(57)【要約】【課題】通信方式が異なる２つのシステムにおいて送信されるビーコン信号同士の衝突を低減することができる通信装置及び通信システムを提供する。【解決手段】通信装置１は、上位通信装置２とともに上位システム１０を構成し、かつ１以上の通信端末３とともに上位システム１０とは通信方式が異なる下位システム２０を構成し、上位通信装置２との間、及び１以上の通信端末３との間で同期通信を行う。通信装置１は、通信部１１と、通信部１１を制御する制御部１２とを備える。通信部１１は、上位通信装置２との間、及び１以上の通信端末３との間で、電波を媒体とする無線信号を送信及び受信する。制御部１２は、通信部１１が上位通信装置２からの第１ビーコン信号を受信してから規定時間が経過すると、１以上の通信端末３に向けて、通信部１１から第２ビーコン信号を送信させるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位通信装置とともに上位システムを構成し、かつ１以上の通信端末とともに前記上位システムとは通信方式が異なる下位システムを構成し、前記上位通信装置との間、及び前記１以上の通信端末との間で同期通信を行う通信装置であって、
前記上位通信装置との間、及び前記１以上の通信端末との間で、電波を媒体とする無線信号を送信及び受信する通信部と、
前記通信部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記通信部が前記上位通信装置からの第１ビーコン信号を受信してから規定時間が経過すると、前記１以上の通信端末に向けて、前記通信部から第２ビーコン信号を送信させるように構成されている
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記下位システムにおける前記通信方式は、前記１以上の通信端末が、前記第２ビーコン信号を受信した後に設定された複数のタイムスロットのうち自己に割り当てられているタイムスロットにて前記無線信号を送信する時分割多元接続方式であって、
前記複数のタイムスロットからなるフレームの長さは、前記第１ビーコン信号の送信間隔である第１時間から前記規定時間を引いた第２時間よりも短い
ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記下位システムにおける前記通信方式は、前記１以上の通信端末が、前記第２ビーコン信号を受信した後に設定された複数のタイムスロットのうち自己に割り当てられているタイムスロットにて前記無線信号を送信する時分割多元接続方式であって、
前記制御部は、前記複数のタイムスロットからなるフレームの長さが前記第１ビーコン信号の送信間隔である第１時間から前記規定時間を引いた第２時間よりも長い場合、前記フレームを複数の分割フレームに分割し、
前記複数の分割フレームの各々の長さは、前記第２時間よりも短く、
前記制御部は、前記複数の分割フレームのうち少なくとも１つの分割フレームを、前記通信部が前記第１ビーコン信号を受信してから前記第２ビーコン信号を送信するまでの通信期間に設定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信部は、前記第１ビーコン信号を受信してから前記第２ビーコン信号を送信するまでの通信期間において前記上位通信装置と通信可能であり、
前記制御部は、前記通信部と前記上位通信装置との通信が前記通信期間内に終了しない場合、前記通信部から前記第２ビーコン信号を送信させないように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信装置と、
前記通信装置とともに上位システムを構成し、第１ビーコン信号を前記通信装置に送信する上位通信装置と、
前記通信装置とともに下位システムを構成し、前記上位システムとは異なる通信方式で前記通信装置と通信を行う１以上の通信端末とを備えている
ことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
前記１以上の通信端末は、
少なくとも前記通信装置との間で、電波を媒体とする無線信号を送信及び受信する送受信部と、
前記送受信部が前記通信装置からの第２ビーコン信号を受信した後の経過時間を計時する計時部と、
前記送受信部が前記第２ビーコン信号を受信した後に設定された複数のタイムスロットのうち自己に割り当てられているタイムスロットにて、前記送受信部から前記無線信号を送信させる処理部とを備え、
前記処理部は、前記送受信部が前記第２ビーコン信号を受信しない場合、前記計時部が計時した前記経過時間が前記複数のタイムスロットのうち自己に割り当てられているタイムスロットのタイミングになると、前記送受信部から前記無線信号を送信させるように構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
前記通信装置は、前記上位通信装置との通信によって前記第２ビーコン信号を送信できない状態が複数回連続した場合、前記上位通信装置との通信を停止し、前記第２ビーコン信号を前記１以上の通信端末に送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項６記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信装置及び通信システムに関し、より詳細には、通信方式が異なる２つのシステムを連携可能な通信装置及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の端末装置とビーコン信号発生装置とが信号線に接続された伝送システムが提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の伝送システムでは、複数の端末装置のうちいずれか２つの端末装置間で音声通話を行う場合、ビーコン信号発生装置から出力されるビーコン信号に同期して設定されるタイムスロットを使用して音声信号を伝送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６６１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の伝送システムを、通信方式が異なる別システムに連携させようとした場合、別システムからのビーコン信号を伝送システムに受信させて伝送システムを別システムに同期させる必要がある。