JPH0719314B2 - アナログ火災報知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、火災に伴う煙濃度、温度、ガス濃度等をアナ
ログ量として検出して受信機に送り、受信機側で受信さ
れた検出データから火災を判断するようにしたアナログ
火災報知装置に関する。

【従来の技術】

従来の火災報知装置は、火災を検知したときに接点を閉
じて受信機に発報信号を送出する所謂オン、オフ型火災
感知器を使用していたが、火災の早期発見と誤報の防止
という２つの課題を完全に解決することが困難であっ
た。 そのため近年にあっては、感知器で検出した温度や煙濃
度などのアナログ量の検出データをそのまま受信機に送
り、受信機側で検出したデータから火災を判断するよう
にした所謂アナログ火災報知装置が提案され、特に本願
発明者にあっては、アナログ量の検出データに基づく火
災判断の方法として、関数近似法による予測演算を実行
し、この予測演算による火災状況の予測から火災により
人間が生存することが不可能なレベルとして設定した危
険レベルまでの到達時間を求め、危険レベル到達時間が
一定時間以下のとき火災と判断する方法を提案してい
る。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、受信機側でアナログ量の検出データに基
づいて予測演算処理による比較的高級な火災判断を行な
う場合、全てのアナログセンサの検出データを受信機か
らのポーリングで取り込んで各センサ毎に火災判断処理
を実行すると、センサ台数の増加に応じてポーリングに
よる検出データのポーリング周期が長くなり、また特定
センサの検出データについて火災判断の予測演算等が実
行されると、受信機のCPUはビジィ状態となって他のセ
ンサのポーリングを休止することとなり、受信機CPUの
処理負担が大きくなりすぎ、結果としてセンサ台数が制
約されるという問題があった。 更に、センサから送られてくるアナログ量の検出データ
にはノイズによる変動も含まれており、そのまま火災判
断に使用すると誤った火災判断となるため、火災判断に
際しては、受信した検出データに含まれる不要なノイズ
成分を除去する前処理が必要となり、この前処理のため
に受信機CPUの負担を更に大きなものとしている。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
火災判断処理を実行する受信機CPUの負担を軽減して受
信機１台当りのアナログセンサ設置台数を増加できるよ
うにしたアナログ火災報知装置を提供することを目的と
する。 この目的を達成するため本発明にあっては、アナログセ
ンサ自体に、アナログ検出信号を一定周期でサンプリン
グし、このサンプリングデータからノイズ除去の平均化
計算を行なう手段を設けることで、受信機CPUにおける
前処理計算を不要とし、更に平均化計算データが予め定
めた閾値レベル以上となったときにのみ受信機からのポ
ーリングに応答したデータ送出を許容するようにしたも
のである。

