を起動して他の無線局に対して定期的に無線信号を送信させ、返信のない前記他の無線局に対しては返信があるまで前記定期的な無線信号を所定の回数送信させ、前記他の無線局は、前記定期的な無線信号の受信に成功するまでの間、前記定期的な無線信号の受信に失敗する毎に、以前の失敗時に使用していた前記アンテナを切り換えの候補に含めて、前記無線送受信部で使用する前記アンテナを切り換えることを特徴とする。 The wireless communication system of the present invention is a wireless communication system that includes a plurality of wireless stations, and transmits and receives wireless signals using a radio wave as a medium between the plurality of wireless stations, and each wireless station includes a plurality of antennas. A wireless transmission / reception unit that transmits / receives a wireless signal using any one of the antennas, and a wireless signal including a message corresponding to the event during a predetermined transmission period when a predetermined event occurs with Ru system and control rested transmission of radio signals in a predetermined rest period, the counting of the intermittent reception interval by counting repeatedly a constant intermittent receiving interval to stop the radio transmission and reception unit, the count of the intermittent reception interval includes but a control unit that performs control to start the wireless transceiver whenever complete, a battery power supply unit for supplying a operating power to each unit of the battery as the power source, the The control unit of one of the wireless stations causes a wireless signal including a message corresponding to the event to be transmitted during the predetermined transmission period when the predetermined event occurs, and is wireless during the predetermined suspension period. The control unit alternately performs the operation of pausing the signal transmission, and the control unit of the one radio station activates the radio transmission / reception unit to periodically transmit a radio signal to another radio station, The periodical radio signal is transmitted a predetermined number of times until there is a reply to the other radio station that does not reply, and the other radio station is in a period until it successfully receives the periodical radio signal. Each time the reception of the periodic radio signal fails, the antenna used at the time of the previous failure is included in the candidate for switching, and the antenna used in the radio transmission / reception unit is switched.
この無線通信システムにおいて、前記他の無線局は、前記定期的な無線信号の受信に成功すると、少なくとも次に前記定期的な無線信号の受信に失敗するまでの間は、受信に成功したときに使用している前記アンテナを前記無線送受信部の前記アンテナとして使用することが好ましい。 In this radio communication system, when the other radio station succeeds in receiving the periodic radio signal, at least the next radio station fails to receive the regular radio signal. It is preferable that the antenna being used is used as the antenna of the wireless transmission / reception unit.
この無線通信システムにおいて、前記各無線局は、火災の発生を感知する火災警報器を有する無線局と、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。
In this radio communication system, each radio station has a radio station 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 any one type with a radio station.
本発明は、定期的な無線信号の受信に失敗すると、無線送受信部で使用するアンテナを切り換えている。これにより、本発明は、消費電力を増大させることなく受信信号強度の変動による通信性能の劣化を低減することができるという効果を奏する。 In the present invention, when periodic radio signal reception fails, the antenna used in the radio transmission / reception unit is switched. As a result, the present invention has an effect that it is possible to reduce deterioration in communication performance due to fluctuations in received signal strength without increasing power consumption.
以下、本発明に係る無線通信システムの実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図1(a)に示すように、複数台(図示では2台)の火災警報器(無線局)で構成されている。なお、以下の説明では、火災警報器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TR0と表記する。また、以下の説明では、特定の火災警報器TR1を「親局TR1」、他の火災警報器TR2,…を「子局TR2,…」と表記する。 Hereinafter, embodiments of a wireless communication system according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, the present embodiment includes a plurality (two in the figure) of fire alarms (wireless stations). In the following description, fire alarms are indicated as fire alarms TR1, TR2,..., TRn when indicated individually, and are indicated as fire alarms TR0 when indicated collectively. In the following description, the specific fire alarm device TR1 is referred to as “master station TR1,” and the other fire alarm devices TR2,.