しかしながら、別システムからのビーコン信号とビーコン信号発生装置からのビーコン信号とが別々のタイミングで送信されることから、ビーコン信号同士が衝突する可能性があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされており、通信方式が異なる２つのシステムにおいて送信されるビーコン信号同士の衝突を低減することができる通信装置及び通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る通信装置は、上位通信装置とともに上位システムを構成し、かつ１以上の通信端末とともに前記上位システムとは通信方式が異なる下位システムを構成し、前記上位通信装置との間、及び前記１以上の通信端末との間で同期通信を行う。この通信装置は、通信部と、前記通信部を制御する制御部とを備える。前記通信部は、前記上位通信装置との間、及び前記１以上の通信端末との間で、電波を媒体とする無線信号を送信及び受信する。前記制御部は、前記通信部が前記上位通信装置からの第１ビーコン信号を受信してから規定時間が経過すると、前記１以上の通信端末に向けて、前記通信部から第２ビーコン信号を送信させるように構成されている。
【０００７】
本発明の一態様に係る通信システムは、上述の通信装置と、上位通信装置と、１以上の通信端末とを備えている。前記上位通信装置は、前記通信装置とともに上位システムを構成し、第１ビーコン信号を前記通信装置に送信する。前記１以上の通信端末は、前記通信装置とともに下位システムを構成し、前記上位システムとは異なる通信方式で前記通信装置と通信を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、通信方式が異なる２つのシステムにおいて送信されるビーコン信号同士の衝突を低減することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る通信装置及び通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１の比較例に係る通信装置及び通信システムの動作を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る通信装置及び通信システムの動作を説明する説明図である。
【図４】同上の通信装置及び通信システムの動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施形態２に係る通信装置及び通信システムの動作を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る通信装置及び通信システムについて、図面を参照して具体的に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態１，２に限定されない。したがって、これらの実施形態１，２以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１１】
（実施形態１）
本実施形態の通信システムは、図１に示すように、上位システム１０を備えている。この上位システム１０には、複数（図示例では２つ）の下位システム２０Ａ，２０Ｂと、上位通信装置（以下、「上位システム親機」とも呼ぶ）２と、サーバ４とが含まれている。以下では、複数の下位システム２０Ａ，２０Ｂをとくに区別しない場合、複数の下位システム２０Ａ，２０Ｂの各々を「下位システム２０」という。
【００１２】
なお、図１における破線の矢印は、無線信号の伝送経路を表している。また、通信端末３Ａ，３Ｂについても上位通信装置２と通信可能であるが、図１では、通信端末３Ａ，３Ｂと上位通信装置２との間の破線の矢印を省略している。
【００１３】
以下の説明では一例として、通信システムを戸建住宅に適用する場合を例示するが、通信システムが適用される建物は、戸建住宅に限らず、例えば集合住宅、又は事務所や店舗等の非住宅であってもよい。
【００１４】
上位システム親機２は、図１に示すように、上位制御部２１と、上位通信部２２とを備えている。この上位システム親機２は、例えばＡＣ駆動式であって、商用電源からの電力供給を受けて動作可能に構成されている。
【００１５】
上位制御部２１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを主構成とするマイクロコンピュータで構成されており、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータが上位制御部２１として機能する。ＣＰＵが実行するプログラムは、ここでは上位制御部２１のメモリに予め記録されているが、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通じて提供されてもよい。
【００１６】
上位通信部２２は、アンテナと、送信回路と、受信回路とを有しており、電波を媒体とする無線信号Ｓ１（図４参照）を送信及び受信するように構成されている。送信回路は、上位制御部２１から入力されたデータを無線信号Ｓ１に変調し、アンテナを介して無線信号Ｓ１を送信する。受信回路は、アンテナを介して受信した無線信号Ｓ１を復調し、復調したデータを上位制御部２１に出力する。上位通信部２２は、例えば電波法施行規則第６条第４項第２号に規定される「特定小電力無線局」に準拠して無線信号Ｓ１を送信及び受信する。
【００１７】
また、上位通信部２２は、ネットワークＮＴを介してサーバ４に接続されている。そして、上位通信部２２は、無線通信によって下位システム２０から取得したデータを、ネットワークＮＴを介してサーバ４に送信するように構成されている。すなわち、本実施形態では、上位システム親機２は、複数の下位システム２０とサーバ４とを接続するゲートウェイとして機能する。
【００１８】
下位システム２０Ａは、図１に示すように、１台の通信装置（以下、「下位システム親機」とも呼ぶ）１と、複数台（図示例では３台）の通信端末（以下、「下位システム子機」とも呼ぶ）３Ａ〜３Ｃとを備えている。以下では、複数台の下位システム子機３Ａ〜３Ｃをとくに区別しない場合、複数台の下位システム子機３Ａ〜３Ｃの各々を「下位システム子機３」という。ここで、複数台の下位システム子機３の構成及び機能は同等であるので、以下では、複数台の下位システム子機３のうちの１つの下位システム子機３について構成及び機能を説明する。
