JP4848963B2

JP4848963B2 - 無線伝送システム

Info

Publication number: JP4848963B2
Application number: JP2007008543A
Authority: JP
Inventors: 淳一鈴木; 隆佐伯; 浩司阪本; 昌典栗田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2027-01-17
Also published as: JP2008176515A

Description

本発明は、複数の無線機の間で無線信号を伝送する無線伝送システムに関するものである。

我が国で使用する無線機については、占有周波数帯幅や隣接チャンネル漏洩電力などの使用電波の特性（ＲＦ特性）が電波法の規定を満たしていなくてはならない。また、電波法では使用目的ごとに異なる規格（通信規格）が規定されている。例えば、電波法施行規則第６条に規定される「特定小電力無線局」には、電波を利用して遠隔地点における測定機の測定結果を自動的に表示し、又は記録するためのテレメータ用、電波を利用して遠隔地点における装置の機能を始動、変更又は終止させることを目的とする信号の伝送を行うテレコントロール用、及び主として機械によって処理される情報の伝送又は処理された情報の伝送を行うデータ伝送用無線設備について規定された「特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備標準規格（社団法人電波産業会標準規格ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ６７）」、あるいは、主として火災、盗難その他異常の通報又はこれに付随する制御を行う小電力セキュリティシステムの無線設備について規定された「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備標準規格（社団法人電波産業会標準規格ＲＣＲＳＴＤ−３０）」などがある。

一方、上記特定小電力無線局を備えた無線伝送システムとしては、例えば、特許文献１に記載されているような火災報知システムがある。かかる火災報知システムは、多箇所に設置された複数台の火災感知器（無線機）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おり、何れかの火災感知器が火災を感知すると、当該火災感知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感知器に伝送することにより、火元の火災感知器だけでなく複数台の火災感知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。

このような火災感知器（無線機）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、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。そのため、各火災感知器においては間欠的に受信回路を起動して所望の電波（他の火災感知器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受信回路を停止して待機状態に移行することで平均消費電力を大幅に低減することが望まれる。
特開２００６−３４３９８３号公報

しかしながら、上述のように間欠受信動作を行うと、本来受信しなければならない無線信号を受信するタイミングが受信回路の間欠受信間隔の分だけ遅延することになり、連動動作における応答速度が遅くなってしまう。したがって、消費電力の低減を目的として単純に間欠受信間隔を伸ばすことはできず、例えば、連動までの遅延期間を最大６〜１０秒程度に抑えようとすると、少なくとも間欠受信間隔を１０秒以下にする必要がある。すなわち、実用上要求される応答速度を確保するためには、ある程度頻繁に受信動作を実施する必要がある。また、上述の特定小電力無線局の規格においては、無線局（無線機）から連続して電波を送信することができる期間（送信期間）および電波を送信しない期間（休止期間）について規定されており、この規定を遵守するためには火元の火災感知器も上記送信期間でしか無線信号を送信することができず、このことからも応答速度が遅くなってしまう虞がある。なお、火災報知システム以外の無線伝送システムにおいても、何れかの無線機が無線信号を送信している間は他の無線機が無線信号を送信できないから、上記送信期間をあまり長くすることはできない。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、無線機の消費電力を低減しつつ情報伝送の遅延時間を短縮することができる無線伝送システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、複数の無線機を備え、これら複数の無線機の間で無線信号を伝送する無線伝送システムであって、各無線機は、無線信号を送信する送信手段若しくは無線信号を受信する受信手段の少なくとも何れか一方と、電源供給用の電池とを共通に具備し、送信手段を具備する無線機は、所定のイベントが発生したときに送信手段を起動し、所定の送信期間に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送信手段を停止させる送信制御手段を具備し、受信手段を具備する無線機は、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と、タイマ手段による間欠受信間隔のカウント中は受信手段を停止させ、タイマ手段による間欠受信間隔のカウントが完了する度に受信手段を起動する受信制御手段とを具備し、送信期間をａ、休止期間をｂとしたときに、間欠受信間隔ＴがＴ＞ａ＞ｂである条件の下でａ＋２ｂ＜Ｔ且つ２ａ＋ｂ＞Ｔとなる値ａ，ｂを送信期間と休止期間に各々設定してなることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、送信期間ａが３秒未満であり且つ休止期間ｂが２秒より長いことを特徴とする。

