(57)【要約】【課題】受信信号強度の変動により無線局が無線信号を受信できなくなる状況を回避することができる無線通信システムを提供する。【解決手段】複数の火災警報器ＴＲ０（無線局）から成り、各火災警報器ＴＲ０は、アンテナ１と、無線信号を送受信する無線送受信部２と、無線信号の送受信の制御を行う制御部６とを備え、一の無線局である親局ＴＲ１の制御部６は、他の無線局である各子局ＴＲ２，…に対して定期監視メッセージを含む同期信号を定期的に送信させ、親局ＴＲ１の制御部６は、各子局ＴＲ２，…における無線信号の受信信号強度に基づいて、同期信号の送信タイミング又は同期信号の１周期当たりの送信回数のうち少なくとも何れか一方を設定する。【選択図】図１
2013175154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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信する送信手段、及び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受信する受信手段を有する無線送受信部と、所定のイベントが発生したときに前記送信手段を起動し、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動作を交互に繰り返し且つ前記イベントが発生していないときには前記送信手段を停止させる送信制御手段、及び一定の間欠受信間隔を繰り返しカウントするタイマ手段、及び前記タイマ手段による前記間欠受信間隔のカウント中は前記受信手段を停止させ、前記タイマ手段による前記間欠受信間隔のカウントが完了する度に前記受信手段を起動する受信制御手段を有する制御部と、電池を電源として前記各手段に動作電力を給電する給電手段とを備え、
前記各無線局のうち一の無線局の前記制御部は、前記送信手段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、
前記一の無線局の前記制御部は、前記他の無線局における無線信号の受信レベルに基づいて、前記定期的な無線信号の送信タイミング又は前記定期的な無線信号の１周期当たりの送信回数のうち少なくとも何れか一方を設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記一の無線局の前記制御部は、前記受信レベルの変動が相対的に小さい時間帯に、前記定期的な無線信号の送信タイミングを設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記一の無線局の前記制御部は、前記他の無線局との間で無線信号を送受信することにより前記受信レベルの時間分布を求め、前記時間分布に基づいて前記受信レベルの変動が相対的に小さい時間帯に、前記定期的な無線信号の送信タイミングを設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記一の無線局の前記制御部は、前記他の無線局との間で無線信号を送受信することにより前記受信レベルの確率分布を求め、前記確率分布に基づいて前記定期的な無線信号の１周期当たりの送信回数を設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記一の無線局の前記制御部は、任意の一定期間を試験期間に設定し、前記試験期間において前記定期的な無線信号の送信間隔よりも短い間隔で無線信号を前記他の無線局との間で送受信することにより、前記受信レベルのデータを得ることを特徴とする請求項３又は４記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記各無線局は、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乃至５の何れか１項に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５１９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、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、各無線局における無線信号の受信信号強度が変動する虞がある。従来、特定の無線局は、受信信号強度の変動に依らず定期的に監視メッセージを送信する。このため、監視メッセージの送信時において他の無線局の受信信号強度が変動している場合、他の無線局が無線信号を受信できずに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受信信号強度の変動は、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。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、受信信号強度の変動により無線局が無線信号を受信できなくなる状況を回避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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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信する送信手段、及び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受信する受信手段を有する無線送受信部と、所定のイベントが発生したときに前記送信手段を起動し、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動作を交互に繰り返し且つ前記イベントが発生していないときには前記送信手段を停止させる送信制御手段、及び一定の間欠受信間隔を繰り返しカウントするタイマ手段、及び前記タイマ手段による前記間欠受信間隔のカウント中は前記受信手段を停止させ、前記タイマ手段による前記間欠受信間隔のカウントが完了する度に前記受信手段を起動する受信制御手段を有する制御部と、電池を電源として前記各手段に動作電力を給電する給電手段とを備え、前記各無線局のうち一の無線局の前記制御部は、前記送信手段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、前記一の無線局の前記制御部は、前記他の無線局における無線信号の受信レベルに基づいて、前記定期的な無線信号の送信タイミング又は前記定期的な無線信号の１周期当たりの送信回数のうち少なくとも何れか一方を設定することを特徴とする。
