(57)【要約】  【課題】特定エリアに存在するすべての火災報知器と情報交換を行うことができるようにして、初動遅れによる火災の被害を低減できるようにするとともに、読み取り書き込み機器を不要にした。  【解決手段】特定エリアに存在するすべての火災報知器本体Ａ１１〜Ａ２１，Ｂ１１〜Ｂ２１と情報交換を行うことができるように構築する。このように火災報知器本体Ａ１１〜Ａ２１，Ｂ１１〜Ｂ２１を構築することにより、特定エリア内の１ヶ所で火災を認識すると、その情報は全ヶ所に瞬時に伝達される。従って、１階で発生した火災を１階の火災報知器本体Ａ１１、Ａ１２，Ｂ１１、Ｂ１２が認識した瞬間、２階の寝室の火災報知器本体Ａ２１，Ｂ２１も火災と認識する。このため、初動遅れによる火災の被害が低減できる。  【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークに所属する自ノード及び他ノードの情報や火災報知器本体の動作設定情報を格納するメモリ部と、
商用電源と停電時補償バッテリから構成され、各部に電力を供給する電源部と、
短距離無線通信規格に対応した無線モジュール部と、
外部の炎、煙、音等の物理現象を電気信号に変換する機能を有する火災報知部と、
前記火災報知部が認識した外部の物理現象や前記メモリ部内の情報から火災発生と判定し、その判定結果を火災報知部から外部に報知する信号を出力するとともに、前記無線モジュール部にも供給する制御回路部とを備え、
前記制御回路部は、前記無線モジュール部から他拠点の火災情報が入力されてその情報を前記火災報知部から外部に報知することを特徴とする火災報知器。
【請求項２】
請求項１に記載の火災報知器において、
火災報知器本体を特定エリアに複数配置して、エリア内に存在する火災報知器本体間で情報交換を行い、エリア内の火災発生をどこでも認識可能となるように火災報知器本体を構築したことを特徴とする火災報知器監視制御装置。
【請求項３】
前記火災報知器本体に設けられる無線モジュール部は、マルチホップ通信機能を備え、ネットワーク構成としては、メッシュ型ネットワークに構築したことを特徴とする請求項２記載の火災報知器監視制御装置。
【請求項４】
前記火災報知器本体は、マルチホップ通信機能を介して監視制御サーバや端末から監視制御することを特徴とする請求項２及び３記載の火災報知器監視制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、世界標準規格の近距離無線ネットワークを適用し、各種ネットワークトポロジにて屋内外を問わない火災報知ネットワークを構築するとともに、位置情報など付帯情報を記憶させることができる火災報知器及び火災報知器を監視制御するための監視制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から火災報知器や火災報知システムには、種々なものが提案されている。それらの中でも火災を感知したことを有線により監視制御装置に伝達する手段は多くあったが、近年、有線に代わって無線チップを用いて火災感知を無線で監視制御装置に伝達する手段も開発されて来ている。
【０００３】
無線チップは、電源生成回路を有し、読み取り書き込み機器を経由して建造物や乗り物に取り付けられた火災感知システムに伝達するものである。この無線チップは、温度センサと無線チップの位置情報や温度感知機能を内蔵したセンサと、それら情報を格納するメモリを少なくとも内蔵している。この無線チップを使用した火災感知システムは、無線による火災感知情報を伝達する手段であるため、火災を感知する場所を予め設定していなくても済み、建造物や乗り物の設計に制約を与えず、現地工事配線も不要となり、コストを抑えることができる利点がある。
【特許文献１】特開２００６−３３１４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した無線チップを備えた火災報知システムでは、無線チップの通信可能距離内に必ず１つ読み取り書き込み機器が必要であるために、次のような（イ）、（ロ）の問題がある。
【０００５】
（イ）通信距離の関係で最悪の場合、無線チップの数だけ読み取り書き込み機器が必要となり、コストが嵩む不具合があるとともに、機器の簡素化を図ることができない。
【０００６】
（ロ）無線チップ間では、直接火災情報の交換をすることができない。
【０００７】
上述した特許文献１のシステムでは、ネットワークトポロジとしてメッシュ型を取ることができない。このため、読み取り書き込み機器が壊れた場合、それに接続されるすべての無線チップによる火災情報が上位監視制御システムでは収集ができない問題がある。
