JP6292820B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、互いに通信可能な複数のセンサ及びコントローラを含む通信システムに関する。

事業所、店舗又は住宅などの監視区域内で侵入異常又は火災異常などが発生したときに、その異常を感知して監視センタに通報する警備システムが広く利用されている。このような警備システムは、監視区域内に設置されるセンサと、中央制御機となる警備装置とを有する。警備装置は、例えば、センサにより監視区域内を監視する監視モード、及び監視区域内を監視しない解除モードなどを含む複数のモードの何れかに設定可能である。

従来の警備システムでは、警備装置のモードを監視モードに切り替えるときに、監視区域内に設置されている全てのセンサが非感知状態であることを確認してから、監視モードに移行できるようにしている。即ち、警備装置は、何れのセンサも例えば「扉開」又は「人残留」などの異常を示していないことを確認した上で、監視モードに移行する。

例えば、特許文献１には、監視区域に生じた変化を検知するセンサによる検知の情報を検知履歴部に蓄積しておき、蓄積された検知の情報を利用者端末に送信し、その情報を確認した利用者の端末から送信された警備セットモードの設定信号を受け付けると警備状態を警備セットモードに設定する警備装置が記載されている。

特開２００９−２２３７０８号公報

監視モードへの移行時にセンサ状態を確認する際、個々のセンサに状態を問い合わせると、設置されているセンサ数の増加に伴って、状態確認に要する時間が長くなり、利用者の利便性が損なわれる。監視モードへの移行時に限らず、警備装置が監視モードに設定されているときでも、監視区域内に設置されている各センサの状態を確認しようとすると、センサ数が多くなるほど状態確認に要する時間が長くなる。また、異常を感知して監視センタに通報する警備システムに限らず、例えば扉の開閉状態などを示す各センサの状態をコントローラで確認する通信システムでも、センサ数が多くなるほど状態確認に要する時間は長くなる。特に、コントローラとセンサの間で、特定小電力無線方式のような通信遅延の大きい通信方式を用いる場合には、この傾向が顕著である。

状態確認に要する時間を短縮するためには、特許文献１のように、コントローラが予めセンサの状態変化を受信して記憶部に記憶しておき、その記憶部のセンサ状態を参照することで、センサへの状態問合せを省略することが考えられる。しかしながら、センサが状態変化するたびにその状態変化をコントローラに通知すると、状態変化の回数が多いセンサについては、頻繁にコントローラとの間で通信が行われるため、消費電力量が多くなって、電池寿命が短くなる。このため、センサの状態確認に要する時間を短縮化して利便性を向上させることと、センサの電池寿命を長期化させることは、両立が困難である。

また、各センサの電池消費量のバラつきが大きいと、個々のセンサが電池切れになるたびに電池交換などの対処が必要であり、通信システムの運用コストが高くなる。一方、各センサの電池消費量のバラつきを小さくして、複数のセンサの電池寿命をほぼ同じ長さにすれば、一度にそれらの電池を交換できるので、運用コストが削減される。このため、センサの電池交換業務においては、各センサの電池寿命をほぼ同じ長さにさせたいという運用ニーズがある。

そこで、本発明では、コントローラにおけるセンサの状態確認に要する時間を短縮化しつつ、センサの消費電力量を抑えるとともに、各センサの残電池容量を平準化させる通信システムを提供することを目的とする。

本発明の一つの形態として、互いに通信可能な複数のセンサ及びコントローラを含む通信システムが提供される。この通信システムにおいて、複数のセンサのそれぞれは、コントローラとの間で通信を行うセンサ通信部と、コントローラからの指示に基づいて、センサが第１の状態から第２の状態又は第２の状態から第１の状態に状態変化したときにセンサ通信部を介して状態変化をコントローラに通知する常時送信方式、及び状態変化があっても状態変化の通知を抑制する送信抑制方式の何れかの動作方式にて、コントローラへの通知を行う状態通知部と、コントローラからの状態問合せに応じて、センサ通信部を介してセンサの現在の状態をコントローラに通知する状態回答部とを有し、コントローラは、複数のセンサとの間で通信を行う通信部と、複数のセンサのそれぞれについて、センサから受信されたセンサの状態、及びセンサの現在の動作方式を記憶する記憶部と、残り駆動可能時間の推定値が小さいセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように複数のセンサの動作方式を決定し、通信部を介してそれぞれのセンサに決定された動作方式を通知する動作方式決定部と、複数のセンサのうち、送信抑制方式にて動作しているセンサに対して通信部を介して状態問合せを行って、センサの現在の状態を受信する状態問合せ部とを有することを特徴とする。

第１の状態はセンサの非感知状態であり、第２の状態はセンサの感知状態であって、コントローラは、複数のセンサにより監視領域を監視する監視モードを含む複数のモードの何れかに設定可能であり、監視モードへのモード変更時に、状態問合せ部が状態問合せを行った結果、記憶部に記憶されている全てのセンサの状態が第１の状態であったならばモード変更を許容するモード設定部を更に有することが好ましい。

記憶部は、動作方式決定部が複数のセンサに指示した動作方式の履歴情報を更に記憶し、動作方式決定部は、送信抑制方式にて動作した期間が短いセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定することが好ましい。

記憶部は、通信部と複数のセンサの間における通信回数をセンサごとに更に記憶し、動作方式決定部は、通信回数が多いセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定することが好ましい。

記憶部は、動作方式決定部が複数のセンサに指示した動作方式の履歴情報、通信部と複数のセンサの間における通信回数、及び複数のセンサの消費電力特性を更に記憶し、動作方式決定部は、動作方式の履歴情報、通信回数及び消費電力特性から複数のセンサの消費電力量を算出し、消費電力量が多いセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定することが好ましい。