火災警報器TR0は、第1アンテナ10及び第2アンテナ11と、無線送受信部2と、警報部3と、操作入力受付部4とを備える。また、火災警報器TR0は、火災感知部5と、制御部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池電源部7とを備える。
The fire alarm device TR0 includes a
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ものである。そして、無線送受信部2は、アンテナ10,11の何れかから電波を媒体とした無線信号を送信するとともに他の火災警報器TR0が送信した無線信号をアンテナ10,11の何れかで受信する。なお、アンテナ10,11は、火災警報器TR0の本体から突出したデザインのものであってもよいが、アンテナ10,11を目立たないように本体に内蔵したデザインのものも作製可能である。
The radio transmission /
警報部3は、ブザー音を鳴動するブザーと、音声メッセージを鳴動するスピーカとを備え、ブザー音や音声メッセージ(例えば、「火事です」等)による火災警報(以下、「警報音」と呼ぶ)を報知する。
The
操作入力受付部4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6に出力する。例えば、操作入力受付部4は、警報部3による警報音の鳴動を停止するための操作入力などを受け付ける。
The operation
火災感知部5は、例えば、火災にともな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ものである。なお、火災感知部5の構成については従来周知であるから、ここでは詳細な説明を省略する。
The
制御部6は、マイコンや、書き換え可能な不揮発性の半導体メモリ等から成るメモリ部6Aを主な構成要素とする。制御部6は、図示しないメモリ(ROMあるいはEEPROM等)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、後述する各種の機能を実現する。例えば、制御部6は、火災感知部5で火災の発生が感知されると、警報部3を駆動して警報音を鳴動させたり、予めメモリ(あるいはメモリ部6A)に格納されている警報用の音声メッセージを鳴動させたりすることで火災警報を報知する機能を有する。また、制御部6は、他の火災警報器TR0において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を無線送受信部2より送信させる機能も有する。また、制御部6は、他の火災警報器TR0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6が警報部3を制御して警報音を鳴動させる機能も有する。
The
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6A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,…が特定できるようになっている。
Each of the fire alarm devices TR1, TR2,... Is assigned a unique identification code and stored in the
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局の無線設備」では、送信期間が3秒以下、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)。なお、「送信期間」は、無線信号を連続して送信してもよい期間を示し、「休止期間」は、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を示す。このために本実施形態における制御部6では、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。
Here, Article 49-17 “Radio Equipment for Radio Stations of Low Power Security System” of Radio Equipment Regulations of the Radio Law Enforcement Regulation stipulates that the transmission period is 3 seconds or less and the suspension period is 2 seconds or more. (See
また、制御部6では、マイコンに内蔵するタイマで所定の間欠受信間隔(但し、間欠受信間隔は前記送信期間よりも長い時間とする)を繰り返しカウントしている。そして、制御部6は、当該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TR0が送信した無線信号)が受信できるか否かをチェックし、当該電波が捉えられなければ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、電池電源部7の電池寿命をできるだけ長くしている。ここで、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RSSI信号に基づいて制御部6が行っている。電波の受信チェックの詳細については、従来周知であるから省略する。なお、「RSSI信号」とは、受信信号強度(Receiving Signal Strength Indication)信号のことである。
The
さらに、親局TR1の制御部6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る。ここで、「定期監視」とは、子局TR2,…が正常に動作しているか否かの確認を行うことである。親局TR1の制御部6は、定期監視メッセージを含む無線信号を送信した後は、無線送受信部2を受信状態に切り換えて各子局TR2,…から送信される無線信号を受信する。
Further, the