【００１９】
下位システム親機１は、例えば火災警報器であって、火災の発生を検知する機能を有しており、戸建住宅の部屋の天井に設置される。下位システム親機１は、図１に示すように、通信部１１と、制御部１２と、火災検知部１３と、報知部１４とを備えている。下位システム親機１は、例えば電池駆動式であって、電池からの電力供給を受けて動作可能に構成されている。
【００２０】
通信部１１は、アンテナと、送信回路と、受信回路とを有しており、電波を媒体とする無線信号Ｓ１（図４参照）を送信及び受信するように構成されている。送信回路は、制御部１２から入力されたデータを無線信号Ｓ１に変調し、アンテナを介して無線信号Ｓ１を送信する。受信回路は、アンテナを介して受信した無線信号Ｓ１を復調し、復調したデータを制御部１２に出力する。通信部１１は、例えば電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「省電力セキュリティシステムの無線局」に準拠して無線信号Ｓ１を送信及び受信する。通信部１１は、図１に示すように、上位システム親機２の上位通信部２２と通信可能であり、かつ下位システム子機３の送受信部３１（後述する）と通信可能である。
【００２１】
制御部１２は、例えばＣＰＵ及びメモリを主構成とするマイクロコンピュータで構成されており、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータが制御部１２として機能する。ＣＰＵが実行するプログラムは、ここでは制御部１２のメモリに予め記録されているが、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通じて提供されてもよい。
【００２２】
火災検知部１３は、火災の発生に伴う煙を検出し、煙の発生量（濃度）に応じて検知量（例えば、電圧値）を変化させるように構成されている。煙を検出する方式としては、例えば発光素子から照射された光が煙の粒子に反射されて生じる散乱光を受光素子が検出することで煙の発生を検知する光電式や、火災の発生に伴う熱に応じて火災の発生を検知する熱式などがある。火災検知部１３は、検知量と、予め火災検知部１３にて設定された閾値とを比較し、検知量が閾値を上回れば、火災が発生したと検知する。
【００２３】
報知部１４は、ブザー音を鳴動するブザーと、音声メッセージを再生するスピーカとを有している。
【００２４】
下位システム子機３は、下位システム親機１と同様に、例えば火災警報器であって、火災の発生を検知する機能を有しており、戸建住宅の部屋の天井に設置される。下位システム子機３は、図１に示すように、送受信部３１と、処理部３２と、計時部３３と、火災検知部３４と、報知部３５とを備えている。下位システム子機３は、下位システム親機１と同様に、例えば電池駆動式であって、電池からの電力供給を受けて動作可能に構成されている。
【００２５】
送受信部３１は、アンテナと、送信回路と、受信回路とを有しており、電波を媒体とする無線信号Ｓ１（図４参照）を送信及び受信するように構成されている。送信回路は、処理部３２から入力されたデータを無線信号Ｓ１に変調し、アンテナを介して無線信号Ｓ１を送信する。受信回路は、アンテナを介して受信した無線信号Ｓ１を復調し、復調したデータを処理部３２に出力する。送受信部３１は、例えば電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「省電力セキュリティシステムの無線局」に準拠して無線信号Ｓ１を送信及び受信する。送受信部３１は、図１に示すように、上位システム親機２の上位通信部２２と通信可能であり、かつ下位システム親機１の通信部１１と通信可能である。
【００２６】
処理部３２は、例えばＣＰＵ及びメモリを主構成とするマイクロコンピュータで構成されており、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータが処理部３２として機能する。ＣＰＵが実行するプログラムは、ここでは処理部３２のメモリに予め記録されているが、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通じて提供されてもよい。
【００２７】
計時部３３は、例えばマイクロコンピュータに内蔵されたタイマであり、下位システム親機１から送信される後述の第２ビーコン信号Ｂ２を受信した後の経過時間を計測するように構成されている。計時部３３は、送受信部３１が下位システム親機１からの第２ビーコン信号Ｂ２を受信するとリセットされ、上記経過時間を計測する。
【００２８】
火災検知部３４は、上述の火災検知部１３と同様の構成を有しており、詳細な説明については省略する。また、報知部３５も、上述の報知部１４と同様の構成を有しており、詳細な説明については省略する。
【００２９】
下位システム２０Ｂは、下位システム２０Ａと同様に、１台の下位システム親機と、複数台の下位システム子機とを備えている。ただし、下位システム２０Ｂでは、下位システム親機及び下位システム子機が、火災検知部３４の代わりにＣＯ検知部を備えている。つまり、下位システム２０Ｂでは、下位システム親機及び下位システム子機が、一酸化炭素（ＣＯ）の発生を検知する機能を有している。これらの下位システム親機及び下位システム子機は、例えば戸建住宅の地下室や車庫の天井に設置される。なお、ＣＯ検知部以外の構成については下位システム２０Ａと同様であり、ここではＣＯ検知部についてのみ説明し、その他の構成については説明を省略する。
【００３０】
ＣＯ検知部は、一酸化炭素を検出し、一酸化炭素の発生量（濃度）に応じて検知量（例えば、電圧値）を変化させるように構成されている。一酸化炭素の検出方法としては、例えば電気化学式、接触燃焼式、半導体式などがある。電気化学式は、酸化還元反応により生じる化学反応エネルギーを電気エネルギーに変換することで、一酸化炭素の発生量を検出する方式である。接触燃焼式は、検知素子に一酸化炭素が反応して燃焼することによる検知素子の抵抗の増大に伴う電圧の変化により、一酸化炭素の発生量を検出する方式である。半導体式は、金属酸化物半導体の表面でのガス吸着による電気伝導度の変化により、一酸化炭素の発生量を検出する方式である。ＣＯ検知部は、検知量と、予めＣＯ検知部にて設定された閾値とを比較し、検知量が閾値を上回れば、一酸化炭素が発生したと検知する。