記憶部は、動作方式決定部が複数のセンサに指示した動作方式の履歴情報、通信部と複数のセンサの間における通信回数、並びに複数のセンサの消費電力特性及び電池容量を更に記憶し、動作方式決定部は、動作方式の履歴情報、通信回数、消費電力特性及び電池容量から複数のセンサの残電池容量を算出し、残電池容量が少ないセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定することが好ましい。

動作方式決定部は、状態問合せ部が状態問合せを予め定められた時間内に実行可能であるように、送信抑制方式にて動作させるセンサの総数を制限することが好ましい。

本発明の通信システムによれば、コントローラにおけるセンサの状態確認に要する時間を短縮化しつつ、センサの消費電力量を抑えるとともに、各センサの残電池容量を平準化させることができる。

警備システムの概略構成図である。 警備装置の概略構成図である。 警備装置の記憶部に記憶される各種テーブルの例を示す図である。 警備装置の制御部の機能ブロック図である。 センサの概略構成図である。 センサの制御部の機能ブロック図である。 警備装置の動作方式決定処理の動作例を示したフローチャートである。 警備装置のモード変更判定処理の動作例を示したフローチャートである。

以下、本発明に係る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。

この通信システムは、互いに通信可能な複数のセンサ及びコントローラを含む。センサは、コントローラからの指示に基づき、状態変化したときにその状態変化をコントローラに通知する常時送信方式か、又は状態変化の通知を抑制する送信抑制方式にて、コントローラへの通知を行う。これにより、送信抑制方式にて動作するセンサは、常時送信方式にて動作するセンサより、状態通知に伴う電力消費が抑えられる。また、コントローラは、残り駆動可能時間の推定値が小さいセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように各センサの動作方式を決定し、送信抑制方式にて動作しているセンサに対して状態問合せを行って、そのセンサの現在の状態を受信する。即ち、コントローラは、状態を問い合わせるセンサ数を制限して状態問合せに要する時間を短縮させるとともに、残電池容量が少ないセンサを消費電力量が少ない送信抑制方式にて動作させることにより、各センサの残電池容量を平準化させる。これにより、この通信システムでは、利便性を向上させ、センサの電池を長寿命化させるとともに、電池交換に要する運用コストを削減することを図る。

図１は、警備システム１の概略構成図である。警備システム１は、監視区域２となる事業所、店舗又は住宅などに設置され、監視区域２内の異常の有無を監視する。警備システム１は、警備装置１０と、少なくとも一つのセンサ２０とを有する。警備システム１は通信システムの一例であり、警備装置１０とセンサ２０は、特定小電力無線又は無線ＬＡＮなどの無線ネットワークを介して互いに無線通信可能である。あるいは、警備装置１０とセンサ２０は、有線ネットワークを介して互いに接続されていてもよい。

警備装置１０は、コントローラの一例であり、監視区域２内の壁面などに設置される。警備装置１０は、インターネットなどの通信回線網５０を介して監視センタ４０内のセンタ装置４１に接続されている。警備装置１０は、センサ２０から感知信号を受信し、必要に応じて遠隔のセンタ装置４１に異常信号を送信する。

センサ２０は、監視区域２内の各所に設置され、例えば監視区域２内への侵入者などの異常を感知すると、警備装置１０に感知信号を送信する。センサ２０には、例えば、人の存在を感知する防犯センサ、煙感知器又は熱感知器などの防災センサ、及び利用者により操作される非常ボタンなどが含まれる。このうち、防犯センサには、例えば、赤外線により人の存在を感知する赤外線センサ、入力画像から人の存在を感知する画像センサ、及び磁界の変化から窓、扉又は戸などの開放を感知する近接センサなどが含まれる。

警備装置１０は、利用者の操作に応じて、例えば、センサ２０により監視区域２内を監視する監視モード、及び監視区域２内を監視しない解除モードなどを含む複数のモードの何れかに設定可能である。監視モードに設定されているときには、警備装置１０は、監視中のセンサ２０から例えば窓、扉若しくは戸の開放又は人の存在などを示す感知信号を受信すると、監視区域２に異常が発生したと判定して、センタ装置４１に異常信号を送信する。一方、解除モードに設定されているときには、警備装置１０は、センサ２０のうち、防犯センサが感知対象の事象を感知しても、そのセンサからの感知信号を無視する。ただし、防災センサ又は非常ボタンによる感知信号が入力されたときは、警備装置１０は、何れのモードに設定されていても、センタ装置４１に異常信号を送信する。

監視センタ４０は、警備会社などが運営するセンタ装置４１を備えた施設であり、管制員が監視区域２を常時監視している。センタ装置４１は、一つ又は複数のコンピュータで構成されている。監視センタ４０では、警備装置１０からセンタ装置４１が受信した異常信号に基づいて、対処すべき監視区域２の情報が表示部４２に表示され、利用者に対する確認処理又は監視区域２への警備員の対処指示などの必要な措置がとられる。

図２は、警備装置１０の概略構成図である。警備装置１０は、センタ通信部１１と、センサＩ／Ｆ１２と、操作部１３と、報知部１４と、記憶部１５と、制御部１６とを有する。

センタ通信部１１は、通信回線網５０に接続される通信インタフェースであり、通信回線網５０を介してセンタ装置４１との間で警備情報の通信を行う。警備情報とは、警備装置１０の現在のモード及び監視区域２の異常有無などの、監視区域２において異常監視を行うために収集生成される情報である。センタ通信部１１によるセンタ装置４１との通信には、予め警備装置１０に固有に設定されたＩＤ（識別情報）が付加される。

センサＩ／Ｆ１２は、監視区域２内に設置されたセンサ２０と接続され、センサ２０との間で信号を送受信するための通信インタフェースであり、センサとの間で通信を行う通信部として機能する。センサＩ／Ｆ１２は、例えば、特定小電力無線の通信規格に従って通信を行う無線通信手段である。ただし、通信規格は特定小電力無線に限らず、ＩＥＥＥ８０２．１１諸規格のいずれかに準拠したいわゆる無線ＬＡＮ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信規格であってもよい。各センサ２０には固有のセンサＩＤ（識別情報）が付与されており、センサＩ／Ｆ１２とセンサ２０の間で送受信される信号にはこのセンサＩＤが含まれる。