子局TR2,…においては、制御部6が火災感知部5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6Aに記憶している。そして、子局TR2,…の制御部6は、親局TR1から定期監視メッセージを受け取ったときに、メモリ部6A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局TR1に返信する。
In the slave stations TR2,..., The
ここで、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返信してこない子局TR2,…があれば、親局TR1の制御部6は、無線送受信部2を起動し、当該子局TR2,…に対して定期監視メッセージを含む無線信号を再度送信させる。
Here, if there is a slave station TR2,... That does not reply within a predetermined time after transmitting a radio signal including a periodic monitoring message, the
そして、定期監視メッセージを含む無線信号を所定の回数送信し、それでも当該子局TR2,…から返信がない場合には、親局TR1の制御部6は、警報部3のブザーを駆動して報知音を鳴動させる等して、子局TR2,…に異常が発生したことを知らせる。ここで、「異常」とは、故障又は電池切れを示す。また、何れかの子局TR2,…が返信してきた通知メッセージが異常有りの監視結果を通知するものである場合も、親局TR1の制御部6は、上記と同様に子局TR2,…に異常が発生したことを知らせる。なお、火災警報器TR1,TR2,…の制御部6は、異常が生じていると判断した場合、直ちに警報部3から異常の発生を知らせるための警告音を警報部3のブザー又はスピーカから鳴動させるようになっている。
Then, when a radio signal including a regular monitoring message is transmitted a predetermined number of times and there is still no reply from the slave stations TR2,..., The
また、親局TR1の制御部6は、火災感知部5が火災を感知して各子局TR2,…に火災警報メッセージを送信した後、若しくは何れかの子局TR2,…から火災警報メッセージを受信した後は、無線送信部2に一定周期で同期ビーコンを送信させる。この同期ビーコンは、複数の火災警報器TR0同士でTDMA(時分割多元接続)方式の無線通信(以下、「同期通信」と呼ぶ。)を行うために必要なタイムスロットを規定する信号である。同期ビーコンは、その1周期(サイクル)が複数のタイムスロットに分割され、全ての子局TR2,…にそれぞれ互いに異なるタイムスロットが1つずつ割り当てられる。そして、親局TR1から子局TR2,…へのメッセージは同期ビーコンに含めて送信される。また、子局TR2,…から親局TR1へのメッセージを含む無線信号は、各子局TR2,…に割り当てられているタイムスロットに格納されて送信される。
Further, the
したがって、複数台の火災警報器TR0(親局TR1並びに子局TR2,…)から送信される無線信号の衝突を確実に回避することができる。なお、各火災警報器TR0に対するタイムスロットの割当は固定であってもよいが、親局TR1から送信する同期ビーコンによってタイムスロットの割当情報を各子局TR2,…に通知しても構わない。 Therefore, it is possible to reliably avoid collision of radio signals transmitted from a plurality of fire alarm devices TR0 (master station TR1 and slave stations TR2,...). The time slot assignment for each fire alarm TR0 may be fixed, but the time slot assignment information may be notified to each slave station TR2,... By a synchronous beacon transmitted from the master station TR1.
次に、火災感知の前後における本実施形態の通信動作を図2を用いて説明する。例えば、子局TR2において火災感知部5が火災を感知すると、子局TR2の制御部6は、警報部3より警報音を鳴動させる。また、子局TR2の制御部6は、タイマによる間欠受信間隔T1のカウント完了前に無線送受信部2を起動する。そして、子局TR2の制御部6は、当該カウント完了時点を含む送信期間内に火災警報メッセージを含む無線信号を他の全ての火災警報器(親局TR1及び他の子局TR3,…)に宛てて送信する。この際、送信元の子局TR2の制御部6は、送信期間内で送信可能なフレーム数だけ無線信号を連続して送信し、送信期間後の休止期間(受信期間)には無線送受信部2を受信状態に切り換える。
Next, the communication operation of this embodiment before and after the fire detection will be described with reference to FIG. For example, when the
なお、後述するように各火災警報器TR1,TR2,…において間欠受信間隔T1のカウントが完了するタイミングが揃っている場合には、1回の送信期間で火災警報メッセージを含む無線信号を受信することができる。 As will be described later, when the fire alarm devices TR1, TR2,... Are ready to complete counting of the intermittent reception interval T1, a radio signal including a fire alarm message is received in one transmission period. be able to.