【００３１】
サーバ４は、図１に示すように、ネットワークＮＴを介して上位システム親機（上位通信装置）２に接続されている。そして、サーバ４は、上位システム親機２が下位システム親機１又は下位システム子機３から受信したデータを、ネットワークＮＴを介して上位システム親機２から受信する。
【００３２】
ここに、上位システム１０では、上位システム親機２が下位システム２０の下位システム親機１又は下位システム子機３から取得した火災情報に基づいて火災が発生したことをネットワークＮＴを介してサーバ４に通報する。また、上位システム１０では、下位システム親機１及び下位システム子機３の火災連動警報（後述する）を停止させる連動停止信号がサーバ４からネットワークＮＴを介して上位システム親機２に送信される。つまり、上位システム１０では、サーバ４から送信される連動停止信号によって下位システム親機１及び下位システム子機３の火災連動警報が停止される。
【００３３】
本実施形態の通信システムでは、下位システム２０を構成する下位システム親機１と複数台の下位システム子機３との間の通信において、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式を適用している。つまり、複数台の下位システム子機３は、図２及び図３に示すように、複数のタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）のうち自己に割り当てられているタイムスロットＴＳｎにおいて無線信号Ｓ１を送信可能に構成されている。また、下位システム親機１は、複数のタイムスロットＴＳｎの各々において、対応する下位システム子機３からの無線信号Ｓ１を受信可能に構成されている。図２及び図３におけるＦ１は、複数のタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）からなるフレームである。
【００３４】
図２は、本実施形態の比較例に係る通信システムの動作を説明する説明図である。上位システム親機２は、図２に示すように、下位システム親機１及び下位システム子機３に対して、第１時間Ｔ１（例えば４秒）ごとに第１ビーコン信号Ｂ１を送信している。一方、下位システム親機１は、下位システム子機３に対して、時間Ｔ４（例えば２．０秒）ごとに第２ビーコン信号Ｂ２を送信している。
【００３５】
下位システム親機１は、第２ビーコン信号Ｂ２を送信した後に設定された複数のタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）において複数台の下位システム子機３からの無線信号Ｓ１を受信することができる。例えば、下位システム子機３が３台である場合、下位システム親機１は、タイムスロットＴＳ１〜ＴＳｎにおいて下位システム子機３からの無線信号Ｓ１を受信することができる。このように、比較例に係る通信システムでは、下位システム２０において、下位システム親機１と下位システム子機３とが第２ビーコン信号Ｂ２に従って同期通信を行っている。
【００３６】
ところで、比較例に係る通信システムでは、下位システム親機１及び下位システム子機３は、上位システム親機２から定期的に送信される第１ビーコン信号Ｂ１を受信していない。つまり、下位システム親機１及び下位システム子機３と上位システム親機２とは同期していない。そのため、下位システム親機１は、上位システム親機２からの第１ビーコン信号Ｂ１にかかわらず第２ビーコン信号Ｂ２を送信しており、第１ビーコン信号Ｂ１と第２ビーコン信号Ｂ２とが衝突する可能性があった。
【００３７】
そこで、本実施形態の通信システムでは、上位システム親機２からの第１ビーコン信号Ｂ１と、下位システム親機１からの第２ビーコン信号Ｂ２との衝突を低減できるように、下位システム親機１が以下のように構成されている。
【００３８】
図３は、本実施形態の通信システムの動作を説明する説明図である。上位システム親機２は、図２と同様に、下位システム親機１及び下位システム子機３に対して、第１時間Ｔ１ごとに第１ビーコン信号Ｂ１を送信している。これに対して、下位システム親機１及び下位システム子機３は、上位システム親機２からの第１ビーコン信号Ｂ１を受信している。その結果、下位システム親機１及び下位システム子機３は、上位システム親機２との間で同期通信を行うことができる。
【００３９】
下位システム親機１は、図３に示すように、上位システム親機２からの第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから規定時間Ｔ３（例えば１秒）が経過したときに、下位システム子機３に対して第２ビーコンＢ２を送信している。つまり、第１ビーコン信号Ｂ１が送信されてから第２ビーコン信号Ｂ２が送信されるまでにタイムラグがあるため、第１ビーコン信号Ｂ１と第２ビーコン信号Ｂ２との衝突を低減することができる。
【００４０】
ここで、フレームＦ１の長さは、第１ビーコン信号Ｂ１の送信間隔である第１時間Ｔ１から規定時間Ｔ３を引いた第２時間Ｔ２よりも短いのが好ましい。この場合、図３に示すように、第２ビーコン信号Ｂ２を送信してから次に第１ビーコン信号Ｂ１を受信するまでの期間にフレームＦ１を設定することができる。これにより、下位システム親機１は、第１ビーコン信号Ｂ１を受信することができ、かつフレームＦ１によって複数台の下位システム子機３からの無線信号Ｓ１を受信することができる。
【００４１】
ところで、このような通信システムでは、下位システム親機１及び下位システム子機３と上位システム親機２との間で双方向に通信可能であることが好ましい。比較例に係る通信システムでは、上述のように、下位システム親機１及び下位システム子機３と上位システム親機２とが同期していないが、第２ビーコン信号Ｂ２とフレームＦ１との間に通信期間ＣＰ１（例えば、１００ミリ秒）が設定されている（図２参照）。そのため、通信期間ＣＰ１を利用することで、下位システム親機１又は下位システム子機３と上位システム親機２との間で通信を行うことは可能であるが、通信期間ＣＰ１は短く、通信内容によっては通信が中断される可能性があった。