操作部１３は、例えば、利用者が警備装置１０のモードを監視モード又は解除モードなどに設定するためのスイッチである。また、操作部１３は、例えば、監視区域２内に設置されている各センサ２０の状態を確認するためのボタンを含んでもよい。利用者によりこれらのスイッチ又はボタンが選択されると、操作部１３は、対応する信号を制御部１６に入力する。

報知部１４は、例えば、液晶ディスプレイ、スピーカなどで構成され、警備システム１の情報を、文字又は音声などにより利用者に出力する。なお、報知部１４は、例えば液晶タッチパネルディスプレイにより操作部１３と一体化されていてもよい。

例えば、操作部１３が操作されて監視モードへのモード変更が指示されたときに、報知部１４は、そのモード変更の可否を利用者に報知する。このとき、異常を感知しているセンサ２０がある場合には、報知部１４は、対象のセンサの設置場所と併せて、モード変更が不可である旨を利用者に報知する。一方、異常を感知しているセンサ２０がない場合には、報知部１４は、モード変更が可能である旨を利用者に報知する。また、報知部１４は、操作部１３が操作されて各センサ２０の状態確認が指示されたときには、各センサ２０の状態を利用者に報知する。

記憶部１５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はＨＤＤにて構成され、警備装置１０を動作させるための各種データ及び各種プログラムなどを記憶する。例えば、記憶部１５は、警備装置１０のＩＤ、警備装置１０の現在のモード、センサ情報テーブル、消費電力特性テーブル、及び電力履歴情報テーブルなどを記憶する。

図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、警備装置１０の記憶部１５に記憶される各種テーブルの例を示す図である。

図３（Ａ）は、センサ情報テーブルの一例を示す。センサ情報テーブルは、警備装置１０に登録されている各センサ２０について、例えば、センサＩＤ、センサの種類、センサの設置場所、センサの動作方式、及びセンサの状態などを対応付けたテーブル情報である。センサの種類には、例えば、防犯センサ、防災センサ及び非常ボタンの３種類がある。センサの動作方式には、センサ２０が状態変化したときにその状態変化を警備装置１０に通知する常時送信方式と、センサ２０が状態変化してもその状態変化の通知を抑制する送信抑制方式がある。

センサの状態には、例えば、「非感知状態」（第１の状態の一例）と「感知状態」（第２の状態の一例）がある。例えば、防犯センサについては、非感知状態と感知状態は、それぞれ、扉などの開放又は人の存在が感知されていない状態と感知されている状態に対応する。また、防災センサについては、非感知状態と感知状態は、それぞれ、煙又は熱などが感知されていない状態と感知されている状態に対応する。また、非常ボタンについては、非感知状態と感知状態は、それぞれ、そのボタンが押下されていない状態と押下されている状態に対応する。なお、センサの状態は、非感知状態と感知状態に限らず、例えば、「機器異常」、「要注意」（感知状態と非感知状態の中間状態）などを含んでもよい。

図３（Ｂ）は、消費電力特性テーブルの一例を示す。消費電力特性テーブルは、センサ情報テーブルに含まれる各センサ２０について、例えば、センサＩＤ、１回の通信での消費電力、常時送信方式での単位時間当たりの消費電力、及び送信抑制方式での単位時間当たりの消費電力などを対応付けたテーブル情報である。これらの情報は、警備装置１０が各センサ２０の動作方式を決定する際に参照される。

図３（Ｃ）は、電力履歴情報テーブルの一例を示す。電力履歴情報テーブルは、センサ情報テーブルに含まれる各センサ２０について、例えば、センサＩＤ、残電池容量、常時送信方式での累積動作時間、送信抑制方式での累積動作時間、及び警備装置１０との通信回数などを対応付けたテーブル情報である。これらの情報は、各センサ２０の動作方式を決定する際に制御部１６により参照され、随時更新される。なお、常時送信方式での累積動作時間と送信抑制方式での累積動作時間は、動作方式の履歴情報の一例である。

制御部１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータ並びにその周辺回路で構成され、上述した各部を制御して警備装置１０を動作させる。

図４は、警備装置１０の制御部１６の機能ブロック図である。制御部１６は、上記のマイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムによって実現される機能モジュールとして、状態問合せ部１６１と、モード設定部１６２と、異常判定部１６３と、通報部１６４と、動作方式決定部１６５とを有する。

状態問合せ部１６１は、操作部１３が操作されて監視モードへのモード変更又は各センサ２０の状態確認が指示されたときに、センサ２０のうち、記憶部１５のセンサ情報テーブルに送信抑制方式が記憶されているセンサに対してセンサＩ／Ｆ１２を介して状態問合せを行う。そして、状態問合せ部１６１は、そのセンサの現在の状態を受信し、センサ情報テーブルに記憶されているセンサの状態と現在の状態が異なっていたときには、センサ情報テーブルの情報を更新する。後述するように、各センサ２０は、送信抑制方式にて動作しているときには、状態変化があっても警備装置１０へのその状態変化の通知を抑制する。したがって、センサ情報テーブルに送信抑制方式が記憶されているセンサ２０については、センサ情報テーブルに記憶されているセンサの状態が現在も継続している場合と、その後そのセンサ２０には状態変化が起こったがその状態変化の通知が抑止されている場合との２通りの可能性がある。このため、状態問合せ部１６１は、送信抑制方式にて動作するセンサ２０に対して状態問合せを行って、そのセンサの現在の状態を確認する。

一方、センサ情報テーブルに常時送信方式が記憶されているセンサ２０については、状態変化があるたびにその状態変化が通知されるため、状態問合せ部１６１は、それらのセンサ２０に対して状態問合せを行わない。このように、状態を問い合わせるセンサ数を制限することにより、状態問合せ部１６１は、状態問合せに要する時間を短縮させる。