ここで、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、火元の子局TR2が、他の火災警報器(親局TR1及び他の子局TR3,…)に対しメッセージを送信することは通常は十分可能である。しかしながら、上述したように親局TR1は各子局TR2〜TR4に対して定期監視を行っており、親局TR1と各子局TR2〜TR4との間では通信パスの正常性が確認されているが、子局TR2〜TR4間の通信パスは確認されていない。このため、例えば障害物などの影響によって、ある子局にはメッセージが届いていない可能性もある。 Here, if low-power radio is used, the radio communication distance can be sufficiently covered as long as it is within an area of a normal house. Therefore, the fire station child station TR2 can connect other fire alarms (master station TR1 and other stations). It is usually possible to send a message to the slave stations TR3,. However, as described above, the master station TR1 periodically monitors the slave stations TR2 to TR4, and the normality of the communication path is confirmed between the master station TR1 and each of the slave stations TR2 to TR4. However, the communication path between the slave stations TR2 to TR4 has not been confirmed. For this reason, there is a possibility that a message does not reach a certain slave station due to the influence of an obstacle, for example.
そこで、火災警報メッセージを受信した親局TR1の制御部6は、送信元の子局TR2を除く他の子局TR3,TR4に対して火災警報メッセージを含む無線信号を、タイマによる間欠受信間隔T1のカウント完了時点を含む送信期間に送信する。他の子局TR3,TR4の制御部6では、子局TR2又は親局TR1から送信された火災警報メッセージを受け取ると直ちに警報部3より警報音を鳴動させる。また、他の子局TR3,TR4の制御部6は、無線送受信部2より火災警報メッセージの受信を確認する応答メッセージ(ACK)を無線信号によって返信する。なお、このように少なくとも1台の火災警報器TR0で火災が感知されることで全ての火災警報器TR0が火災警報を報知(警報音を鳴動)することを、以下では「連動鳴動」と呼ぶ。
Therefore, the
親局TR1の制御部6は、他の全ての子局TR3,TR4から応答メッセージ(ACK)を受け取れば、タイムスロットを規定するための同期ビーコンを一定の周期で無線送受信部2から送信させる。なお、本実施形態では先頭のタイムスロットを子局TR2に、2番目のタイムスロットを子局TR3に、3番目のタイムスロットを子局TR4にそれぞれ割り当てている。
When the
ここで、上述のように親局TR1は各子局TR2〜TR4に対して定期監視を行っており、親局TR1と各子局TR2〜TR4との間では通信パスの正常性が確認されているが、子局TR2〜TR4間の通信パスは確認されていない。したがって、子局TR2,…が多数配置された場合、子局TR2,…間の通信パスの数は非常に多くなる為、子局TR2,…間の通信パスの正常性の確認を行うと電池消耗が激しくなる。そこで、本実施形態では、上述のように特定の火災警報器TR1を親局とし、その他の火災警報器TR2,…を子局として、親局TR1から各子局TR2,…に火災警報メッセージやその他のメッセージ(後述する)を通知するようにしている。これにより、相互に通信パスが確立できない子局が存在する場合でも確実に連動鳴動させることができる。 Here, as described above, the master station TR1 periodically monitors the slave stations TR2 to TR4, and the normality of the communication path is confirmed between the master station TR1 and each of the slave stations TR2 to TR4. However, the communication path between the slave stations TR2 to TR4 has not been confirmed. Therefore, when a large number of slave stations TR2,... Are arranged, the number of communication paths between the slave stations TR2,. Exhaustion becomes intense. Therefore, in the present embodiment, as described above, the specific fire alarm device TR1 is a master station, the other fire alarm devices TR2,... Are slave stations, and the master station TR1 sends a fire alarm message to each slave station TR2,. Other messages (described later) are notified. As a result, even when there are slave stations that cannot establish a communication path with each other, the interlocking ringing can be reliably performed.