【０００８】
この無線通信システムにおいて、前記一の無線局の前記制御部は、前記受信レベルの変動が相対的に小さい時間帯に、前記定期的な無線信号の送信タイミングを設定することが好ましい。
【０００９】
この無線通信システムにおいて、前記一の無線局の前記制御部は、前記他の無線局との間で無線信号を送受信することにより前記受信レベルの時間分布を求め、前記時間分布に基づいて前記受信レベルの変動が相対的に小さい時間帯に、前記定期的な無線信号の送信タイミングを設定することが好ましい。
【００１０】
この無線通信システムにおいて、前記一の無線局の前記制御部は、前記他の無線局との間で無線信号を送受信することにより前記受信レベルの確率分布を求め、前記確率分布に基づいて前記定期的な無線信号の１周期当たりの送信回数を設定することが好ましい。
【００１１】
この無線通信システムにおいて、前記一の無線局の前記制御部は、任意の一定期間を試験期間に設定し、前記試験期間において前記定期的な無線信号の送信間隔よりも短い間隔で無線信号を前記他の無線局との間で送受信することにより、前記受信レベルのデータを得ることが好ましい。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、受信信号強度の低下により無線局が無線信号を受信できなくなる状況を回避することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る無線通信システムの実施形態を示す図で、（ａ）は火災警報器のブロック図で、（ｂ）は何れかの子局における受信信号強度の時間分布を示す図である。
【図２】同上の無線通信システムにおける無線信号のフレームフォーマットである。
【図３】同上の無線通信システムにおいて、火災感知時の通信動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】同上の無線通信システムの何れかの子局における受信信号強度の確率分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、一の火災警報器ＴＲ１を「親局ＴＲ１」、他の火災警報器ＴＲ２，…を「子局ＴＲ２，…」と表記する。
【００１６】
火災警報器ＴＲ０は、アンテナ１と、無線送受信部２（送信手段、受信手段）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（送信制御手段、受信制御手段、タイマ手段）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（給電手段）とを備える。
【００１７】
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１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１で受信する。なお、アンテナ１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１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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また、制御部６では、マイコンに内蔵するタイマ（タイマ手段）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（受信レベル）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が行っており、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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。
【００３０】
図２は、火災警報器ＴＲ０が送受信する無線信号のフレームフォーマットを示している。このフレームフォーマットは、同期ビット（プリアンブル：ＰＡ）、フレーム同期パターン（ユニークワード：ＵＷ）、宛先アドレス（ＤＡ）、送信元アドレス（ＳＡ）、メッセージ（Ｍ）、ＣＲＣ符号で１フレームが構成されている。ここで、宛先アドレス（ＤＡ）として各火災警報器ＴＲ０の識別符号を設定すれば、当該識別符号の火災警報器ＴＲ０のみが無線信号を受信してメッセージを取得する。また、宛先アドレス（ＤＡ）として何れの火災警報器ＴＲ０にも割り当てられていない特殊なビット列（例えば、全てのビットを１としたビット列）を設定すれば、無線信号をマルチキャストして全ての火災警報器ＴＲ０にメッセージを取得させることができる。例えば、火災警報メッセージを含む無線信号が親局ＴＲ１から全ての子局ＴＲ２，…にマルチキャストされる。
【００３１】
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３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とともに、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ＴＲ（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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ＴＲ（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、上述のように一の火災警報器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。