モード設定部１６２は、操作部１３が操作されて警備装置１０のモード変更が指示されたときに、警備装置１０のモードを監視モード又は解除モードに切替え設定し、新たなモードを記憶部１５に記憶する。これにより、警備装置１０は、設定された新たなモードに従って動作する。

ただし、モード設定部１６２は、監視モードへのモード変更時には、記憶部１５のセンサ情報テーブルに送信抑制方式が記憶されているセンサ２０に対して状態問合せ部１６１が状態問合せを行った結果、センサ情報テーブルに記憶されている全てのセンサの状態が非感知状態であったときに限り、そのモード変更を許容する。このとき、モード設定部１６２は、報知部１４を制御して、モード変更が可能である旨を利用者に報知する。一方、センサ情報テーブルに記憶されているセンサ２０のうち、状態が感知状態であるセンサがあったならば、モード設定部１６２は、そのモード変更を許容せず、報知部１４を制御して、対象のセンサの設置場所と併せて、モード変更が不可である旨を利用者に報知する。なお、モード設定部１６２は、解除モードなど、監視モード以外のモードへの変更時には、各センサ２０の状態にかかわらず、そのモード変更を許容する。

異常判定部１６３は、センサ２０から感知信号を受信すると、センサ情報テーブルを参照して、受信された感知信号に含まれるセンサＩＤと対応付けられたセンサの種類を特定する。また、異常判定部１６３は、記憶部１５に保持されている警備装置１０の現在のモードを参照する。そして、異常判定部１６３は、警備装置１０が監視モードに設定されているときに、防犯センサ、防災センサ又は非常ボタンの何れかから感知信号を受信すると、異常であると判定する。また、異常判定部１６３は、警備装置１０が解除モードに設定されているときに、防災センサ又は非常ボタンから感知信号を受信すると、異常であると判定する。また、異常判定部１６３は、警備装置１０が解除モードに設定されているときに、防犯センサから感知信号を受信すると、異常でないと判定する（即ち、その感知信号を無視する）。

通報部１６４は、異常判定部１６３が異常であると判定したときに、センタ通信部１１を介して異常信号をセンタ装置４１に送信する。異常信号には、例えば、記憶部１５に記憶された警備装置１０のＩＤ、異常を感知したセンサのセンサＩＤ、並びにセンサ情報テーブルから特定されるそのセンサの種類及び設置場所などの情報が含まれる。

動作方式決定部１６５は、例えば、操作部１３が操作されて警備装置１０のモード変更が指示されたときに、各センサ２０の動作方式を決定し、その動作方式を各センサ２０に通知する処理（「動作方式決定処理」という）を実行する。監視モード以外のモードへの変更が指示されたときには、動作方式決定部１６５は、常時送信方式又は送信抑制方式での残り駆動可能時間の推定値が小さいセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように、複数のセンサ２０の動作方式を決定する。一方、監視モードへの変更が指示されたときには、動作方式決定部１６５は、例えば全てのセンサ２０の動作方式を常時送信方式に決定する。そして、動作方式決定部１６５は、決定した各センサ２０の動作方式を、センサ情報テーブルに記憶するとともに、センサＩ／Ｆ１２を介して各センサ２０に通知する。

なお、動作方式決定部１６５は、モード変更時にかかわらず、例えば１日１回などのように定期的に、動作方式決定処理を実行してもよい。また、動作方式決定部１６５は、監視モードへの変更が指示されたときであっても、監視モード以外のモードへの変更のときと同様に、残り駆動可能時間の推定値が小さいセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように、複数のセンサ２０の動作方式を決定してもよい。

動作方式決定部１６５は、各センサ２０の残り駆動可能時間を推定するために、例えば、記憶部１５の消費電力特性テーブルと電力履歴情報テーブルを参照し、各センサ２０について、動作方式の履歴情報、通信回数、消費電力特性及び電池容量から、次の（１）式により残電池容量を算出する。
Ｂ＝Ｂ_０−Ｐ＝Ｂ_０−（Ｃ_ｔ×Ａ_ｔ＋Ｍ_１×Ｐ_ｔ１＋Ｍ_２×Ｐ_ｔ２） ・・・（１）
そして、動作方式決定部１６５は、算出した残電池容量の値を電力履歴情報テーブルに記憶して、情報を更新する。

（１）式において、Ｂは現在の残電池容量、Ｂ_０は電池容量の初期値、Ｐはセンサの動作開始時から現在までの消費電力量である。また、Ｃ_ｔは警備装置１０との通信回数、Ａ_ｔは１回の通信での消費電力であり、括弧内の第１項は、警備装置１０との通信による消費電力に相当する。また、Ｍ_１は常時送信方式での単位時間当たりの消費電力、Ｐ_ｔ１は常時送信方式での累積動作時間であり、括弧内の第２項は、常時送信方式での動作時における消費電力に相当する。また、Ｍ_２は送信抑制方式での単位時間当たりの消費電力、Ｐ_ｔ２は送信抑制方式での累積動作時間であり、括弧内の第３項は、送信抑制方式での動作時における消費電力に相当する。なお、（１）式では、センサ２０の感知動作による消費電力も、常時送信方式での消費電力又は送信抑制方式での消費電力に含めている。

常時送信方式又は送信抑制方式での残り駆動可能時間の推定値は、Ｂ／Ｍ_１又はＢ／Ｍ_２である。残電池容量が少ないほど残り駆動可能時間の推定値は小さいと考えられるため、動作方式決定部１６５は、残電池容量が少ないセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように、複数のセンサの動作方式を決定する。