また、全ての火災警報器TR0が警報音を鳴動することにより連動鳴動が開始されると、親局TR1の制御部6は、同期ビーコンに含めることで火災警報メッセージを一定周期で全ての子局TR2,…に繰り返し送信する。そして、各子局TR2,…の制御部6では、親局TR1から送信される火災警報メッセージを受け取る度に警報部3の状態を確認し、仮に警報部3が停止していたとしたら警報部3に再度警報音を鳴動させる。
Also, when all the fire alarms TR0 sound an alarm sound and the interlocking sounding is started, the
上述のように、本実施形態では、全ての火災警報器TR0で火災警報が報知され始めてからは、時分割多元接続(TDMA)による無線通信を行うことで衝突を回避することができる。更に、本実施形態では、特定の火災警報器(親局)TR1から他の全ての火災警報器(子局)TR2,…に対して火災警報メッセージを同期ビーコンに含めて周期的に送信することで確実に火災警報を報知することができる。その結果、無線信号の衝突を回避しつつ複数の火災警報器TR0を効果的に連動させることができる。また、本実施形態では、火災発生時には全ての火災警報器TR0で火災警報が報知されるので、利用者が火災警報を知覚する(警報音を聞く)機会が増えるために安全性を向上することができる。 As described above, in the present embodiment, after fire alarms are started to be notified by all the fire alarm devices TR0, collision can be avoided by performing wireless communication by time division multiple access (TDMA). Furthermore, in this embodiment, a specific fire alarm (master station) TR1 periodically transmits a fire alarm message in a synchronous beacon to all other fire alarms (slave stations) TR2,. Can reliably notify the fire alarm. As a result, a plurality of fire alarm devices TR0 can be effectively linked while avoiding radio signal collision. Moreover, in this embodiment, since fire alarms are notified by all fire alarm devices TR0 in the event of a fire, the user has more opportunities to perceive the fire alarm (listen to the alarm sound) to improve safety. Can do.
ところで、上記の通信動作において、各火災警報器TR1,TR2…が動作を開始する(タイマが間欠受信間隔T1のカウントを開始する)タイミングは、通常一致しない。このため、各火災警報器TR1,TR2,…の制御部6が無線送受信部2を起動して電波を受信するタイミング(図2における下向きの矢印参照)も不揃いとなる。これに対して本実施形態では、図2に示すように、各火災警報器TR1,TR2,…の無線送受信部2で同期信号が受信されると、制御部6がタイマによる間欠受信間隔T1のカウントを中止させる。そして、制御部6は、同期信号の終了時点(t=t0)から一定の待機時間T2が経過した時点でタイマによる間欠受信間隔T1のカウントを再開させる。
Incidentally, in the above communication operation, the timings at which the fire alarm devices TR1, TR2,... Start operation (the timer starts counting the intermittent reception interval T1) do not normally coincide. For this reason, the timing (refer to the downward arrow in FIG. 2) at which the
したがって、同期信号を受信した後は、各火災警報器TR1,TR2,…においてタイマが間欠受信間隔T1のカウントを完了するタイミングが揃うことになるので、一の無線局から送信される無線信号を他の全ての無線局がほぼ同時に受信することができる。その結果、間欠受信を行うことで消費電力を低減して電池の寿命を延ばしつつ、何れかの無線局が送信した無線信号を他の無線局が受信できるまでの遅延時間を短くすることができる。 Therefore, after receiving the synchronization signal, the fire alarm devices TR1, TR2,... Have the same timing to complete the counting of the intermittent reception interval T1, so that the radio signal transmitted from one radio station is transmitted. All other radio stations can receive almost simultaneously. As a result, by performing intermittent reception, it is possible to shorten the delay time until another wireless station can receive a wireless signal transmitted from any wireless station, while reducing power consumption and extending battery life. .