請求項３の発明は、上記目的を達成するために、複数の無線機を備え、これら複数の無線機の間で無線信号を伝送する無線伝送システムであって、各無線機は、無線信号を送信する送信手段若しくは無線信号を受信する受信手段の少なくとも何れか一方と、電源供給用の電池とを共通に具備し、送信手段を具備する無線機は、所定のイベントが発生したときに送信手段を起動し、所定の送信期間に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送信手段を停止させる送信制御手段を具備し、受信手段を具備する無線機は、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と、タイマ手段による間欠受信間隔のカウント中は受信手段を停止させ、タイマ手段による間欠受信間隔のカウントが完了する度に受信手段を起動する受信制御手段とを具備し、送信期間をａ、休止期間をｂとしたときに、間欠受信間隔ＴがＴ＞ａ＞ｂである条件の下で２ａ＋ｂ＞Ｔ且つａ＋１．５ｂ＜Ｔとなる値ａ，ｂを送信期間と休止期間に各々設定してなることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、送信期間ａが４０秒未満であり且つ休止期間ｂが２秒より長いことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、送信手段を具備する無線機は、火災を感知する火災感知手段を具備し、火災感知手段で火災が感知されたときに送信制御手段により火災感知を知らせるための無線信号を送信手段より送信させてなり、受信手段を具備する無線機は、火災感知を知らせるための無線信号を受信手段で受信したときに報知する報知手段を具備することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、送信手段を具備する無線機は、セキュリティに関する異常を検知するセキュリティ異常検知手段を具備し、セキュリティ異常検知手段で異常が検知されたときに送信制御手段により異常発生知を知らせるための無線信号を送信手段より送信させてなり、受信手段を具備する無線機は、異常発生を知らせるための無線信号を受信手段で受信したときに報知する報知手段を具備することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、送信手段を具備する無線機は、操作入力を受け付ける操作入力受付手段を具備し、操作入力受付手段で操作入力が受け付けられたときに送信制御手段により操作入力受付を知らせるための無線信号を送信手段より送信させてなり、受信手段を具備する無線機は、操作入力受付を知らせるための無線信号を受信手段で受信したときに報知する報知手段を具備することを特徴とする。

本発明によれば、送信期間をａ、休止期間をｂとしたときに、間欠受信間隔ＴがＴ＞ａである条件の下でａ＋２ｂ＜Ｔ且つ２ａ＋ｂ＞Ｔとなる値ａ，ｂを送信期間と休止期間に各々設定するか、あるいは、２ａ＋ｂ＞Ｔ且つａ＋１．５ｂ＜Ｔとなる値ａ，ｂを送信期間と休止期間に各々設定することにより、無線機の消費電力を低減しつつ情報伝送の遅延時間を短縮することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は本実施形態のシステム構成図であり、複数台（図示は２台のみ）の無線機ＴＲで無線伝送システムが構成されている。なお、以下の説明では、無線機ＴＲを個別に示す場合は無線機ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲｎと表記し、総括して示す場合は無線機ＴＲと表記する。

無線機ＴＲは、アンテナ３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無線機ＴＲが送信した無線信号をアンテナ３で受信する無線送受信部２と、マイコンを主構成要素としイベント発生部４からイベントの発生が通知されたときに他の無線機ＴＲに対してイベント発生を通知するための無線信号を無線送受信部２より送信させる制御部１と、イベントが発生したときにイベントの発生を制御部１に通知するイベント発生部４と、イベント発生部４から制御部１に対してイベントの発生が通知されたことを報知する報知部５と、乾電池等の電池を電源として各部に動作電源を供給する電池電源部６とを具備している。

無線送受信部２は、電波法施行規則第６条に規定される「特定小電力無線局」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。またイベント発生部４は、例えば、火災に伴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火災感知手段や、人体から放射される熱線（赤外線）を検出することで不審者の侵入のようなセキュリティに関する異常を検知するセキュリティ異常検知手段、押釦スイッチ等の操作入力を受け付ける操作入力受付手段などを有している。但し、火災感知手段、セキュリティ異常検知手段、操作入力受付手段の各手段については、従来周知であるから詳細な説明は省略する。

制御部１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って後述する各種の機能を実現している。例えば、イベント発生部４が火災感知手段を有している場合、イベント発生部４から火災発生を感知したことが通知されると、制御部１は報知部５が備えるブザーを駆動して報知音（警報音）を鳴動させることで火災発生を報知するとともに、他の無線機（火災感知器）ＴＲにおいても火災発生の報知音を鳴動させるために火災発生を通知するための無線信号を無線送受信部２より送信させる。また、他の無線機ＴＲから送信された無線信号（火災発生を通知するもの）を無線送受信部２で受信したときも、制御部１は報知部５が備えるブザーを駆動して報知音（警報音）を鳴動させる。つまり、制御部１ではイベント発生部４から火災感知や人体検知、操作入力受付等のイベント発生が通知されたときに報知部５から報知音を鳴動させて報知するとともにイベント発生を通知するための無線信号を無線送受信部２より送信させる機能を有している。