あるいは、動作方式決定部１６５は、（１）式に代えて、次の（２）式により残電池容量を算出してもよい。
Ｂ_ｎ＝Ｂ_ｎ−１−Ｐ＝Ｂ_ｎ−１−（Ｃ_ｔ×Ａ_ｔ＋Ｍ×Ｐ_ｔ） ・・・（２）
ここで、Ｂ_ｎは現在の残電池容量、Ｂ_ｎ−１は前回算出された残電池容量、ＰはＢ_ｎ−１の算出時から現在までの消費電力量である。ただし、初回のＢ_ｎは電池容量の初期値Ｂ_０とする。また、Ｍは現在の動作方式での単位時間当たりの消費電力、Ｐ_ｔは前回残電池容量が算出されてから現在までの経過時間である。（２）式を使用する場合、記憶部１５の電力履歴情報テーブルには、センサＩＤ、現在の残電池容量、前回算出された残電池容量、警備装置１０との通信回数、及び前回の残電池容量の更新時刻を記憶しておけばよい。

例えばリチウム電池は、電池寿命が長く、長期間にわたって電圧がほぼ一定に保たれるが、残電池容量が少なくなると電圧が急激に低下するという特性がある。このため、センサ２０の電池としてリチウム電池を使用する場合には、動作方式決定部１６５は、例えば上記の（１）式又は（２）式により、各センサ２０の残電池容量を算出する。ただし、例えばアルカリ電池のように、残電池容量が少なくなるにつれて電圧が徐々に低下する電池は、電圧の値から現在の残電池容量を推定することができる。このため、そのような電池をセンサ２０に使用する場合は、動作方式決定部１６５は、上記の（１）式又は（２）式のような計算を行わずに、現在の電圧値に基づいて推定された残電池容量を各センサ２０から直接取得してもよい。

また、動作方式決定部１６５は、状態問合せ部１６１が状態問合せを予め定められた時間内に実行可能であるように、送信抑制方式にて動作させるセンサの総数を制限する。センサの電池寿命を長期化させるためには、多くのセンサ２０を低消費電力の送信抑制方式にすればよいが、監視モードへの移行時などに行われる状態確認に要する時間を短くする必要もあるため、送信抑制方式にできるセンサ数には限りがある。そこで、警備装置１０では、利用者の利便性を考慮して、監視モードへの移行時などに状態確認が例えば３秒以内で行われるように、状態問合せ部１６１による状態問合せ時間に予め上限値を設定しておく。そして、動作方式決定部１６５は、状態問合せ時間の上限値に応じて、送信抑制方式にて動作させるセンサ２０の総数にも上限値を設定しておき、送信抑制方式となるセンサ２０の総数がその上限値を超えないように、各センサ２０の動作方式を決定する。例えば、動作方式決定部１６５は、算出された残電池容量が少ない順にその上限値以下の個数のセンサ２０を選択して送信抑制方式とし、残りのセンサ２０を常時送信方式とする。これにより、状態確認に要する時間を上限値以下にするとともに、全体的に見て、各センサ２０の消費電力量を抑えることができる。

なお、動作方式決定部１６５は、各センサ２０の残電池容量までを算出せずに、（１）式又は（２）式における現在までの消費電力量Ｐを算出し、その値から各センサ２０の残り駆動可能時間を推定してもよい。この場合、常時送信方式又は送信抑制方式での残り駆動可能時間の推定値は、例えば（１）式の記号を用いてＢ_０−Ｐ／Ｍ_１又はＢ_０−Ｐ／Ｍ_２と表される。消費電力量Ｐが多いほど残り駆動可能時間の推定値は小さいと考えられるため、動作方式決定部１６５は、消費電力量が多いセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように、複数のセンサの動作方式を決定してもよい。この場合、動作方式決定部１６５は、算出された消費電力量が多い順に、上限値以下の個数のセンサ２０を選択して送信抑制方式とし、残りのセンサ２０を常時送信方式とすればよい。

あるいは、動作方式決定部１６５は、送信抑制方式にて動作した期間が短いセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように、複数のセンサの動作方式を決定してもよい。送信抑制方式にて動作した期間が短いセンサであるほど、消費電力量が多い常時送信方式にて動作した期間が長いため、残り駆動可能時間の推定値は小さいと考えられる。このため、動作方式決定部１６５は、記憶部１５の電力履歴情報テーブルを参照して、送信抑制方式での累積動作時間が短い順に、上限値以下の個数のセンサ２０を選択して送信抑制方式とし、残りのセンサ２０を常時送信方式としてもよい。なお、この場合は、動作方式決定部１６５は、上記の残電池容量又は消費電力量を算出しなくてもよい。

あるいは、動作方式決定部１６５は、警備装置１０との通信回数が多いセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように、複数のセンサの動作方式を決定してもよい。警備装置１０との通信回数が多いセンサであるほど、その通信により多くの電力を消費しているため、残り駆動可能時間の推定値は小さいと考えられる。このため、動作方式決定部１６５は、記憶部１５の電力履歴情報テーブルを参照して、警備装置１０との通信回数が多い順に、上限値以下の個数のセンサ２０を選択して送信抑制方式とし、残りのセンサ２０を常時送信方式としてもよい。この場合も、動作方式決定部１６５は、上記の残電池容量又は消費電力量を算出しなくてもよい。

なお、送信抑制方式での累積動作時間から残り駆動可能時間を推定する場合に、その累積動作時間が同程度のセンサ２０が複数あったときは、動作方式決定部１６５は、警備装置１０との通信回数が多いセンサを優先的に送信抑制方式としてもよい。

このように、各センサ２０の残り駆動可能時間の推定値として、残電池容量、消費電力量、送信抑制方式での累積動作時間、又は警備装置１０との通信回数を用いて、動作方式決定部１６５は各センサ２０の動作方式を決定する。これにより、警備装置１０は、残り駆動可能時間の推定値が小さいセンサを、消費電力量が少ない送信抑制方式にて動作させて、各センサ２０の電池寿命を平準化させる。なお、各センサ２０の残り駆動可能時間の推定値として残電池容量を用いる場合には、各センサ２０の初期の電池容量が異なっていても、より厳密に各センサ２０の電池寿命を平準化させることができる。