本実施形態では、親局TR1が子局TR2,…に対して一定周期で送信する定期監視メッセージを含む無線信号を同期信号として兼用している。このため、各火災警報器TR1,TR2,…の定期監視と同期とを一括して行えるので、定期監視メッセージを含む無線信号と同期信号とを個別に送信する場合と比較して消費電力を低減することができる。また、この構成では、同期信号を送信するための専用の送信機(送信局)などが不要でシステム構成が簡略できるという利点がある。 In the present embodiment, a radio signal including a periodic monitoring message transmitted from the master station TR1 to the slave stations TR2,... At a constant cycle is also used as a synchronization signal. For this reason, since periodic monitoring and synchronization of each fire alarm device TR1, TR2,... Can be performed collectively, power consumption is reduced compared to the case where a radio signal including a periodic monitoring message and a synchronization signal are individually transmitted. can do. In addition, this configuration has an advantage that the system configuration can be simplified because a dedicated transmitter (transmitting station) for transmitting the synchronization signal is not required.
ここで、既に述べたように、無線通信システムが構築される空間において、人の動き等によりフェージングが生じ、受信信号強度が変動することにより通信性能が劣化する場合がある。この場合、上述の定期監視及び同期を正常に行えない虞がある。そこで、本実施形態では、各無線局(火災警報器TR0)は、特定の無線局(親局TR1)から定期的に送信される無線信号(定期監視メッセージを含む同期信号)の受信に失敗すると、無線送受信部2で使用するアンテナを切り換える。
Here, as already described, fading may occur due to human movement or the like in a space where a wireless communication system is constructed, and communication performance may deteriorate due to fluctuations in received signal strength. In this case, there is a possibility that the above-described regular monitoring and synchronization cannot be performed normally. Therefore, in this embodiment, when each radio station (fire alarm device TR0) fails to receive a radio signal (synchronization signal including a periodic monitoring message) periodically transmitted from a specific radio station (master station TR1). The antenna used in the wireless transmission /
以下、本実施形態の定期監視時における通信動作について図1(b)を用いて説明する。なお、以下では、親局TR1から子局TR2に定期監視メッセージを含む同期信号が送信される場合の通信動作のみを説明するが、他の子局TR3,…においても同様の通信動作が行われている。先ず、同図において、親局TR1から定期監視メッセージを含む同期信号が送信される前は、子局TR2は無線送受信部2のアンテナとして第1アンテナ10を使用しているものとする。
Hereinafter, a communication operation at the time of periodic monitoring according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following, only the communication operation when the synchronization signal including the periodic monitoring message is transmitted from the master station TR1 to the slave station TR2 will be described, but the same communication operation is performed in the other slave stations TR3,. ing. First, in the figure, it is assumed that the slave station TR2 uses the
また、子局TR2の制御部6は、同期信号の送信期間に合わせて受信期間を設定する。例えば、同期信号が送信される間隔が24時間であれば、前回の同期信号を受信した際に、当該同期信号の終了時点から一定の待機時間T2が経過した時点を始点として子局TR2の制御部6が24時間を計時する。そして、子局TR2の制御部6は、計時が完了する予定時刻の前後一定時間を受信期間として設定する。なお、受信期間は、同期信号の送信期間よりも長く設定するのが望ましい。
Further, the
受信期間において、子局TR2の無線送受信部2が同期信号の受信に成功した場合には、子局TR2の制御部6は、以降も第1アンテナ10を無線送受信部2のアンテナとして使用する。一方、受信期間中に子局TR2の無線送受信部2が同期信号を受信しない場合、すなわち、同期信号の受信に失敗した場合には、子局TR2の制御部6は、無線送受信部2で使用するアンテナを第2アンテナ11に切り換える。これにより、子局TR2の無線送受信部2は、親局TR1から再送される次回の同期信号を受信する確率を向上することができる。
If the radio transmission /