【００３７】
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Ｍ１（図４参照）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Ｍ１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。
【００３８】
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、一の火災警報器（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Ｍ１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。
【００３９】
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３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３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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
ところで、親局ＴＲ１が同期信号を各子局ＴＲ２，…に対して送信する場合、空間内に存在する人の動き等によりフェージングが生じ、各子局ＴＲ２，…における無線信号の受信信号強度が変動する虞がある。このため、同期信号の送信時において、例えば子局ＴＲ２の受信信号強度が変動している場合、子局ＴＲ２が同期信号を受信できずに動作確認を正常に行えない虞がある。このように子局ＴＲ２で同期信号を受信できなかった場合、親局ＴＲ１は、当該子局ＴＲ２がたとえ正常であっても、返信がないことから当該子局ＴＲ２に異常が発生したと判定して警報音を報知してしまう。
【００４３】
そこで、本実施形態では、親局ＴＲ１（一の無線局）の制御部６は、各子局ＴＲ２，…（他の無線局）で受信する無線信号の受信信号強度（受信レベル）に基づいて、同期信号（定期的な無線信号）の送信タイミングを決定している。実施例としては、親局ＴＲ１の制御部６が、各子局ＴＲ２，…の受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯を同期信号の送信タイミングに設定する構成が考えられる。なお、「受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯」とは、受信信号強度の変動の幅が他の時間帯と比較して小さいという意味である。この受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯としては、例えば人が寝静まっている夜中等がある。
【００４４】
このように、親局ＴＲ１の制御部６が、受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯に同期信号の送信タイミングを設定することで、受信信号強度の変動により各子局ＴＲ２，…が同期信号を受信できなくなる状況を回避することができる。上記のように送信タイミングを設定する方法としては、例えば親局ＴＲ１の電源をオンに切り替えた時点、又は同期信号を送信した時点を基準として一定時間（例えば、１６時間）をタイマでカウントし、カウント終了時に同期信号を送信する方法が考えられる。
【００４５】
また、親局ＴＲ１が現在の時刻を計時する時計部を備え、時計部が予め設定された時刻（例えば、午前２時）を示すと、各子局ＴＲ２，…に対して同期信号を送信する方法も考えられる。この場合にも、上記と同様に、受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯に同期信号を送信することができるので、受信信号強度の変動により各子局ＴＲ２，…が同期信号を受信できなくなる状況を回避することができる。
【００４６】
その他の実施例としては、各子局ＴＲ２，…における受信信号強度の時間分布を求め、当該時間分布に基づいて受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯を同期信号の送信タイミングに設定する構成が考えられる。すなわち、各子局ＴＲ２，…は、親局ＴＲ１から送信される同期信号を受信すると、受信した際の受信信号強度を測定する。そして、各子局ＴＲ２，…は、測定した受信信号強度のデータを返信信号に含めて、親局ＴＲ１に返信する。
【００４７】
親局ＴＲ１の制御部６は、各子局ＴＲ２，…からの返信信号に含まれる受信信号強度のデータを、返信信号の受信時刻（若しくは、対応する同期信号の送信時刻）に紐付けてメモリ（メモリ部６Ａ）に記憶させる。そして、親局ＴＲ１の制御部６は、受信信号強度のデータから受信信号強度の時間分布を求め、当該時間分布に基づいて、受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯（図１（ｂ）における「Ａ１」）に同期信号の送信タイミングを設定する。ここでは、受信信号強度の時間分布は、各子局ＴＲ２，…の受信信号強度の平均値を用いて求めている。
【００４８】
なお、受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯を求める方法としては、例えば以下に示すものがある。すなわち、上記時間分布を一定区間毎に区切り、各区間における受信信号強度の変動幅（すなわち、受信信号強度の最大値と最小値との差分）を求め、変動幅が最小の区間を変動が相対的に小さい時間帯として定める方法がある。また、変動幅が最大の区間の変動幅に対して、その５０％以下の変動幅を有する区間を、受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯として定める方法もある。勿論、このような時間帯を定める方法は上記のものに限定される必要はない。