図５は、センサ２０の概略構成図である。センサ２０は、センシング部２１と、無線通信部２２と、記憶部２３と、制御部２４とを有する。

センシング部２１は、センサ２０の監視方向から入力される物理量に基づき、そのセンサが対象とする事象を感知する。センサ２０が防犯センサであれば、センシング部２１は、例えば、赤外線により人の存在を感知する熱線センサ、超音波により人の存在を感知するセンサ、入力画像から人の存在を感知する画像センサ、及び磁界の変化を感知して扉の開放を感知する近接センサなど、人の存在や建物の破壊を感知する公知の感知手段で構成される。また、センサ２０が防災センサであれば、センシング部２１は、例えば煙又は熱を感知する公知の感知手段で構成される。また、センサ２０が非常ボタンであれば、センシング部２１はスイッチで構成される。

無線通信部２２は、警備装置１０と無線信号を送受信するためのアンテナと、そのアンテナに接続される通信制御部とを備える。無線通信部２２は、特定小電力無線などの通信規格に従って、警備装置１０との間で通信を行う。無線通信部２２から警備装置１０に送信される無線信号には、少なくとも記憶部２３に記憶された自己のセンサＩＤ及び通信アドレスが含まれる。無線通信部２２は、コントローラとの間で通信を行うセンサ通信部として機能する。

無線通信部２２は、センサ２０の消費電力量を抑えるために、警備装置１０から送信される信号を間欠受信によって受信する。例えば、無線通信部２２は、通信レートに応じて決まる数十ミリ秒程度の受信状態と、数秒程度の切断状態とを交互に繰り返し、受信状態にあるときに、警備装置１０からの信号を受信する。

記憶部２３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はＨＤＤにて構成され、センサ２０を動作させるための各種データ及び各種プログラムなどを記憶する。例えば、記憶部２３は、センサ２０の状態、センサＩＤ、通信アドレス、間欠受信間隔などを記憶する。また、記憶部２３は、警備装置１０から通知された動作方式（常時送信方式又は送信抑制方式）を記憶する。

制御部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータ並びにその周辺回路で構成され、上述した各部を制御してセンサ２０を動作させる。

図６は、センサ２０の制御部２４の機能ブロック図である。制御部２４は、上記のマイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムによって実現される機能モジュールとして、状態通知部２４１と、送信抑止部２４２と、状態回答部２４３とを有する。

状態通知部２４１は、センシング部２１が対象の事象を感知して非感知状態から感知状態に変化したときに、無線通信部２２を介してその状態変化を警備装置１０に通知する。即ち、状態通知部２４１は、センサ２０が感知状態になったことを示す感知信号を警備装置１０に送信させる。また、状態通知部２４１は、センシング部２１が対象の事象を感知しなくなって感知状態から非感知状態に変化したときに、無線通信部２２を介して警備装置１０にその状態変化を通知する。即ち、状態通知部２４１は、センサ２０が非感知状態になったことを示す非感知信号を警備装置１０に送信させる。状態通知部２４１は、警備装置１０からの指示に基づいて、常時送信方式又は送信抑制方式にて警備装置１０への通知を行う。

送信抑止部２４２は、記憶部２３に記憶されている動作方式を参照し、センサ２０の動作方式が送信抑制方式であるときに、状態通知部２４１による警備装置１０への状態変化の通知を抑止する。即ち、センサ２０が警備装置１０から送信抑制方式を指示されているときは、送信抑止部２４２は、その間ずっと状態通知部２４１が状態変化の通知を行わないようにする。

あるいは、送信抑止部２４２は、センサ２０の動作方式が送信抑制方式であり、且つ警備装置１０のモードが監視モード以外であるときに、状態通知部２４１による警備装置１０への状態変化の通知を抑止してもよい。即ち、センサ２０が送信抑制方式を指示されているときであっても、警備装置１０のモードが監視モードであるときは、感知対象の事象を速やかに警備装置１０に通知するため、送信抑止部２４２は、状態通知部２４１による通知の抑止を行わなくてもよい。この場合、警備装置１０は、モード設定部１６２が警備装置１０のモードを変更するたびに、新たなモードを各センサ２０に通知しておく。そして、センサ２０では、動作方式とともに警備装置１０のモードを記憶部２３に記憶しておき、送信抑止部２４２が記憶部２３に記憶されている動作方式と警備装置１０のモードを参照して、状態通知部２４１による通知を抑止するか否かを判定すればよい。

あるいは、送信抑止部２４２は、センサ２０の動作方式が送信抑制方式であるときに、警備装置１０のモードにかかわらず、センサ２０が非感知状態から感知状態に状態変化したことに応じて、状態通知部２４１による新たな状態変化の通知を一定期間抑止してもよい。この場合、例えば、送信抑止部２４２は、センサ２０が感知状態に変化した後、センサ２０が非感知状態に変化してその非感知状態が予め定められた期間だけ継続するまで、状態通知部２４１による新たな状態変化の通知を抑止する。これを受けて、状態通知部２４１は、送信抑止部２４２による抑止が終了したときに、感知状態から非感知状態への状態変化を通知する。

なお、送信抑止部２４２は、センサ２０の動作方式が送信抑制方式であるときに、センサが感知状態に変化した後、予め定められた期間だけ状態通知部２４１による新たな状態変化の通知を抑止し、状態通知部２４１は、送信抑止部２４２による抑止が終了したときに、感知状態から非感知状態への状態変化を通知してもよい。また、この場合、送信抑止部２４２は、センサ２０について単位時間当たりの状態変化の頻度を計数し、その頻度が高いほど、上記の予め定められた長さの抑止期間を長い期間に設定してもよい。