上述のように、本実施形態では、子局TR2の制御部6は、親局TR1から送信される同期信号の受信に失敗すると、無線送受信部2で使用するアンテナを切り換えている。これにより、一方のアンテナで同期信号の受信に失敗した場合でも、他方のアンテナを使用することで親局TR1から再送される次回の同期信号を受信する確率を向上することができる。したがって、本実施形態では、結果として受信信号強度の変動による通信性能の劣化を低減することができる。また、本実施形態では、同期信号の受信に失敗した場合にのみ、各アンテナ10,11を切り換えている。このため、各アンテナ10,11を切り換えるために必要な消費電力を最小限に留めることができ、各アンテナ10,11を常時切り換える場合と比較して消費電力の増大を抑えることができる。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、親局TR1から送信される同期信号の受信に成功するまでの間、同期信号の受信に失敗する毎に、子局TR2の制御部6が、無線送受信部2で使用するアンテナを切り換えるように構成してもよい。例えば図3に示すように、無線送受信部2で使用するアンテナを第2アンテナ11に切り換えた場合に、親局TR1から再送される同期信号の受信に失敗したものとする。この場合、子局TR2の制御部6は、無線送受信部2で使用するアンテナを第2アンテナ11から第1アンテナ10に切り換える。
Note that the
また、親局TR1から送信される同期信号の受信に成功した場合、そのときに使用しているアンテナを無線送受信部2のアンテナとして以後使用するように構成してもよい。例えば、無線送受信部2で第1アンテナ10を使用しているときに同期信号の受信に成功した場合は、子局TR2の制御部6は、無線送受信部2のアンテナとして第1アンテナ10を以後使用する。なお、少なくとも次に同期信号の受信に失敗するまでの間は、同期信号の受信に成功したアンテナを無線送受信部2のアンテナとして使用するのが望ましい。
Further, when the synchronization signal transmitted from the master station TR1 is successfully received, the antenna used at that time may be used as the antenna of the wireless transmission /
また、本実施形態では、無線送受信部2に使用するアンテナを第1アンテナ10又は第2アンテナ11の何れかから選択しているが、更に多数のアンテナから使用するアンテナを選択するように構成してもよい。
In the present embodiment, the antenna used for the wireless transmission /
ところで、本実施形態では、親局TR1から定期的に送信される同期信号に定期監視メッセージを含めているが、同期信号と定期監視メッセージとを個別に送信する構成であってもよい。この場合には、同期信号又は定期監視メッセージを含む無線信号の少なくとも何れか一方の信号の受信に失敗したときに、各アンテナ10,11を切り換えるように構成すればよい。これにより、上記と同様に、消費電力を増大させることなく受信信号強度の変動による通信性能の劣化を低減する効果を奏することができる。
By the way, in the present embodiment, the periodic monitoring message is included in the synchronization signal periodically transmitted from the master station TR1, but the synchronization signal and the periodic monitoring message may be transmitted separately. In this case, the
また、この場合、同期信号は専用の送信局(図示せず)から送信するようにしてもよいし、火災警報器TR0から送信しても構わない。専用の送信局から同期信号を送信した場合、火災警報器TR0から同期信号を送信する場合と比較して火災警報器TR0における電池の消耗を低減できるという利点がある。 In this case, the synchronization signal may be transmitted from a dedicated transmission station (not shown) or may be transmitted from the fire alarm device TR0. When the synchronization signal is transmitted from the dedicated transmission station, there is an advantage that battery consumption in the fire alarm device TR0 can be reduced as compared with the case where the synchronization signal is transmitted from the fire alarm device TR0.
更に、火災警報器TR0から同期信号を送信する場合には、全ての火災警報器TR0が一定期間(例えば、24時間)毎に順番に同期信号を送信することが望ましい。例えば、当番の火災警報器TR0から送信される最終回の同期信号に次順の火災警報器TR0の識別符号を含めておき、当該識別符号に該当する火災警報器TR0が次回の同期信号を送信するようにすればよい。このように構成すれば、親局TR1のみが同期信号を送信することで、親局TR1の電池が子局TR2,…の電池よりも早く消耗してしまうという事態を回避することができる。 Furthermore, when the synchronization signal is transmitted from the fire alarm device TR0, it is desirable that all the fire alarm devices TR0 transmit the synchronization signal in order every certain period (for example, 24 hours). For example, the identification code of the next fire alarm TR0 is included in the last synchronization signal transmitted from the current fire alarm TR0, and the fire alarm TR0 corresponding to the identification code transmits the next synchronization signal. You just have to do it. With this configuration, it is possible to avoid a situation in which only the master station TR1 transmits the synchronization signal, so that the battery of the master station TR1 is consumed earlier than the batteries of the slave stations TR2,.