【００４２】
これに対して、本実施形態の通信システムでは、下位システム親機１の通信部１１が、上位システム親機２からの第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから第２ビーコン信号Ｂ２を下位システム子機３に送信するまでの期間を通信期間ＣＰ２に設定している（図３参照）。つまり、通信期間ＣＰ２に設定された時間は規定時間Ｔ３であり、本実施形態では１秒である。したがって、本実施形態の通信システムでは、通信期間ＣＰ２が通信期間ＣＰ１よりも長く、通信が中断されにくくなっており、通信期間ＣＰ２において下位システム親機１及び下位システム子機３と上位システム親機２との間で双方向の通信が可能になる。
【００４３】
次に、本実施形態の通信システムの動作について、図４を参照して説明する。ここでは、１台の上位システム親機２と、１台の下位システム親機１と、３台の下位システム子機３Ａ〜３Ｃとの間の通信を例に説明する。また、以下の説明では、火災検知部３４により火災の発生を検知した場合について例示するが、ＣＯ検知部により一酸化炭素の発生を検知した場合についても同様である。
【００４４】
図４では、「上位システム親機２」の「送信」が上位通信部２２の送信回路の動作（斜線部が送信動作中）を示し、「上位システム親機２」の「受信」が上位通信部２２の受信回路の動作（斜線部が受信動作中）を示している。また、図４では、「下位システム親機１」の「送信」が通信部１１の送信回路の動作（斜線部が送信動作中）を示し、「下位システム親機１」の「受信」が通信部１１の受信回路の動作（斜線部が受信動作中）を示している。さらに、図４では、「下位システム子機３Ａ」、「下位システム子機３Ｂ」、「下位システム子機３Ｃ」の「送信」が送受信部３１の送信回路の動作（斜線部が送信動作中）を示している。また、図４では、「下位システム子機３Ａ」、「下位システム子機３Ｂ」、「下位システム子機３Ｃ」の「受信」が送受信部３１の受信回路の動作（斜線部が受信動作中）を示している。
【００４５】
上位システム親機２の上位通信部２２が第１ビーコン信号Ｂ１を送信すると、下位システム親機１の通信部１１及び下位システム子機３Ａ〜３Ｃの送受信部３１がそれぞれ第１ビーコン信号Ｂ１を受信する。上位通信部２２は、下位システム親機１及び下位システム子機３Ａ〜３Ｃに向けて、第１時間Ｔ１ごとに第１ビーコン信号Ｂ１を送信する。これにより、本実施形態の通信システムでは、下位システム親機１及び下位システム子機３Ａ〜３Ｃが、上位システム親機２からの第１ビーコン信号Ｂ１に従って、上位システム親機２と同期通信を行う。
【００４６】
ここで、例えば下位システム子機３Ｂの火災検知部３４が火災を検知すると、下位システム子機３Ｂの処理部３２は、火災検知部３４の検知結果を含む通知信号Ｓ１１を作成する。そして、処理部３２は、第１ビーコン信号Ｂ１に同期して設定されたタイムスロットを利用して、送受信部３１から上位システム親機２に通知信号Ｓ１１を送信させる。また、処理部３２は、火災検知部３４の検知結果を受けて、報知部３５に火災警報を行わせる。火災警報とは、火元にある火災警報器が火災の発生を報知する警報である。例えば、処理部３２は、報知部３５のブザーにブザー音を鳴動させたり、報知部３５のスピーカに「火事です」等のメッセージを再生させたりする。上位システム親機２の上位制御部２１は、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１１を受信すると、応答（ＡＣＫ：ACKnowledgement）信号Ｓ１２を上位通信部２２から下位システム子機３Ｂに送信させる。
【００４７】
その後、下位システム子機３Ｂの処理部３２は、上記タイムスロットを利用して、火災検知部３４の検知結果を含む通知信号Ｓ１３を、送受信部３１から下位システム親機１及び下位システム子機３Ａ，３Ｃに送信させる。このとき、下位システム親機１の通信部１１及び下位システム子機３Ａ，３Ｃの送受信部３１は受信状態にある。下位システム親機１の制御部１２は、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１３を受信すると、通信部１１から下位システム子機３Ｂに応答信号を送信させ、かつ報知部１４に火災連動警報を行わせる。火災連動警報とは、火元以外の火災警報器において火災の発生を報知する警報である。例えば、制御部１２は、報知部１４のブザーにブザー音を鳴動させたり、報知部１４のスピーカに「他の場所で火災が発生しています。速やかに建物から離れてください」等の音声メッセージを再生させたりする。同様に、下位システム子機３Ａ，３Ｃの処理部３２は、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１３を受信すると、送受信部３１から下位システム子機３Ｂに応答信号を送信させ、かつ報知部３５に火災連動警報を行わせる。
【００４８】
下位システム親機１の制御部１２は、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１３を受信した後では、第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから規定時間Ｔ３が経過するタイミングで、第２ビーコン信号Ｂ２を通信部１１から下位システム子機３Ａ〜３Ｃに送信させる。下位システム子機３Ａ〜３Ｃは、下位システム親機１からの第２ビーコン信号Ｂ２を受信することで、下位システム親機１と同期通信を行う。
【００４９】
ここで、本実施形態では、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１３を受信できる範囲に下位システム子機３Ａ，３Ｃが設置されていることを想定している。しかしながら、実際には、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１３を受信できない範囲に下位システム子機３が設置される場合もある。一方、下位システム親機１は、すべての下位システム子機３との間で無線信号Ｓ１を送信及び受信できる範囲に設置されている。したがって、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１３を受信できない範囲に下位システム子機３が設置されていることを想定して、下位システム親機１から最初に送信される第２ビーコン信号Ｂ２に通知信号を含めることが好ましい（ブロードキャスト）。その結果、すべての下位システム子機３が通知信号を受け取ることができる。もちろん、第２ビーコン信号Ｂ２とは別に通知信号を送信するように構成されていてもよい。