状態回答部２４３は、警備装置１０からの状態問合せに応じて、無線通信部２２を介してセンサ２０の現在の状態を警備装置１０に通知する。センサ２０の動作方式が送信抑制方式であるときには、送信抑止部２４２が状態通知部２４１による状態変化の通知を抑止するため、警備装置１０がセンサ２０の現在の状態を知るために、センサ２０は警備装置１０から状態問合せを受信することがある。状態回答部２４３は、センサ２０の動作方式にかかわらず、この状態問合せに対して、センサ２０の現在の状態を警備装置１０に通知する。

図７は、警備装置１０の動作方式決定処理の動作例を示したフローチャートである。図７に示すフローは、警備装置１０の操作部１３が操作されて警備装置１０のモード変更が指示されたときに、記憶部１５に予め記憶されたプログラムに従って、制御部１６により実行される。

警備装置１０のモード変更が指示されると、まず、モード設定部１６２は、そのモード変更が監視モードへの変更か否かを判定する（ステップＳ１１）。監視モードへの変更である場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）には、動作方式決定部１６５は、例えば全てのセンサ２０について、動作方式を常時送信方式に決定し、新たな動作方式をセンサ情報テーブルに記憶するとともに、その新たな動作方式を各センサ２０に通知する（ステップＳ１２）。これにより、動作方式決定処理は終了する。

一方、監視モード以外のモードへの変更である場合（ステップＳ１１でＮｏ）には、動作方式決定部１６５は、センサ情報テーブルに記憶されているセンサ２０のうちの１つを選択する（ステップＳ１３）。次に、動作方式決定部１６５は、消費電力特性テーブルと電力履歴情報テーブルを参照することにより、例えば上記の（１）式又は（２）式を用いて、そのセンサについて、消費電力量を算出し（ステップＳ１４）、残電池容量を算出する（ステップＳ１５）。このとき、動作方式決定部１６５は、算出した残電池容量の値を電力履歴情報テーブルに記憶する。

そして、動作方式決定部１６５がまだ残電池容量を算出していないセンサ２０がある場合には（ステップＳ１６でＹｅｓ）、動作フローはステップＳ１３に戻る。この場合、動作方式決定部１６５は、他のセンサ２０について上記のステップＳ１３〜Ｓ１６の動作を実行する。

一方、全てのセンサ２０について残電池容量を算出した場合には（ステップＳ１６でＮｏ）、動作方式決定部１６５は、再度電力履歴情報テーブルを参照し、残電池容量が少ない順に、各センサ２０に優先順位を割り当てる（ステップＳ１７）。

次に、動作方式決定部１６５は、センサ情報テーブルに記憶されているセンサ２０のうちの１つを選択し（ステップＳ１８）、そのセンサに割り当てられた優先順位が、送信抑制方式とするセンサ数の上限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。そのセンサの優先順位が上限値以下である場合（ステップＳ１９でＹｅｓ）には、動作方式決定部１６５は、そのセンサの動作方式を送信抑制方式と決定する（ステップＳ２０）。一方、そのセンサの優先順位が上限値より大きい場合（ステップＳ１９でＮｏ）には、動作方式決定部１６５は、そのセンサの動作方式を常時送信方式と決定する（ステップＳ２１）。

次に、ステップＳ２０又はＳ２１により対象のセンサの動作方式が変更される場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）には、動作方式決定部１６５は、そのセンサの新たな動作方式を、センサ情報テーブルに記憶するとともに、そのセンサに通知する（ステップＳ２３）。一方、ステップＳ２０又はＳ２１により対象のセンサの動作方式が変更されない場合（ステップＳ２２でＮｏ）には、ステップＳ２３は実行されず、動作フローは次に進む。

そして、動作方式決定部１６５がまだ動作方式を決定していないセンサ２０がある場合には（ステップＳ２４でＹｅｓ）、動作フローはステップＳ１８に戻る。この場合、動作方式決定部１６５は、他のセンサ２０について上記のステップＳ１８〜Ｓ２３の動作を実行する。一方、動作方式決定部１６５が全てのセンサ２０について動作方式を決定した場合には（ステップＳ２４でＮｏ）、動作方式決定処理は終了する。

なお、動作方式決定部１６５は、モード変更時にかかわらず、例えば１日１回などのように定期的に、動作方式決定処理を実行してもよい。この場合、上記のステップＳ１１及びＳ１２の動作は実行されない。また、動作方式決定部１６５が送信抑制方式での累積動作時間又は警備装置１０との通信回数から動作方式を決定する場合には、残電池容量の算出は不要であるため、上記のステップＳ１３〜Ｓ１６は省略可能である。

図８は、警備装置１０が監視モードへのモード変更の可否を判定する処理（モード変更判定処理）の動作例を示したフローチャートである。図８に示すフローは、警備装置１０の操作部１３が操作されて監視モードへのモード変更が指示されたときに、記憶部１５に予め記憶されたプログラムに従って、制御部１６により実行される。

監視モードへのモード変更が指示されると、まず、モード設定部１６２は、記憶部１５のセンサ情報テーブルに記憶されているセンサ２０のうちの１つについて、その動作方式を確認する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１で確認されたセンサ２０の動作方式が送信抑制方式であれば（ステップＳ３２でＹｅｓ）、状態問合せ部１６１は、センサＩ／Ｆ１２を介してそのセンサ２０に状態問合せを行う（ステップＳ３３）。これにより、状態問合せ部１６１は、そのセンサ２０の現在の状態を受信して、受信された状態を記憶部１５のセンサ情報テーブルに記憶する。一方、ステップＳ３１で確認されたセンサ２０の動作方式が常時送信方式であれば（ステップＳ３２でＮｏ）、状態問合せ部１６１が状態問合せを行わずに、動作フローはステップＳ３４に進む。

そして、モード設定部１６２は、まだ動作方式を確認していないセンサ２０があるか否かを判定する（ステップＳ３４）。まだ動作方式を確認していないセンサ２０がある場合には（ステップＳ３４でＹｅｓ）、動作フローはステップＳ３１に戻り、モード設定部１６２は他のセンサについて上記の各ステップの動作を実行する。一方、記憶部１５に記憶されている全てのセンサ２０について動作方式を確認した場合には（ステップＳ３４でＮｏ）、モード設定部１６２は、再び記憶部１５のセンサ情報テーブルを参照し、感知状態が記憶されているセンサ２０があるか否かを確認する（ステップＳ３５）。