【０００８】
特許文献１に記載の無線チップは、電源生成回路を有するため、電池や外部電源が不要な点において、メリットはあるが、逆に無線通信距離が短いため、読み取り書き込み機器数を多く必要とする問題もある。
【０００９】
近年、既存住宅に火災報知器の設置が義務付けられるようになってきたが、２階・３階建て住宅の場合、火災報知器を複数箇所設置するケースが大半となる。市販の火災報知器では、火災報知器間同士で直接情報交換ができないため、建物の１ヶ所で火災を認識しても、他の箇所に設置した火災報知器は、自所の感知エリア内に火災の兆候が無い限り、火災発生と認識しない。まして、隣家の火災発生を認識できるなど到底できないのが現状である。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、特定エリアに存在するすべての火災報知器と情報交換を行うことができるように構築して、初動遅れによる火災の被害を低減できるようにするとともに、読み取り書き込み機器を不要にした火災報知器及び火災報知器監視制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を達成するために、無線通信ネットワークに所属する自ノード及び他ノードの情報や火災報知器本体の動作設定情報を格納するメモリ部と、
商用電源と停電時補償バッテリから構成され、各部に電力を供給する電源部と、
短距離無線通信規格に対応した無線モジュール部と、
外部の炎、煙、音等の物理現象を電気信号に変換する機能を有する火災報知部と、
前記火災報知部が認識した外部の物理現象や前記メモリ部内の情報から火災発生と判定し、その判定結果を火災報知部から外部に報知する信号を出力するとともに、前記無線モジュール部にも供給する制御回路部とを備え、
前記制御回路部は、前記無線モジュール部から他拠点の火災情報が入力されてその情報を前記火災報知部から外部に報知することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、前記火災報知器において、火災報知器本体を特定エリアに複数配置して、エリア内に存在する火災報知器本体間で情報交換を行い、エリア内の火災発生をどこでも認識可能となるように火災報知器本体を構築したことを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明は、前記火災報知器本体に設けられる無線モジュール部が、マルチホップ通信機能を備え、ネットワーク構成としては、メッシュ型ネットワークに構築したことを特徴とするものである。
【００１４】
さらにまた、本発明は、前記火災報知器本体が、マルチホップ通信機能を介して監視制御サーバや端末から監視制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特定エリアに存在するすべての火災報知器と情報交換を行うことができるように構築して、１ヶ所で火災を認識するとその情報は全ヶ所に瞬時に伝達され、１ヶ所での火災の認識を共有することによって、初動遅れによる火災の被害を低減できるようになる。
【００１６】
また、本発明によれば、メッシュ型のネットワークトポロジ構成とすることで、一部の火災報知器が故障などによりネットワークから離脱した場合でも通信ルートを確保することができ、しかもマルチホップ通信を使用するため、特別なインフラを整備する必要がなく、初期コストを抑えることができるとともに、情報機器数の低減を図って、装置の簡素化を図ることができる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、監視制御システムから火災報知器を遠隔制御し、予め火災報知器に記憶させているメッセージなどを出力することができるので、各種警報の通知、地域内の火災情報を中心として各種防災・防犯情報を火災報知器が共有することにより、強固な、地域防災・防犯が期待できるコミュニティセキュリティを構築することができる。
【００１８】
上記の他に、ＷＡＮ回線と接続することにより、許可された人が遠隔地から地域の火災状況を知ることができる。また、遠隔地から火災報知器の様々な機能を制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態１を示す概略構成図で、この実施の形態１は近距離無線ネットワーク（ＺｉｇＢｅｅ）用の無線モジュールを付加した火災報知器である。図１において、１は火災報知器本体で、この火災報知器本体１は、電源部２、メモリ部３、無線モジュール部４、制御回路部５および火災報知部６から構成される。