ここで、従来技術で説明したように「特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備標準規格（社団法人電波産業会標準規格ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ６７）」や、「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備標準規格（社団法人電波産業会標準規格ＲＣＲＳＴＤ−３０）」などでは、無線信号を連続して送信してもよい期間（送信期間ａ）と、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（休止期間ｂ）とが定められている。例えば、標準規格ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ６７では送信期間ａが４０秒以下且つ休止期間ｂが２秒以上と規定され、標準規格ＲＣＲＳＴＤ−３０では送信期間ａが３秒以下且つ休止期間ｂが２秒以上と規定されており、制御部１では、これらの規格に適合する送信期間ａ並びに休止期間ｂで無線信号を送信させている。

また電池電源部６の電池寿命をできるだけ長くするため、制御部１では無線送受信部２を所定の時間間隔（間欠受信間隔Ｔ）毎に間欠的に起動して所望の電波（他の無線機ＴＲ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とで平均消費電力を大幅に低減している。なお、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受信信号強度表示信号（Receiving Signal Strength Indication：ＲＳＳＩ信号）に基づいて制御部１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。

ところで、従来技術で説明したように間欠受信動作を行うと本来受信しなければならない無線信号を受信するタイミングが間欠受信間隔Ｔの分だけ遅延することになるから、かかる遅延をできるだけ短くしつつ、平均消費電力低減のために間欠受信間隔Ｔをある程度長くするという相反する条件を同時に満足させる必要がある。そこで、間欠受信間隔Ｔを少なくとも送信期間ａよりも長くするという条件（ａ＜Ｔ）のもとで、初回（１回目）の送信期間ａで受信できなかったときに次々回（３回目）の送信期間ａで受信できるａ、ｂ、Ｔの値について検討した。つまり、図２に示すように初回の送信期間ａ₁が間欠受信間隔Ｔと重なっていたために無線信号が受信できなかった場合、具体的には初回の休止期間ｂ₁と間欠受信のタイミングが一致した場合、次々回の送信期間ａ₃に間欠受信のタイミングを一致させるためには、
Ｔ＞ｂ＋（ａ＋ｂ）＝ａ＋２ｂ且つＴ＜（ａ＋ｂ）＋ａ＝２ａ＋ｂ
となるようにａ、ｂ、Ｔの値を設定すればよい。例えば、標準規格ＲＣＲＳＴＤ−３０では送信期間ａが３秒以下且つ休止期間ｂが２秒以上と規定されているから、間欠受信間隔ＴをＴ＝８秒としたときにａ≦３、ｂ≧２の条件のもとにおいては、ａを横軸、ｂを縦軸とする２次元直交座標系の４本の直線ｂ＝−ａ／２＋４（図３における実線イ）、ｂ＝−２ａ＋８（図３における実線ロ）、ａ＝３、ｂ＝２で囲まれた領域（図３（ａ）（ｂ）でハッチングされた領域）内のａ，ｂの値の組みを選択すればよいことが判る。但し、上記条件を満たすａ，ｂの値が存在するためには、６＜Ｔ＜９という条件が必要である。

また、間欠受信間隔Ｔを少なくとも送信期間ａよりも長くするという条件（ａ＜Ｔ）のもとで、初回（１回目）の送信期間ａで受信できなかったときに次々々回（４回目）の送信期間ａで受信できるａ、ｂ、Ｔの値について検討した。つまり、図２に示すように初回の休止期間ｂ₁と間欠受信のタイミングが一致した場合、遅くとも次々々回の送信期間ａ₄に間欠受信のタイミングを一致させるためには、
２Ｔ＞ｂ＋２（ａ＋ｂ）＝２ａ＋３ｂ且つ２Ｔ＜２（ａ＋ｂ）＋ａ＝３ａ＋２ｂ
となるようにａ、ｂ、Ｔの値を設定すればよい。例えば、標準規格ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ６７では送信期間ａが４０秒以下且つ休止期間ｂが２秒以上と規定されているから、間欠受信間隔ＴをＴ＝１０秒としたときにａ≦４０、ｂ≧２の条件のもとにおいては、ａを横軸、ｂを縦軸とする２次元直交座標系の４本の直線ｂ＝−ａ／２＋５、ｂ＝−１．５ａ＋１０、ａ＝４０、ｂ＝２で囲まれた領域内のａ，ｂの値の組みを選択すればよいことが判る。