【００５０】
次に、下位システム親機１及び下位システム子機３の火災連動警報を停止させる連動停止信号が、スマートフォンなどの操作端末からサーバ４を介して上位システム親機２に送信される。すると、上位システム親機２の上位制御部２１は、通信期間ＣＰ２において、上位通信部２２から下位システム親機１及び下位システム子機３に連動停止信号Ｓ１４を送信させる。下位システム親機１及び下位システム子機３Ａ，３Ｃは、上位システム親機２からの連動停止信号Ｓ１４を受信すると、連動停止信号Ｓ１４に従って報知部１４及び報知部３５の火災連動警報を停止させる。一方、下位システム子機３Ｂは、火元にある火災警報器であるため、連動停止信号Ｓ１４にかかわらず、報知部３５に火災警報を継続させる。
【００５１】
下位システム子機３Ｂの処理部３２は、火災検知部３４の検知結果から火事が収まったと判断すると、通信期間ＣＰ２において、火災検知部３４の検知結果を含む通知信号Ｓ１５を送受信部３１から上位システム親機２に送信させる。上位システム親機２の上位制御部２１は、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１５を受信すると、通信期間ＣＰ２において、上位通信部２２から下位システム子機３Ｂに応答信号Ｓ１６を送信させる。
【００５２】
また、下位システム子機３Ｂの処理部３２は、自己に割り当てられているタイムスロットＴＳ２のタイミングで、火災検知部３４の検知結果を含む通知信号Ｓ１７を、送受信部３１から下位システム親機１及び下位システム子機３Ａ，３Ｃに送信させる。下位システム親機１の制御部１２は、下位システム子機３Ｂからの通知信号Ｓ１７に基づいて第２ビーコン信号Ｂ２の送信を停止する。以降、下位システム親機１及び下位システム子機３Ａ〜３Ｃは、上位システム親機２からの第１ビーコン信号Ｂ１に従って同期通信を行う。
【００５３】
ところで、本実施形態の通信システムでは、上述のように、下位システム親機１の通信部１１と上位システム親機２の上位通信部２２とが、通信期間ＣＰ２において双方向に通信可能に構成されている。しかしながら、通信部１１と上位通信部２２との間で通信エラーが起こっている場合には、通信部１１と上位通信部２２との通信が通信期間ＣＰ２内で終了しない可能性がある。この場合、通信部１１と上位通信部２２との通信を優先させるために、通信部１１から第２ビーコン信号Ｂ２を送信させないように制御部１２が構成されていることが好ましい。
【００５４】
また、第２ビーコン信号Ｂ２が送信されない場合、下位システム子機３が、下位システム親機１との同期が取れないことで、自己に割り当てられたタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）と異なるタイムスロットＴＳｎで無線信号Ｓ１を送信する可能性がある。これに対して、本実施形態の下位システム子機３は、第２ビーコン信号Ｂ２を受信した後の経過時間を計時部３３により計測するように構成されている。そのため、本実施形態の通信システムでは、下位システム子機３の処理部３２は、計時部３３で計測された経過時間から自己に割り当てられたタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）のタイミングを知ることができる。そして、処理部３２は、自己に割り当てられたタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）のタイミングで、送受信部３１から無線信号Ｓ１を送信させることができる。
【００５５】
ところで、上位システム親機２と下位システム親機１との通信において通信エラーが連続する場合、第２ビーコン信号Ｂ２を送信できない状態が複数回連続する可能性がある。この場合、上述のように、下位システム子機３が計時部３３を備えているとしても、下位システム子機３が下位システム親機１と同期できなくなる可能性がある。そのため、下位システム親機１は、計時部３３による経過時間が所定時間（例えば、３０秒）を越える前に、上位システム親機２との通信を中断し、下位システム子機３に第２ビーコン信号Ｂ２を送信するように構成されていることが好ましい。これにより、上位システム親機２と下位システム親機１との通信を優先しながらも、第２ビーコン信号Ｂ２を送信できない状態が複数回連続することで下位システム親機１と下位システム子機３とが同期エラーになるのを回避することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の通信装置１は、上位通信装置２とともに上位システム１０を構成し、かつ１以上の通信端末３とともに上位システム１０とは通信方式が異なる下位システム２０を構成する。そして、通信装置１は、上位通信装置２との間、及び１以上の通信端末３との間で同期通信を行う。通信装置１は、通信部１１と、通信部１１を制御する制御部１２とを備える。通信部１１は、上位通信装置２との間、及び１以上の通信端末３との間で、電波を媒体とする無線信号Ｓ１を送信及び受信する。制御部１２は、通信部１１が上位通信装置２からの第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから規定時間Ｔ３が経過すると、１以上の通信端末３に向けて、通信部１１から第２ビーコン信号Ｂ２を送信させるように構成されている。この構成によれば、上位通信装置２からの第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから規定時間Ｔ３が経過した後に第２ビーコン信号Ｂ２を送信するので、第１ビーコン信号Ｂ１と第２ビーコン信号Ｂ２との衝突を低減することができる。また、第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから第２ビーコン信号Ｂ２を送信するまでの期間において、上位システム１０の上位通信装置２との間で通信を行うこともできる。
【００５７】