【実施例】 第１図は本発明の基本構成を示したブロック図である。 まず構成を説明すると、１は受信機であり、火災判断処
理を実行するCPUを内蔵している。受信機１から引き出
された信号線2a〜2nのそれぞれにはアナログセンサ３が
接続され、アナログセンサ３は火災に伴なう物理的現象
の変化、具体的には温度、煙濃度、COガス濃度などをア
ナログ量として検出しアナログ検出信号を出力し、後の
説明で明らかにする平均化計算及び閾値との比較判別の
もとに受信機１からのポーリングに応答して検出データ
を例えば電流モードで送出する。 第２図は本発明で使用するアナログセンサ３の一実施例
を示したブロック図である。 第２図において、アナログセンサ３は受信機１からの電
源供給を受けて作動し、温度、煙濃度等をアナログ量と
して検出してアナログ検出信号を出力する素子等を備え
たアナログ検出部４を有する。５はサンプリング回路で
あり、一定周期でアナログ検出信号をサンプリングす
る。サンプリング回路５からのサンプリングデータはA/
D変換器６で検出データにデジタル変換され、平均化計
算部７に与えられる。 この平均化計算部７は、検出データの移動平均計算と単
純平均計算を実行する。即ち、第３図に示すように順次
得られた３つの検出データ毎の平均値（MEAN）を順次計
算し、続いて移動平均計算で得た６つのデータの単純平
均値を計算し、受信機へ送出する１つの検出データを作
り出す。 この移動平均計算と単純平均計算でなる平均化計算処理
は、アナログ検出信号に含まれている火災温度または煙
本来の基本周波数成分によって発生する高調波成分を除
去する低減デジタルフィルタとしての機能を実現し、こ
の低減デジタルフィルタを通すことで原信号を忠実に再
生することができる。 また、アナログ検出信号をサンプリングして検出データ
にデジタル変換しているため、パルスノイズが発生して
も検出データとして取り込む確率が低く、更に検出デー
タとして取り込んだ場合も平均化計算により充分なノイ
ズサプレッションを掛けることができる。 ８はデジタルコンパレータであり、平均化計算部７から
の出力データを、基準データ設定部９からのセンサ閾値
データと比較し、平均化計算データがセンサ閾値データ
以上のときデータ送出を指令するためのＨレベル出力を
生ずる。ここで、デジタルコンパレータ８に設定する閾
値データとしては、例えば火災温度の検出を例にとる
と、通常予想される室内温度の上限、例えば30度に相当
する閾値温度を設定しており、30度以上となる検出デー
タが得られたときにのみ受信機１へのデータ伝送を許容
するようにしている。 12は呼出し判別部であり、受信機１から例えば電圧モー
ドで送出されるクロックパルスを計数し、自己に割り当
てられたクロック計数値に達したとき自己の呼出しと判
断してデータ送出信号（Ｈレベル信号）を出力する。こ
の呼出し判別部10及びデジタルコンパレータ８の出力は
アンドゲート11に入力され、アンドゲート11は検出デー
タが一定値以上で且つ自己の呼出しを判別したときに信
号送出部12にＨレベル出力を与え、そのとき平均化計算
部７から出力されている平均化計算データを例えばD/A
変換した後に電流モードによって受信機１へ送出する。 第４図は第１図の受信機の一実施例を示したブロック図
であり、呼出し制御部13、火災判断処理を実行するCPU1
4、センサからのアナログ受信信号を検出データ信号に
デジタル変換するA/D変換器15、及び表示部16を備え
る。 呼出し制御部13は、受信機１に接続したアナログセンサ
に相当する数のクロックパルスに続いてパルス幅の長い
リセットパルスを繰り返し電圧モードで出力することで
センサポーリングを行なう。A/D変換器15はセンサから
送出された検出電流による抵抗17の電圧を入力して検出
データにデジタル変換し、CPU14に与える。 CPU14はクロックパルスの計数で定まるセンサアドレス
に応じた検出データを収集し、後の説明で詳細に示すよ
うに、関数近似法による予測演算によって火災を判断
し、表示部12にセンサアドレスと共に火災表示を行なわ
せる。 次に、受信機１のCPU14による検出データに基づいた火
災判断処理を説明する。 この火災判断処理の内容は次の２つに分けられる。 a.非火災警報のプロテクト処理 b.関数近似法による火災の予測演算 第５図は前記a,bの火災判断に用いられる各閾値レベル
とアナログセンサ３に設定した信号送出制御のための閾
値レベルの関係を示したもので、火災判断には、関数近
似法による予測演算を開始させるための演算起動レベル
と、予測結果から火災に達するまでの残りの時間を求め
るための危険レベルが設けられ、これに対しアナログセ
ンサの閾値レベルは演算起動レベル以下となる定常的な
ノイズを除去するレベルに設定されている。 従って、アナログセンサで平均化計算したデータのレベ
ルが白丸で示す閾値レベルより低いときには、受信機の
ポーリングを受けても信号送出は行なわれず、黒丸で示
す閾値レベル以上となる検出データのみが受信機へ送出
される。その結果、白丸で示すデータ分だけ受信機CPU
の負担が軽減されることになる。 第６図は受信機CPUで行なわれる火災判断処理の一例を
示したフローチャートであり、二次関数近似法による予
測演算を実行している。 まずブロック20でポーリングにより応答データがあるか
否かチェックしている。 応答データがあれば次の判別ブロック21に進み、平均化
計算され且つセンサ閾値以上となることで送出された最
新のデータが第５図に示した演算起動レベルを越えたか
否かチェックしている。 ここで、受信機CPUは二次関数近似法による計算処理の
ため20個の検出データLD1〜LD20を順次記憶する機能を
持つ。 受信した最新の検出データLD20が演算起動レベルを越え
るとブロック22の非火災プロテクト処理に進む。 非火災プロテクト処理では、演算起動レベルを越えたデ
ータLD20を含む４つのデータLD17〜LD20の間の変化量、
即ちスロープy1,y2,y3を検出する。 第７図はスロープy1〜y3の検出例を示したもので、この
場合、スロープy1は負、スロープy2,y3は正となる。更
に正のスロープy2,y3について予め定めた規定スロープy
k以上か否かチェックし、yk以上となるスロープの数ｎ
をカウントする。このyk以上となるスロープの数ｎが第
８図のように２以上ときには、火災の恐れありとして次
のブロック23による関数近似法による予測演算を開始す
る。一方、第７図のようにyk以上となるスロープの数が
２より少ないときには、タバコの煙などによるデータの
変化と判断し、関数近似法による予測演算は行なわな
い。 ブロック22の非火災プロテクト処理を通過したデータに
ついては、ブロック23の予測演算が実行される。 この予測演算は、火災時の温度や煙濃度の時間変化を ｙ＝ax²＋bx＋ｃ で近似し、平均化計算で得られている20個のデータLD1
〜LD20で与えれる第９図に示す二次関数の係数a,b,cの
値を求める。この係数a,b,c,を求める計算は、最小２乗
法による行列式からなる連立方程式をGauss-Jordan法で
計算することで求められる。 係数a,b,cが計算できれば、第10図に示すように、将来
のデータ変化の軌跡を求めることができる。 そこで次のブロック24で第10図の二次関数から危険レベ
ルに達する時刻trを求め、現在時刻tnから危険レベル到
達予測時間Tpuを計算する。 判別ブロック25では、危険レベル到達時間が短いほど真
の火災であることから、例えば閾値時間800secと比較
し、800sec以下のとき火災と判断し、ブロック26で火災
警報を出す。 尚、受信機CPUの関数近似法による予測演算しては、二
次関数近似法のほかに、一次関数ｙ＝ax＋ｂで行なうよ
うにしてもよく、更に一次関数と二次関数の両方を行な
うようにしてもよい。