上述のようにして選択した間欠受信間隔Ｔ、送信期間ａ、休止期間ｂの値は、制御部１が備えるメモリに格納され、これらの値に基づいて、制御部１が間欠受信動作並びに無線信号の送信動作を実行すれば、無線機ＴＲの平均消費電力を低減しつつ情報伝送(イベントの発生通知)の遅延時間を短縮することができる。

本発明の実施形態を示すシステム構成図である。同上の動作説明図である。（ａ），（ｂ）は同上における間欠受信間隔Ｔ、送信期間ａ、休止期間ｂの検討結果を説明する説明図である。

符号の説明

ＴＲ
１制御部（送信制御手段、受信制御手段）
２無線送受信部（送信手段、受信手段）
４イベント発生部（火災感知手段、セキュリティ異常検知手段、操作入力受付手段）
５報知部
６電池電源部
Ｔ間欠受信間隔
ａ送信期間
ｂ休止期間

Claims

複数の無線機を備え、これら複数の無線機の間で無線信号を伝送する無線伝送システムであって、
各無線機は、無線信号を送信する送信手段若しくは無線信号を受信する受信手段の少なくとも何れか一方と、電源供給用の電池とを共通に具備し、
送信手段を具備する無線機は、所定のイベントが発生したときに送信手段を起動し、所定の送信期間に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送信手段を停止させる送信制御手段を具備し、
受信手段を具備する無線機は、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と、タイマ手段による間欠受信間隔のカウント中は受信手段を停止させ、タイマ手段による間欠受信間隔のカウントが完了する度に受信手段を起動する受信制御手段とを具備し、
送信期間をａ、休止期間をｂとしたときに、間欠受信間隔ＴがＴ＞ａ＞ｂである条件の下でａ＋２ｂ＜Ｔ且つ２ａ＋ｂ＞Ｔとなる値ａ，ｂを送信期間と休止期間に各々設定してなることを特徴とする無線伝送システム。
送信期間ａが３秒未満であり且つ休止期間ｂが２秒より長いことを特徴とする請求項１記載の無線伝送システム。
複数の無線機を備え、これら複数の無線機の間で無線信号を伝送する無線伝送システムであって、
各無線機は、無線信号を送信する送信手段若しくは無線信号を受信する受信手段の少なくとも何れか一方と、電源供給用の電池とを共通に具備し、
送信手段を具備する無線機は、所定のイベントが発生したときに送信手段を起動し、所定の送信期間に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送信手段を停止させる送信制御手段を具備し、
受信手段を具備する無線機は、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と、タイマ手段による間欠受信間隔のカウント中は受信手段を停止させ、タイマ手段による間欠受信間隔のカウントが完了する度に受信手段を起動する受信制御手段とを具備し、
送信期間をａ、休止期間をｂとしたときに、間欠受信間隔ＴがＴ＞ａ＞ｂである条件の下で２ａ＋ｂ＞Ｔ且つａ＋１．５ｂ＜Ｔとなる値ａ，ｂを送信期間と休止期間に各々設定してなることを特徴とする無線伝送システム。
送信期間ａが４０秒未満であり且つ休止期間ｂが２秒より長いことを特徴とする請求項３記載の無線伝送システム。
送信手段を具備する無線機は、火災を感知する火災感知手段を具備し、火災感知手段で火災が感知されたときに送信制御手段により火災感知を知らせるための無線信号を送信手段より送信させてなり、
受信手段を具備する無線機は、火災感知を知らせるための無線信号を受信手段で受信したときに報知する報知手段を具備することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の無線伝送システム。
送信手段を具備する無線機は、セキュリティに関する異常を検知するセキュリティ異常検知手段を具備し、セキュリティ異常検知手段で異常が検知されたときに送信制御手段により異常発生知を知らせるための無線信号を送信手段より送信させてなり、
受信手段を具備する無線機は、異常発生を知らせるための無線信号を受信手段で受信したときに報知する報知手段を具備することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の無線伝送システム。
送信手段を具備する無線機は、操作入力を受け付ける操作入力受付手段を具備し、操作入力受付手段で操作入力が受け付けられたときに送信制御手段により操作入力受付を知らせるための無線信号を送信手段より送信させてなり、
受信手段を具備する無線機は、操作入力受付を知らせるための無線信号を受信手段で受信したときに報知する報知手段を具備することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の無線伝送システム。