また、本実施形態の通信装置１のように、下位システム２０における通信方式は、時分割多元接続方式であることが好ましい。この時分割多元接続方式では、１以上の通信端末３が、第２ビーコン信号Ｂ２を受信した後に設定された複数のタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）のうち自己に割り当てられているタイムスロットＴＳｎにて無線信号Ｓ１を送信する。複数のタイムスロットＴＳｎからなるフレームＦ１の長さは、第１ビーコン信号Ｂ１の送信間隔である第１時間Ｔ１から規定時間Ｔ３を引いた第２時間Ｔ２よりも短いのが好ましい。この構成によれば、第１ビーコン信号Ｂ１の送信間隔である第１時間Ｔ１内にフレームＦ１を設定することができるので、通信装置１は、第１ビーコン信号Ｂ１とフレームＦ１との両方を受信することができる。ただし、この構成は通信装置１の必須の構成ではなく、例えばフレームＦ１の長さは第２時間Ｔ２より長くてもよい。
【００５８】
また、本実施形態の通信装置１のように、通信部１１は、第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから第２ビーコン信号Ｂ２を送信するまでの通信期間ＣＰ２において上位通信装置２と通信可能であることが好ましい。この場合、制御部１２は、通信部１１と上位通信装置２との通信が通信期間ＣＰ２内に終了しなければ、通信部１１から第２ビーコン信号Ｂ２を送信させないように構成されていることが好ましい。この構成によれば、通信装置１と上位通信装置２との通信を優先することができる。ただし、この構成は通信装置１の必須の構成ではなく、制御部１２は、上位通信装置２との通信が通信期間ＣＰ２内に終了しない場合において、通信部１１から第２ビーコン信号Ｂ２を送信させるように構成されていてもよい。
【００５９】
本実施形態の通信システムは、通信装置１と、上位通信装置２と、１以上の通信端末３とを備えている。上位通信装置２は、通信装置１とともに上位システム１０を構成し、第１ビーコン信号Ｂ１を通信装置１に送信する。１以上の通信端末３は、通信装置１とともに下位システム２０を構成し、上位システム１０とは異なる通信方式で通信装置１と通信を行う。この構成によれば、上述の通信装置１を用いることによって、通信方式が異なる上位システム１０及び下位システム２０において送信される第１ビーコン信号Ｂ１と第２ビーコン信号Ｂ２との衝突を低減することができる。
【００６０】
また、本実施形態の通信システムのように、１以上の通信端末３は、送受信部３１と、計時部３３と、処理部３２とを備えていることが好ましい。送受信部３１は、少なくとも通信装置１との間で、電波を媒体とする無線信号Ｓ１を送信及び受信する。計時部３３は、送受信部３１が通信装置１からの第２ビーコン信号Ｂ２を受信した後の経過時間を計時する。処理部３２は、送受信部３１が第２ビーコン信号Ｂ２を受信した後に設定された複数のタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）のうち自己に割り当てられているタイムスロットＴＳｎにて、送受信部３１から無線信号Ｓ１を送信させる。また、処理部３２は、送受信部３１が第２ビーコン信号Ｂ２を受信しない場合、所定のタイミングで送受信部３１から無線信号Ｓ１を送信させるように構成されている。所定のタイミングとは、計時部３３が計時した経過時間が複数のタイムスロットＴＳｎのうち自己に割り当てられているタイムスロットＴＳｎとなるタイミングである。この構成によれば、送受信部３１が第２ビーコン信号Ｂ２を受信できない場合でも、計時部３３が計時した経過時間が自己に割り当てられているタイムスロットＴＳｎとなるタイミングで、送受信部３１から無線信号Ｓ１を送信することができる。つまり、この構成によれば、第２ビーコン信号Ｂ２を受信できない場合でも、１以上の通信端末３と通信装置１とを同期通信させることができる。ただし、この構成は通信システムの必須の構成ではなく、計時部３３が省略されていてもよい。
【００６１】
また、本実施形態の通信システムのように、通信装置１は、上位通信装置２との通信によって第２ビーコン信号Ｂ２を送信できない状態が複数回連続した場合、上位通信装置２との通信を停止するように構成されていることが好ましい。そして、この場合、通信装置１は、第２ビーコン信号Ｂ２を１以上の通信端末３に送信するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、第２ビーコン信号Ｂ２を送信できない状態が複数回連続すると、上位通信装置２との通信を停止し、第２ビーコン信号Ｂ２を１以上の通信端末３に送信するので、１以上の通信端末３と通信装置１との同期エラーを回避することができる。ただし、この構成は通信システムの必須の構成ではなく、例えば上位通信装置２との通信によって第２ビーコン信号Ｂ２を送信できない状態が複数回連続しても、通信装置１と上位通信装置２との通信を継続するように構成されていてもよい。つまり、通信装置１と上位通信装置２との通信を優先させてもよい。
【００６２】
以下、実施形態１の変形例について説明する。
【００６３】
実施形態１では、下位システム２０Ａ，２０Ｂの全体が上位システム１０に含まれているが、少なくとも通信装置１が上位システム１０に含まれていればよく、通信端末３（３Ａ〜３Ｃ）については上位システム１０に含まれていなくてもよい。
【００６４】
また、実施形態１では、２つの下位システム２０Ａ，２０Ｂが上位システム１０に含まれているが、下位システム２０Ａのみが上位システム１０に含まれていてもよいし、下位システム２０Ｂのみが上位システム１０に含まれていてもよい。さらに、２つの下位システム２０Ａ，２０Ｂに加えて、他の下位システムが上位システム１０に含まれていてもよい。
【００６５】
また、実施形態１では、通信端末（下位システム子機）３の台数が３台である場合について例示したが、通信端末３の台数は３台に限らず、１台又は２台であってもよいし、４台以上であってもよい。
【００６６】
さらに、実施形態１では、下位システム親機１が通信装置である場合について例示したが、複数台の下位システム子機３のうちのいずれかが通信装置であってもよい。すなわち、通信装置が、通信端末と同じ構成及び機能を有していてもよい。この場合、例えば複数台の下位システム子機３のうち上位システム親機２に対して最初に登録された下位システム子機３を通信装置とし、それ以外の下位システム子機３を通信端末とすればよい。