【００２０】
前記電源部２は、各部に電力を供する商用電源と停電時補償バッテリから構成され、商用電源あるいはバッテリ単独を選択できるように構成されている。バッテリ稼動時は、バッテリ容量減による電圧低下を予測・感知し、外部にその状況を発光等で報知させるように形成する。
【００２１】
前記メモリ部３は、短距離で使用する無線通信ネットワークＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に所属する自ノード及び他ノードの情報（火災、他火災報知器本体の故障、バッテリ電圧低下、物理的な設置場所などの予め定めた情報）や火災報知器本体の動作設定情報を格納する。
【００２２】
前記無線モジュール部４は、短距離無線通信規格の「ＺｉｇＢｅｅ」に対応したモジュール（市販）である。このモジュールを使用することで、最大６５０００ノードをサポートし、マルチホップネットワーク機能を実現し、火災報知器本体の特別な設定なしにＷＰＡＮ参加や離脱を可能とする。この無線モジュール部４により、自拠点と他拠点の火災情報の送受信を行う。
【００２３】
前記制御回路部５は、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を使用して以下の列挙する動作等を行い、火災報知器の全体を制御する。
【００２４】
１．火災報知器本体１が認識した外部状況とメモリ部３内の情報（自他拠点の火災報知器状況など）を取得する。
【００２５】
２．上記情報から火災発生（自拠点、他拠点）を判定する。
【００２６】
３．自拠点火災発生時は、自拠点用火災警報を出すための電気的出力を火災報知器へ出す。加えて、無線通信ネットワークＷＰＡＮ上を流れるフレームのデータ部に自拠点が火災であることをセットする。他拠点火災発生時は、他拠点用火災警報を出すための電気的出力を火災報知器本体１へ出す。
【００２７】
４．動作中でも設置場所や動作設定情報など初期入力情報を変更する際の割込みを行う。
【００２８】
５．バッテリ電圧低下時の外部への状況表示と無線通信ネットワークＷＰＡＮからのノード離脱による縮退運転制御を行う。
【００２９】
火災報知部６は、詳細を図２に示すようなブロックに構成され、外部入力（物理現象）として、発火前現象「ガス漏れ、温度上昇など」、発火後現象「炎、音、煙、温度上昇など」を各種センサ（熱センサ、音センサ、煙センサ、ガスセンサ）６1で感知し、これらを電気信号に変換して、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部６2を介して制御回路部５に伝達している。
【００３０】
伝達されてきた電気信号を制御回路部５で火災や異常が発生したと認識した際、制御回路部５が出力する電気信号を、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部６3により変換して各種アラーム（スピーカ、ブザー、発光器、振動モータ）６4を介して外部に出力する。外部出力（物理現象）としては、音、発光、振動などである。
【００３１】
次に、図３により上記実施の形態１の基本的な動作を述べる。ステップＳ１で初期情報が火災報知部６に入力されると、その情報が自拠点火災情報であるか、他拠点火災情報であるかを、ステップＳ２、Ｓ３で取得する。情報取得の結果からステップＳ４で火災発生状況判定を行う。
【００３２】
その判定の結果、自拠点火災発生の場合には、ステップＳ５で自拠点用火災警報を発し、この警報をステップＳ６で他拠点へ情報伝達してからステップ８の初期入力情報訂正割込み処理に進む。一方、前記判定の結果、他拠点火災発生の場合、ステップＳ７で他拠点用火災警報を発してからステップＳ８の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ８で割込み「なし」と判定した時には、ステップＳ２の処理に進み、割込み「あり」と判定した時には、ステップＳ１の処理に進む。
【００３４】
次に実施の形態２を述べるに当り、メッシュ型ネットワークについて説明する。メッシュ型ネットワークは、各ノードが相互に接続されていて網の目のように通信を行う形態である。
【００３５】