感知状態が記憶されているセンサ２０がある場合には（ステップＳ３５でＹｅｓ）、モード設定部１６２は、監視モードへのモード変更を許容せず、モード変更が不可である旨を利用者に報知する（ステップＳ３６）。このとき、モード設定部１６２は、感知状態が記憶されているセンサ２０と、センサ情報テーブルから特定されるその設置場所も、併せて利用者に報知する。一方、感知状態が記憶されているセンサ２０がない場合には（ステップＳ３５でＮｏ）、モード設定部１６２は、監視モードへのモード変更を許容して、モード変更が可能である旨を利用者に報知する（ステップＳ３７）。これにより、モード設定部１６２は、動作を終了する。

以上説明したように、警備装置１０は、残り駆動可能時間の推定値が小さいセンサであるほど優先的に送信抑制方式となるように各センサの動作方式を決定し、センサ２０は、警備装置１０からの指示に基づき常時送信方式又は送信抑制方式にて警備装置１０への通知を行う。また、警備装置１０は、送信抑制方式にて動作しているセンサに対して状態問合せを行って、そのセンサの現在の状態を受信する。これにより、警備システム１では、状態問合せに要する時間を短縮させ、センサの電池を長寿命化させるとともに、各センサの残電池容量を平準化させて電池交換に要する運用コストを削減することが可能になる。

なお、上記では、通信システムの一例として警備システム１を説明したが、通信システムは、異常を感知して監視センタに通報する警備システムに限らず、例えば扉の開閉状態などを示す各センサの状態をコントローラで確認するものであってもよい。

１ 警備システム
１０ 警備装置
１２ センサＩ／Ｆ
１５ 記憶部
１６ 制御部
１６１ 状態問合せ部
１６２ モード設定部
１６３ 異常判定部
１６４ 通報部
１６５ 動作方式決定部
２０ センサ
２１ センシング部
２２ 無線通信部
２３ 記憶部
２４ 制御部
２４１ 状態通知部
２４２ 送信抑止部
２４３ 状態回答部

Claims (7)

1. 互いに通信可能な複数のセンサ及びコントローラを含む通信システムであって、
   前記複数のセンサのそれぞれは、
   前記コントローラとの間で通信を行うセンサ通信部と、
   前記コントローラからの指示に基づいて、当該センサが第１の状態から第２の状態又は第２の状態から第１の状態に状態変化したときに前記センサ通信部を介して当該状態変化を前記コントローラに通知する常時送信方式、及び当該状態変化があっても当該状態変化の通知を抑制する送信抑制方式の何れかの動作方式にて、前記コントローラへの通知を行う状態通知部と、
   前記コントローラからの状態問合せに応じて、前記センサ通信部を介して当該センサの現在の状態を前記コントローラに通知する状態回答部と、
   を有し、
   前記コントローラは、
   前記複数のセンサとの間で通信を行う通信部と、
   前記複数のセンサのそれぞれについて、当該センサから受信された当該センサの状態、及び当該センサの現在の動作方式を記憶する記憶部と、
   残り駆動可能時間の推定値が小さいセンサであるほど優先的に前記送信抑制方式となるように前記複数のセンサの動作方式を決定し、前記通信部を介してそれぞれのセンサに決定された動作方式を通知する動作方式決定部と、
   前記複数のセンサのうち、前記常時送信方式にて動作しているセンサに対して状態問合せを行わず、前記送信抑制方式にて動作しているセンサに対して前記通信部を介して状態問合せを行って、当該センサの現在の状態を受信する状態問合せ部と、
   を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記第１の状態は前記センサの非感知状態であり、前記第２の状態は前記センサの感知状態であって、
   前記コントローラは、
   前記複数のセンサにより監視領域を監視する監視モードを含む複数のモードの何れかに設定可能であり、
   前記監視モードへのモード変更時に、前記状態問合せ部が状態問合せを行った結果、前記記憶部に記憶されている全てのセンサの状態が第１の状態であったならば当該モード変更を許容するモード設定部を更に有する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記記憶部は、前記動作方式決定部が前記複数のセンサに指示した動作方式の履歴情報を更に記憶し、
   前記動作方式決定部は、前記送信抑制方式にて動作した期間が短いセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定する、請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記記憶部は、前記通信部と前記複数のセンサの間における通信回数をセンサごとに更に記憶し、
   前記動作方式決定部は、通信回数が多いセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定する、請求項１〜３の何れか一項に記載の通信システム。
5. 前記記憶部は、前記動作方式決定部が前記複数のセンサに指示した動作方式の履歴情報、前記通信部と当該複数のセンサの間における通信回数、及び当該複数のセンサの消費電力特性を更に記憶し、
   前記動作方式決定部は、前記動作方式の履歴情報、前記通信回数及び前記消費電力特性から前記複数のセンサの消費電力量を算出し、当該消費電力量が多いセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定する、請求項１又は２に記載の通信システム。
6. 前記記憶部は、前記動作方式決定部が前記複数のセンサに指示した動作方式の履歴情報、前記通信部と当該複数のセンサの間における通信回数、並びに当該複数のセンサの消費電力特性及び電池容量を更に記憶し、
   前記動作方式決定部は、前記動作方式の履歴情報、前記通信回数、前記消費電力特性及び前記電池容量から前記複数のセンサの残電池容量を算出し、当該残電池容量が少ないセンサであるほど残り駆動可能時間を小さく推定する、請求項１又は２に記載の通信システム。
7. 前記動作方式決定部は、前記状態問合せ部が前記状態問合せを予め定められた時間内に実行可能であるように、前記送信抑制方式にて動作させるセンサの総数を制限する、請求項１〜６の何れか一項に記載の通信システム。

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