【００６７】
また、実施形態１では、下位システム親機１と上位システム親機２との通信が長くなる具体例として通信エラーを例示したが、例えば下位システム親機１と上位システム親機２との同期が切れた場合も同様である。つまり、この場合には、下位システム親機１と上位システム親機２とを再同期させる必要があり、通信時間が長くなる可能性がある。したがって、この場合も、下位システム親機１と上位システム親機２との通信を優先するために、通信部１１から第２ビーコン信号Ｂ２を送信させないように構成することが好ましい。
【００６８】
（実施形態２）
通信装置及び通信システムの実施形態２について、図５を参照して説明する。なお、通信装置及び通信システムの構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
実施形態１の通信システムでは、下位システム子機３の台数が３台であるため、第２ビーコン信号Ｂ２を送信した後に設定されているフレームＦ１の長さは第２時間Ｔ２よりも短い（図３参照）。これに対して、フレームＦ１の長さが第２時間Ｔ２よりも長い場合には、下位システム親機１は、すべての下位システム子機３からの無線信号Ｓ１を受信できない可能性がある。そのため、フレームＦ１の長さが第２時間Ｔ２よりも長い場合には、フレームＦ１を複数の分割フレームＤＦｍ（ｍ＝１，…）に分割することが好ましい。
【００７０】
図５に示す例では、下位システム子機３が２０台である場合を想定しており、フレームＦ１は、６個のタイムスロットＴＳ１５〜ＴＳ２０からなる分割フレームＤＦ１と、１４個のタイムスロットＴＳ１〜ＴＳ１４からなる分割フレームＤＦ２とに分割されている。これらの分割フレームＤＦ１，２の長さは、ともに第２時間Ｔ２よりも短い。そして、分割フレームＤＦ２については、第２ビーコン信号Ｂ２と次の第１ビーコン信号Ｂ１との間の期間に設定し、分割フレームＤＦ１については、第１ビーコン信号Ｂ１と第２ビーコン信号Ｂ２との間の通信期間ＣＰ２に設定している。このように、下位システム２０に含まれる下位システム子機３の台数が多くなった場合でも、通信期間ＣＰ２を利用してすべての下位システム子機３からの無線信号Ｓ１を受信することができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の通信装置１では、下位システム２０における通信方式は、時分割多元接続方式であることが好ましい。この時分割多元接続方式では、１以上の通信端末３が、第２ビーコン信号Ｂ２を受信した後に設定された複数のタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）のうち自己に割り当てられているタイムスロットＴＳｎにて無線信号Ｓ１を送信する。制御部１２は、複数のタイムスロットＴＳｎからなるフレームＦ１の長さが第１ビーコン信号Ｂ１の送信間隔である第１時間Ｔ１から規定時間Ｔ３を引いた第２時間Ｔ２よりも長い場合、フレームＦ１を複数の分割フレームＤＦｍ（ｍ＝１，…）に分割する。複数の分割フレームＤＦｍの各々の長さは、第２時間Ｔ２よりも短い。そして、制御部１２は、複数の分割フレームＤＦｍのうち少なくとも１つの分割フレームＤＦｍを、通信部１１が第１ビーコン信号Ｂ１を受信してから第２ビーコン信号Ｂ２を送信するまでの通信期間ＣＰ２に設定するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、制御部１２は、フレームＦ１の長さが第２時間Ｔ２よりも長い場合にはフレームＦ１を複数の分割フレームＤＦｍに分割し、複数の分割フレームＤＦｍのうち少なくとも１つの分割フレームＤＦｍを通信期間ＣＰ２に設定している。これにより、通信装置１は、フレームＦ１の長さが第２時間Ｔ２よりも長い場合でも、第１ビーコン信号Ｂ１とフレームＦ１との両方を受信することができる。ただし、この構成は通信装置１の必須の構成ではなく、制御部１２は、フレームＦ１の長さが第２時間Ｔ２よりも長い場合であっても、フレームＦ１を複数の分割フレームＤＦｍに分割するように構成されていなくてもよい。
【００７２】
以下、実施形態２の変形例について説明する。
【００７３】
実施形態２では、下位システム子機３の台数が多い場合について例示したが、例えば伝送するデータ量が大きい場合も同様である。つまり、データ量が大きい場合には、１つのタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）で送ることができないため、１つのデータを複数の分割データに分割して送信することになる。そのため、この場合も、タイムスロットＴＳｎの個数が増加することでフレームＦ１の長さが第２時間Ｔ２よりも長くなる可能性がある。したがって、伝送するデータ量が大きい場合も、フレームＦ１を複数の分割フレームに分割することが好ましい。
【００７４】
また、実施形態２では、フレームＦ１を２つの分割フレームＤＦ１，ＤＦ２に分割しているが、フレームＦ１の分割数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。そして、フレームＦ１を３つ以上に分割した場合には、２つ以上の分割フレームを通信期間ＣＰ２に設定してもよい。
【００７５】
さらに、実施形態２で説明した構成は、実施形態１で説明した変形例と適宜組み合わせて適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  通信装置
２  上位通信装置
３，３Ａ〜３Ｃ  通信端末
１０  上位システム
１１  通信部
１２  制御部
２０，２０Ａ，２０Ｂ  下位システム
３１  送受信部
３２  処理部
３３  計時部
Ｂ１  第１ビーコン信号
Ｂ２  第２ビーコン信号
ＣＰ２  通信期間
ＤＦｍ（ｍ＝１，…）  分割フレーム
Ｆ１  フレーム
Ｓ１  無線信号
Ｔ１  第１時間
Ｔ２  第２時間
Ｔ３  規定時間
ＴＳｎ（ｎ＝１，２，…）  タイムスロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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