各ノードは、ルーティング機能を有し、各ノードが持つルーティングテーブルに従って、データをリレー方式で次のノードへ送っていく。仮に、通信ルート途中となっていたノードが機能しない場合でも、ルーティングテーブルに従い、別ルートを迂回して通信するため、堅牢性が高いネットワークである。
【００３６】
上記実施の形態１の火災報知器本体では、ＺｉｇＢｅｅネットワーク層で規定されているメッシュ型ネットワークトポロジをサポートする。火災報知器本体の電波到達範囲にある他の火災報知器本体を発見し、その相手との通信経路を確立する自己形成機能を有する。また、ＷＰＡＮ内で発生した火災報知器本体の障害により確立されている通信経路に変更が生じた場合、新たな通信経路を確立する自己修復機能を有する。
【００３７】
加えて、火災報知器本体は、自己のデータだけでなく、他の火災報知器本体間のデータを中継するマルチホップ機能を有する。この機能により、電波出力を抑えた（低消費電力）短距離無線通信でもＷＰＡＮ上の直接電波の届かないノードとの通信が保障される。ノードの加入と離脱に関しては、自己形成機能と自己修復機能により自律的に構成変化に対応できる。
【００３８】
図４は実施の形態２を示す概略構成図で、図４において、Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１はＡ宅の火災報知器本体、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１はＢ宅の火災報知器本体で、両火災報知器本体は図１に示した構成のものである。従って、各火災報知器本体には、無線モジュール部４を有しており、設定によってスター型、ツリー型およびメッシュ型のネットワークトポロジを構成できるが、図４はメッシュ型無線ネットワークの構成例である。
【００３９】
この構成では、監視制御サーバを主とする監視制御システムを必要とせず、各火災報知器本体が自立動作する。構成を簡単にするために、Ａ宅、Ｂ宅の２拠点とした場合を示しているが、３拠点以上の構成も可能である。
【００４０】
上記のように構成された実施の形態２における動作を次に示す。各火災報知器本体Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１には、予め各種の動作設定が成されている。そのうち火災発生時の動作について以下に例を示す。
【００４１】
自拠点火災発生時：警報音Ａ鳴動（必須）、発光点滅パターン（選択）
他拠点火災発生時：通常時、地域内で火災発生したことを音声通知（選択）、発光点滅パターンＢ（選択）
就寝時、隣接する家屋で火災発生時のみ警報音Ｂ鳴動（選択）、発光点滅パターンＢ（選択）
ここで、Ａ宅の火災報知器本体Ａ１１が火災発生を感知したとする。すると、火災報知器本体Ａ１１は、ＷＰＡＮ上のすべての火災報知器本体にマルチキャストで火災発生を配信する。これにより、全ての火災報知器本体が、火災報知器本体Ａ１１にて火災発生を感知したことを共有することになる。このとき、火災報知器本体Ａ１１からＢ宅の火災報知器本体Ｂ１１〜Ｂ２１へは、直接電波が届かないが、マルチホップ通信機能により確実に配信される。
【００４２】
具体的には、Ｂ宅への配信は、Ａ１２又はＡ２１を中継してＢ宅のＢ１１，Ｂ２１に配信される。Ｂ１２へはさらにＢ１１又はＢ２１を中継して配信される。なお、どの火災報知器本体が中継を行うかは、各火災報知器本体が持つルーティングテーブルに従って自律的に行われる。
【００４３】
Ａ宅の火災報知器本体Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１は、自拠点内のＡ１１が火災を感知したと認識し、自拠点火災発生時の動作設定に従った動作を行う。Ｂ宅の火災報知器本体Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１は、他拠点内のＡ１１が火災発生を感知したと認識し、他拠点火災発生時の動作設定に従った動作を行う。
【００４４】
図５は実施の形態３を示す概略構成図で、この実施の形態３は、上記実施の形態２に自治会の会館や地域消防・防災拠点に監視制御システムを追加した場合の形態である。図５において、Ｃ１１は監視制御サーバ、Ｃ１２はＺｉｇＢｅｅ用外付無線モジュール部である。この無線モジュール部Ｃ１２は内蔵も可能である。
【００４５】
次に実施の形態３の動作を述べるに、上記実施の形態２の動作と一部重複する箇所もあるが、再び記載する。
【００４６】
各火災報知器本体Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１には、予め各種の動作設定が成されている。そのうち火災発生時の動作について以下に例を示す。