なお、本実施形態の無線局は、上述の火災警報器TR0に限定されるものではない。例えば、火災警報器TR0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。 In addition, the radio station of this embodiment is not limited to the above-mentioned fire alarm device TR0. For example, the wireless communication system of the present embodiment may be constructed using a wireless station other than the fire alarm TR0.
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ものである。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。 For example, 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 example of an air quality sensor is a gas sensor. Gas sensors measure fuel gas such as city gas and LP gas, COx gas components that measure the environment, such as carbon dioxide and carbon monoxide, or other gas components and dirt such as dust floating in the air. To do. As 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.
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。 Moreover, you may construct | assemble the radio | wireless communications system of this embodiment using the radio station which has a human sensor which detects 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 | adopt as a human sensor combining the said both systems.
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TR0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。 Further, 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 TR0 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.
10 第1アンテナ
11 第2アンテナ
2 無線送受信部
6 制御部
7 電池電源部
TR1,TR2 火災警報器(無線局)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記各無線局は、複数のアンテナと、前記各アンテナのうち何れか1つを使用して無線信号を送受信する無線送受信部と、所定のイベントが発生したときに所定の送信期間に前記イベントに対応したメッセージを含む無線信号を送信させるとともに所定の休止期間に無線信号の送信を休止させる制御と、一定の間欠受信間隔を繰り返しカウントして前記間欠受信間隔のカウント中は前記無線送受信部を停止させ、前記間欠受信間隔のカウントが完了する度に前記無線送受信部を起動する制御とを行う制御部と、電池を電源として前記各手段に動作電力を給電する電池電源部とを備え、
前記各無線局のうち一の無線局の前記制御部は、前記所定のイベントが発生したときに前記所定の送信期間に前記イベントに対応したメッセージを含む無線信号を送信させるとともに前記所定の休止期間に無線信号の送信を休止させる動作を交互に繰り返す制御を行い、
前記一の無線局の前記制御部は、前記無線送受信部を起動して他の無線局に対して定期的に無線信号を送信させ、返信のない前記他の無線局に対しては返信があるまで前記定期的な無線信号を所定の回数送信させ、
前記他の無線局は、前記定期的な無線信号の受信に成功するまでの間、前記定期的な無線信号の受信に失敗する毎に、以前の失敗時に使用していた前記アンテナを切り換えの候補に含めて、前記無線送受信部で使用する前記アンテナを切り換えることを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising a plurality of wireless stations and transmitting and receiving wireless signals using radio waves as a medium between the plurality of wireless stations,
Each wireless station includes a plurality of antennas, a wireless transmission / reception unit that transmits / receives a wireless signal using any one of the antennas, and a predetermined transmission period when a predetermined event occurs. counting of corresponding Ru system and control rested transmission of radio signals in a predetermined pause period causes transmit a radio signal including a message, the intermittent reception interval by counting repeatedly a constant intermittent receiving interval the wireless transceiver A control unit that performs control to start the wireless transmission / reception unit every time counting of the intermittent reception interval is completed, and a battery power supply unit that supplies operating power to each means using a battery as a power source ,
The control unit of one of the radio stations causes a radio signal including a message corresponding to the event to be transmitted during the predetermined transmission period when the predetermined event occurs, and the predetermined pause period The control which alternately repeats the operation of stopping the transmission of the radio signal is performed,
The control unit of the one radio station activates the radio transmission / reception unit to periodically transmit a radio signal to another radio station, and there is a reply to the other radio station without a reply Until the periodic wireless signal is transmitted a predetermined number of times,
Each time the other radio station fails to receive the periodic radio signal until it succeeds in receiving the periodic radio signal, the antenna used at the time of the previous failure is a candidate for switching. And a radio communication system, wherein the antenna used in the radio transmission / reception unit is switched.
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