【発明の効果】

以上説明してきたように本発明によれば、アナログセン
サ側で火災判断処理に使用する検出データのノイズ成分
を除去する平均化計算を実行しているため、全ての検出
データについては実行する受信機CPUの前処理計算を不
要にでき、また平均化計算で求めた検出データのうち、
所定のセンサ閾値未満の検出データについては、アナロ
グセンサで受信機への信号送出を禁止し、所定のセンサ
閾値に達してから信号送出を開始するので、受信機CPU
で火災判断の対象となるアナログセンサの数は大幅に低
減され、受信機CPUの負担を大幅に軽減でき、受信機CPU
に余裕がでることでセンサ接続数を増加させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示したブロック図、 第２図はアナログセンサの位置実施例を示した回路ブロ
ック図、 第３図はアナログセンサで行なう平均化計算処理を示し
た説明図、 第４図は受信機の実施例を示したブロック図、 第５図はセンサ閾値レベルと受信機側での火災判断に使
用する閾値レベルの関係を示した説明図、 第６図は受信機CPUによる火災判断処理を示したフロー
チャート、 第７、８図は受信機CPUの非火災プロテクト処理の説明
図、 第９図は受信機CPUによる二次関数予測演算の説明図、 第10図は受信機CPUで計算する危険レベル到達時間の説
明図である。 1:受信機 2a〜2n:信号線 3:アナログセンサ 4:アナログ検出器 5:サンプリング回路 6:A/D変換器 7:平均化計算部 8:デジタルコンパレータ 9:基準データ設定部 10:呼出し判別部 11:アンドゲート 12:信号送出部 13:呼出し制御部 14:CPU 15:A/D変換器 16:表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信機から引き出された信号線に複数のア
   ナログセンサを接続し、受信機から順次アナログセンサ
   を呼出して検出データを送出させ、受信した検出データ
   に基づいて受信機で火災を判断するアナログ火災報知装
   置に於いて、 前記アナログセンサに、 温度、煙濃度等をアナログ量として検出してアナログ検
   出信号を出力するアナログ検出部と、 該アナログ検出信号を一定周期でサンプリングするサン
   プリング部と、 該サンプリング部でサンプリングされたアナログ検出信
   号を検出データにデジタル変換するA/D変換器と、 一定時間にわたる前記検出データの平均化計算を行って
   平均化計算データを求める平均化演算部と、 該平均化計算データの値と予め設定されたセンサ閾値と
   を比較し、該平均化計算データが該センサ閾値を超えた
   時に指令信号を出力する比較部と、 前記受信機からの呼出しを判別する呼出し判別部と、 前記呼出し判別部が前記受信機からの呼出しを判別した
   時に、前記比較部からの指令信号に基づいて前記平均化
   計算データを検出データとして前記受信機へ送出させる
   データ信号送出部と、 設けたことを特徴とするアナログ火災報知装置。