【００４７】
自拠点火災発生時：警報音Ａ鳴動（必須）、発光点滅パターン（選択）
他拠点火災発生時：通常時、地域内で火災発生したことを音声通知（選択）、発光点滅パターンＢ（選択）
就寝時、隣接する家屋で火災発生時のみ警報音Ｂ鳴動（選択）、発光点滅パターンＢ（選択）
ここで、Ａ宅の火災報知器本体Ａ１１が火災発生を感知したとする。すると、火災報知器本体Ａ１１は、ＷＰＡＮ上のすべての火災報知器本体にマルチキャストで火災発生を配信する。これにより、全ての火災報知器本体が、火災報知器本体Ａ１１にて火災発生を感知したことを共有することになる。このとき、火災報知器本体Ａ１１からＢ宅の火災報知器本体Ｂ１１〜Ｂ２１、監視制御システム設置場所の監視制御サーバＣ１１，Ｃ１２へは、直接電波が届かないが、マルチホップ通信機能により確実に配信される。
【００４８】
具体的には、Ｂ宅への配信は、Ａ１２又はＡ２１を中継してＢ宅のＢ１１，Ｂ２１に配信される。Ｂ１２へはさらにＢ１１又はＢ２１を中継して配信される。Ｃ１２へはＡ２１，Ｂ２１を中継して、Ｃ１１へはＣ１２を中継して配信される。なお、どの火災報知器本体が中継を行うかは、各火災報知器本体が持つルーティングテーブルに従って自律的に行われる。
【００４９】
Ａ宅の火災報知器本体Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１は、自拠点内のＡ１１が火災を感知したと認識し、自拠点火災発生時の動作設定に従った動作を行う。Ｂ宅の火災報知器本体Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１は、他拠点内のＡ１１が火災発生を感知したと認識し、他拠点火災発生時の動作設定に従った動作を行う。
【００５０】
監視制御システムの設置場所に設置される火災報知器Ｃ１２は、他拠点火災発生時の動作設定に従った動作を行い、監視制御サーバＣ１１は、Ａ１１が火災発生を感知したと認識し、画面表示やアラームを出す。
【００５１】
Ａ宅の火災報知器本体Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１の情報や気象条件などさまざまな情報を収集し、今後取るべき行動について計画及び計画支援を行う。その結果を画面や音声にてオペレータに提示する。
【００５２】
図６は実施の形態４を示す概略構成図で、この形態４は、上記実施の形態３の監視制御サーバＣ１１にＷＡＮ回線接続機能を付加し、外部の携帯端末Ｃ１や端末Ｃ２からＷｅｂ技術を利用して監視制御する場合の実施の形態である。その動作は、実施の形態３と同じであるので、相違する動作だけ述べる。
【００５３】
監視制御システムは、ＷＡＮ経由で、火災発生場所の住人や自治会役員や消防団員などが持つ携帯端末Ｃ１や端末Ｃ２に音声やメール等で火災発生やその発生場所や状況などについて通知し、緊急招集を掛けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１を示す概略構成図。
【図２】火災報知部のブロック構成図。
【図３】実施の形態１の基本動作を述べるフローチャト。
【図４】実施の形態２を示す概略構成図。
【図５】実施の形態３を示す概略構成図。
【図６】実施の形態４を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００５５】
１…火災報知器本体
２…電源部
３…メモリ部
４…無線モジュール部
５…制御回路部
６…火災報知部
６1…各種センサ
６2…アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部
６3…ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部
６4…各種アラーム
Ａ１１，Ａ１２，Ａ２１…火災報知器本体
Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１…火災報知器本体
Ｃ１…携帯端末
Ｃ２…端末
Ｃ１１…監視制御サーバ
Ｃ１２…火災報知器本体
【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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【図６】
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