【００４９】
このように、親局ＴＲ１の制御部６が、受信信号強度の変動が相対的に小さい時間帯に同期信号の送信タイミングを設定することで、受信信号強度の変動により各子局ＴＲ２，…が同期信号を受信できなくなる状況を回避することができる。
【００５０】
なお、子局ＴＲ２，…毎に個別に受信信号強度の時間分布を求め、各子局ＴＲ２，…の受信信号強度の各時間分布に基づいて、各子局ＴＲ２，…に対する同期信号の送信タイミングを個別に設定してもよい。この場合、各子局ＴＲ２，…の設置環境に応じた最適な送信タイミングを設定することができる。
【００５１】
ところで、各子局ＴＲ２，…で受信する無線信号の受信信号強度に基づいて受信信号強度の確率分布を求め、この確率分布に基づいて、同期信号の１周期当たりの送信回数（以下、単に「送信回数」と呼ぶ）を設定してもよい（図４参照）。すなわち、各子局ＴＲ２，…は、親局ＴＲ１から送信される同期信号を受信すると、受信した際の受信信号強度を測定する。そして、各子局ＴＲ２，…は、測定した受信信号強度のデータを返信信号に含めて、親局ＴＲ１に返信する。
【００５２】
親局ＴＲ１の制御部６は、各子局ＴＲ２，…からの返信信号に含まれる受信信号強度のデータから平均値及び分散を求め、また、この平均値及び分散から、受信信号強度を確率変数とする確率密度関数を持つ確率分布を求める。ここでは、受信信号強度の確率分布は、各子局ＴＲ２，…の受信信号強度の平均値を用いて求めている。更に、親局ＴＲ１の制御部６は、受信信号強度が所定値以下の場合に無線信号を受信し難いものとして、上記の確率分布の平均値及び分散に基づいて、受信信号強度が所定値以下となる確率ｘを演算する。そして、無線信号の受信が成功する確率をｐ、送信回数をｎとすると、親局ＴＲ１の制御部６は、ｐ≧１−ｘｎを満たすように、送信回数ｎを設定する。
【００５３】
例えば、受信信号強度が−１００ｄＢｍ以下である場合に無線信号を受信し難いものとする。そして、受信信号強度の確率分布の平均値及び分散に基づいて、受信信号強度が−１００ｄＢｍ以下となる確率が０．１となる結果を得たものとする。ここで、無線信号の受信が成功する確率ｐの目標値を０．９９９９とすると、上式より、０．９９９９＝１−（０．１）ｎとなる。このため、親局ＴＲ１の制御部６は、同期信号の送信回数ｎを４回に設定する。
【００５４】
そして、親局ＴＲ１の制御部６は、同期信号を送信する各周期において、各子局ＴＲ２，…に対して同期信号を４回ずつ送信する。この例で言えば、各子局ＴＲ２，…では、４回送信される同期信号のうち少なくとも何れかの同期信号を受信できる確率が０．９９９９であるため、受信信号強度の変動に依らず、ほぼ確実に同期信号を受信することができる。
【００５５】
上述のように、親局ＴＲ１の制御部６が、受信信号強度の確率分布に基づいて同期信号の送信回数を設定することで、送信タイミングを設定することなく同期信号を各子局ＴＲ２，…で受信させることができる。したがって、受信信号強度の変動により各子局ＴＲ２，…が同期信号を受信できなくなる状況を回避することができる。
【００５６】
なお、子局ＴＲ２，…毎に個別に受信信号強度の確率分布を求め、各子局ＴＲ２，…の受信信号強度の各確率分布に基づいて、各子局ＴＲ２，…に対する同期信号の１周期当たりの送信回数を個別に設定してもよい。この場合、各子局ＴＲ２，…の設置環境に応じた最適な送信回数を設定することができる。
【００５７】
もちろん、受信信号強度に基づいて同期信号の送信タイミングと再送回数との両方を決定してもよい。この場合、受信信号強度の変動により無線局が無線信号を受信できなくなる状況を回避することができる確率を更に高めることができる。
【００５８】
ところで、上記の受信信号強度の時間分布又は確率分布を求める場合には、受信信号強度のデータ数が多いほうが望ましい。しかしながら、通常の同期信号の送信間隔が例えば２４時間と長いことから、各分布を得るために十分なデータ数を確保するのに非常に時間がかかってしまう。
【００５９】
そこで、任意の一定期間を試験期間として、この試験期間内においては同期信号の送信間隔よりも短い送信間隔で親局ＴＲ１と各子局ＴＲ２，…との間で無線通信を行い、短期間で所望のデータ数を得るようにしてもよい。例えば、親局ＴＲ１の電源をオンに切り替えた時点から一定期間（例えば、２４時間）を試験期間とし、親局ＴＲ１の制御部６が、各子局ＴＲ２，…に対して例えば１０分毎に同期信号を送信するように構成することが考えられる。この場合、通常の同期信号の送信間隔では各子局ＴＲ２，…から１つの受信信号強度のデータしか得られないのに対して、１００以上の受信信号強度のデータを得ることができる。このように、試験期間を設定することで、短期間で受信信号強度の各分布を得るために十分なデータ数を確保することができる。
【００６０】
勿論、親局ＴＲ１が既に受信信号強度の各分布を得るために十分なデータ数を確保している場合には、上記の試験期間を設定する必要はない。なお、試験期間中において、親局ＴＲ１が各子局ＴＲ２，…に送信する無線信号は同期信号でなくてもよい。すなわち、親局ＴＲ１が送信する無線信号は、各子局ＴＲ２，…に対して受信した際の受信信号強度のデータを含めて返信させるよう指示する無線信号であればよい。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
１  アンテナ
２  無線送受信部（送信手段、受信手段）
６  制御部（送信制御手段、受信制御手段、タイマ手段）
７  電源部（給電手段）
ＴＲ１，ＴＲ２  火災警報器（無線局）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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